인간은 도구를 마치 자신의 몸처럼 다룰 수 있으며, 손에 든 도구에 전해지는 느낌을 매우 높은 정밀도로 느낄수 있다고 보고되고있다.
새롭게, 피험자가 인공적으로 만들어진 "제3의 엄지"를 자유롭게 조작 할 수 있도록 훈련하는 연구에서, "로봇 손가락을 장착한 것으로인해 뇌내에 있어서 신체의 이미지가 변화한다"라는 것을 발견.
디자이너 Danielle Clode 씨가 개발 한 "제3의 엄지"는, 결여 된 사지를 보완하는 의지와는 달리 일반적으로 5개의 손가락을 가진 사람이 착용한다는 것이 상정되었다. 유니버시티 칼리지 런던(UCL)에서, 신체를 확장하는 도구에 뇌가 적응하는 방법을 연구 한 Tamar Makin 교수 연구팀은, 제3의 엄지 손가락이 연구에 적합했었기 때문에, Clode 씨를 초청해 공동 연구를 실시하기로했다.
제3의 엄지가 어떤 도구인지는 다음의 동영상을 보면 잘 알 수있다.
제3의 엄지는 3D 프린터로 제작되었으며, 본래의 엄지와 짝을 이루는 위치에 장착. 제3의 엄지는 발의 엄지 발가락에 장착된 압력 센서와 무선으로 연결되어있고, 훈련을 통해 직관적 인 조작이 가능하게된다고한다.
연구팀은 20명의 피험자에게 제3의 엄지를 장착시켜, 자유롭게 다룰 수 있도록 5일간 훈련을 실시했다. 또한 피험자는 매일 제3의 엄지 손가락을 가져가 일상 생활 속에서도 사용하도록 권장되었고, 하루 평균 2~6시간 정도 제3의 엄지 손가락을 착용했다고한다.
한편, 10명의 피험자는 대조군으로 움직이지 않는 제3의 엄지를 장착했다는 것.
이번 실험에서는 제3의 엄지를 장착 한 피험자에게 일어난 것은, 다음의 동영상에서 설명되어있다.
제3의 엄지 손가락을 사용하는데 있어서, 손으로 대량의 귤을 움켜 잡기도하고, 한손으로 패트병을 잡고 뚜껑을 여는것이 가능. 또한 한손으로 젠가를 2개를 가지고 쌓는 등....
5일간의 훈련으로, 피험자들은 조금 능숙하게 제3의 엄지 손가락을 잘 다룰 수 있게되었다.
또한 눈을 가린 상태나 수학 문제를 푸는 와중에도 피험자는 제3의 엄지 손가락을 사용할 수 있었다는 것. 이 때문에 Clode 씨는 "우리의 연구는 사람이 감각적으로 확장 장치의 조작을 기억하고, 자신을 위해 사용할 수 있다는 것을 보여줍니다. 제3의 엄지 손가락을 사용하는 동안, 사람들은 자연스럽게 손의 움직임을 변화시킬 수 있고, 로봇의 손가락이 자신의 몸의 일부처럼 느껴진다고 보고했습니다"라고 코멘트.
연구팀이 이 실험에서 조사하고 싶었던 것은, "신체를 확장하는 장치가 뇌의 신체 이미지에 어떤 영향을?"이라는 점이었다. 그래서 연구팀은 실험 전후에 자기 공명 기능 화상법(fMRI)을 검사하고, 제3의 엄지를 장착 한 손이 뇌의 감각 운동 피질에서 어떻게 이미지되는지를 조사했다. 또한 검사시 안전을 위해 제3의 엄지 손가락은 제거되었다는 것.
손가락을 이동함으로써 활성화되는 감각 운동 피질 부위는, 손가락에 따라 다르다.
그런데, 제3의 엄지 손가락으로 훈련 한 피험자에게서는, 다섯 손가락을 움직였을 때에 활성화 부위가 약간 근접, 각 손가락의 영역이 희미하게 나타났다는 것. 또한, 제3의 엄지 손가락의 훈련을 마친 후 1주일 후에 다시 fMRI 검사를 실시한 결과, 손가락의 움직임에 따라 활성화되는 감각 운동 피질 영역은 원래대로 돌아가 있었던 것으로보아, 변화는 제3의 엄지를 붙이고 훈련을 하던 동안에 만 일시적이었던 것을 알 수있었다는 것.
Makin 교수는, "진화론은 우리들에게 여분의 몸의 파트를 사용하게끔 준비가 되어있지 않습니다. 새롭고 예상치 못한 방법으로 자신의 능력을 확장하기 위해, 우리의 뇌는 생물학적 몸의 표상을 적응시킬 필요가 있다는 것을 발견했다"고 언급.
