바이오 IT부 고광본 기자 kbgo@sedaily.com
‘디지털 치료제’ 임상 앞둔 한양대 디지털헬스케어센터 게임할 때 체력요인 변화 살펴 우울증과 상관·인과관계 연구
AI분석 통한 표준화에도 매진 치매·ADHD 등 관리는 물론 범죄 예방·학습 활용도 기대
코로나 시대 대표적인 현대병으로 떠오른 우울증은 유전, 신경전달물질의 기능 장애, 스트레스 등으로 발생한다. 우리나라가 지난 2013년부터 줄곧 경제협력개발기구(OECD) 국가 중 자살률 1위를 지속하는 것도 이런 우울증 환자가 많은 것과 관련이 깊다. 우울증을 겪을 경우 대부분 움직임에 대한 욕구가 감소하는 게 특징이다. 신체 활동을 하면서 즐거움을 느끼는 엔도르핀 호르몬이나 스트레스에 대응하는 코르티솔 호르몬도 줄어들게 된다.
이렇게 우울증 환자에게 나타나는 행동의 변화를 포착해 인공지능(AI)으로 분석한 뒤 게임을 하며 맞춤형 해결책을 내놓는 기술이 개발되고 있다. 뇌 과학 측면에서 뇌파, 뇌 활성화, 심전도, 피부 전도도를 분석하고 신체 활동으로는 근력, 근지구력, 심폐 능력, 심박 수, 반응시간, 동작 이동 범위, 속도를 따진다. 그 결과 게임을 하며 병을 치료할 수 있는 이른바 ‘디지털 치료제’가 개발되며 병원에서 임상을 앞두고 있다.
현재 한양대 디지털헬스케어센터가 개발하는 디지털 치료제는 우울증을 나타내는 행동 패턴을 도출해 긍정적인 행동 패턴으로 바꾸기 위한 핵심 체력 요소를 도출한다. 활발한 활동을 유도해 우울감 감소에 효과가 있는 호르몬을 증가시킬 수 있는 연구를 한다. 이를 통해 상호작용 행동 중재 게임, 뇌파 활용 인지 정서 중재 게임, 가상현실(VR)과 증강현실(AR)을 아우르는 혼합현실 기술을 망라한 아바타 XR 콘텐츠를 가다듬고 있다. 이 과정에서 인간의 손·얼굴·몸의 행동 양식을 코딩화해 표준화하는 게 특징이다. 현재 미국 식품의약국(FDA) 등에서 인허가가 진행되고 있는 디지털 치료제(게임)가 주의력을 집중시키는 등의 인지 효과 개선을 목표하는 것과 차별화된다. 미국의 경우 2017년 중독 치료를 위한 애플리케이션 형태의 디지털 치료제가 처음으로 FDA의 의료 기기 허가를 받았다. 지난해에는 주의력결핍과잉행동장애(ADHD) 치료를 위한 비디오게임 디지털 치료제가 FDA 승인을 받았다.
기존 연구에서는 사람의 행동이 활성화될수록 생산적인 활동에 참여하고 긍정적인 사고를 하게 되지만 어떤 활동이 우울증과 연관이 있는지 상관·인과 관계를 명확히 규명하지 못했다. 이에 따라 한양대 디지털헬스케어센터는 국민체육진흥공단 국민체력100, 교육부 학생건강체력평가제도(PAPS) 등 기존의 신체 활동 데이터와 연구 결과를 활용해 게임을 하는 동안 신체 활동의 체력 요인 변화를 토대로 우울증과의 상관·인과 관계를 밝히는 연구를 하고 있다.
김형숙 센터장은 “스마트폰을 통해 수집하는 생활 데이터, 뇌 영상, 심전도 등 생체 신호 데이터, 움직임 데이터 등을 클라우드로 자동 전송할 수 있도록 데이터를 표준화한다”며 “우울 상태를 진단하고 솔루션을 제공하기 위해 AI로 분석해 병원에서 의사와 환자들이 사용할 수 있도록 표준 시스템을 개발할 것”이라고 밝혔다.
이렇게 개발되는 디지털 치료제는 다양하게 활용될 것으로 전망된다. 우선 가정은 물론 격리 시설, 요양원 등에서 자폐·ADHD·치매·파킨슨병 등을 예방하고 관리하는 서비스와 연계할 수 있다. CCTV·휴대폰·카메라를 통해 범죄자의 이상 행동을 파악해 범죄 사고, 독거 노인 관리, 생활 케어 등을 할 수도 있다. 학생들의 정서 행동 특성을 검사하고 학교생활을 분석해 학습 몰입도를 높이고 정신 건강 문제를 관리할 수도 있다.
