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우리 뇌의 다양한 움직임과 성격을 연구하는데 가장 최적화 된 기구이자 현대 과학의 수준을 끌어올리는데 큰 기여를 한 것으로 인정받는 기능성자기공명영상(fMRI) 장치의 데이터 분석 소프트웨어에 치명적인 ‘버그’(bug·프로그램의 결함에 의해 오류나 오작동이 일어나는 현상)가 있다는 사실이 15년 만에 밝혀졌다.
스웨덴과 영국 공동연구진은 최근 fMRI의 결과를 분석하는 프로그램의 오류 비율이 70%에 달한다는 사실을 알게 됐으며, 이를 이용한 일부 분석 결과가 부정확했을 것이라는 내용의 연구 결과를 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 발표했다. 연구진이 버그를 발견한 프로그램은 fMRI 분석을 위해 세계적으로 가장 많이 쓰이는 소프트웨어 패키지(SPM, FSL, AFNI)다. 버그의 명칭은 '3dClustSim'이다.
이러한 연구 결과에 따르면 예컨대 fMRI 분석 데이터에서는 활성화된다고 표시된 뇌의 영역에서 실제로는 아무 일도 일어나지 않았을 수 있다는 것이다.
공동연구진은 fMRI 분석에 주로 사용되는 소프트웨어 실제 성능을 실험하기 위해 전 세계의 데이터베이스에서 건강한 사람 499명을 여러 그룹으로 나눈 뒤 ‘휴지 상태 fMRI’(resting-state fMRI, 인간이 특별한 활동을 하고 있지 않을 때의 뇌 상태를 fMRI로 스캔한 것) 검사결과를 수집했다.
당초 본격 실험에 들어가기 전 소프트웨어에서 위양성율, 즉 건강한 사람에게 질병이 있다고 잘못 분석하는 오류가 나올 확률의 가능성을 5% 정도로 예측했다. 하지만 막상 데이터를 분석한 결과, 긍정 오류의 비율은 무려 70%에 달했다.
이는 일부 분석 결과 값이 매우 잘못됐다는 의미이며, 따라서 fMRI 결과 분석 소프트웨어가 실제로는 일어나지 않는 두뇌 활동을 마치 존재하는 것처럼 잘못 보여줄 가능성이 있다는 점을 시사한다고 연구진은 판단했다.
가장 큰 문제는 연구진이 발견한 버그를 가진 시스템이 무려 15년간 활용돼 왔다는 사실이다. 지난 15년간 이 소프트웨어를 이용한 fMRI의 분석 결과를 인용한 연구 중 일부는 무효가 될 수도 있다. 연구진에 따르면 실제 이 소프트웨어를 이용한 연구결과가 4만 건에 달하는 것으로 나타났다.
일반적으로 핵 자기공명 현상을 이용해 생체 정보를 이미지로 만들어주는 fMRI는 인간의 뇌 단면 이미지 촬영에 주로 사용돼 왔다. 관련 연구자들은 실험참가자나 환자에게 특정 행동을 수행하게 한 뒤 뇌의 변화를 관찰 연구하는데 fMRI를 이용해 왔다. 실제 질병을 진단하는데 활용되기도 하지만 주로 연구 시 가설을 입증하거나 자료를 수집하기 위한 실험에 이용된다.
이 소프트웨어의 오류는 지난해 5월 수정됐다. 불과 14개월 여 전까지는 전 세계 연구자들이 버그가 있는 fMRI 결과 분석 소프트웨어를 사용하고 그 분석결과를 주요한 연구 근거로 사용한 셈인데, 학계에서는 아직 이와 관련한 문제가 제기되진 않은 상황이다.
사진=포토리아
송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr
