우리는 불가능해 보이는 딜레마에 직면했을 때 우리 모두가 들은 조언은 그냥 자라는 말이다. 잠에서 해결책이 생각난다는 이야기다.
새로운 연구는 고민있을 때 그냥 자라는 이 말이 단지 민속이 아니라는 것을 알아냈다. 100명이 넘는 자원봉사자에게 낮잠을 자는 기회가 주어졌을 때, 단 몇 분만이라도 부담스러운 수학적 문제를 창의적으로 해결하는 능력이 향상되었다. 하지만 반전이 있다. 이 트릭은 더 깊은 수면단계로 넘어가기 전에만 효과가 있었다.
다시 말해, 마음이 점차 완전히 의식의 결핍으로 사라지는 수면의 "황혼 영역"에 짧은 창의성의 창이 있는 것이다.
파리 Sorbonne Université의 Delphine Oudiette 박사가 주도한 이 연구는 N1이라는 독특한 뇌파 패턴으로 추적할 수 있는 특정 수면 시간(방금 졸았을 때)을 과학적으로 조사한 최초의 연구 중 하나이다. 그러나 알베르트 아인슈타인, 살바도르 달리, 토마스 에디슨을 비롯한 역사의 위인들은 모두 그 창의적인 "스위트 스폿"을 활용하기 위해 방법을 사용했다고 Oudiette는 말했다.
이 연구에 참여하지 않은 MIT 미디어 랩의 Adam Haar Horowitz 박사 는 "이 연구는 우리에게 의식과 창의성에 대한 동시적 통찰력을 제공한다."고 말했다.
명석함의 가장자리
수면은 다단계 과정으로 점차 무의식을 향해 계단을 내려간다. 또한 약 90분마다 서로 다른 수면 상태 사이를 오가는 주기이기도 한다.
수면에 대한 우리의 인식에도 불구하고 이러한 주기 동안 뇌는 거의 "종료"되지 않는다. 한 이론에 따르면 우리의 신경망은 이전 학습을 분류하고 연결을 물리적으로 강화하거나 약화시켜 중요한 기억을 신경 회로에 새긴다. 수면은 또한 SHY(시냅스 항상성 가설)라고 불리는 아이디어의 가소성, 즉 학습 능력을 유지하고 알츠하이머로부터 보호하기 위해 대사 폐기물을 제거하기 위한 노력의 일환으로 뇌의 시냅스를 전체적으로 약화시킬 수 있다.
그러나 꿈을 꾸는 해커에게 수면의 가장 흥미로운 측면은 아마도 뇌가 쉬고 있을 때 학습할 수 있는 잠재적 능력일 것이다. 이전 연구에 따르면 깊은 잠을 자는 동안 무의식적 뇌는 구성된 어휘에서 새로운 단어를 배우거나 음악 재생과 같은 운동 작업을 향상시킬 수 있다. 수면의 비밀 초능력은 AI 가 학습을 유지하도록 자극 하기까지 했으며, 딥 러닝이 인간의 두뇌처럼 정보를 흡수하고 유지하거나 버리도록 넛지했다.
그러나 꿈 일기를 써본 사람(저 포함)이 알듯이 깊은 잠에서 꿈을 기억하는 것은 끔찍하게 어렵다. 주변에 붙어 있는 것은 반명료함, 깨어 있음이 잠으로 흐려지는 극한의 안개 속에서의 경험이다. "최면"이라고 불리는 이 단계는 Oudiette의 흥미를 끌었다.
"다른 수면 단계와 달리 비 REM 수면의 첫 번째 단계는 거의 주목을 받지 못했으며 인지 역할은 거의 알려지지 않았다."라고 저자는 썼다. 그러나 그들은 "N1이 창의성을 위한 이상적인 칵테일을 제시한다고 믿는다"고 말했다.
1분 통찰력
이 연구에서 팀은 과제와 거짓말로 시작했다.
그들은 참가자들에게 8개의 숫자 문자열을 제시하고 가능한 한 빨리 다음 숫자를 추측하는 데 도움이 되는 두 가지 규칙을 제공했다. 그러나 자원 봉사자들도 모르는 사이에 팀은 솔루션을 훨씬 빨리 얻을 수 있는 지름길을 숨겼다. 아주 간단하다. 여덟 번째 숫자는 모든 시퀀스에서 항상 두 번째 숫자이다. 패턴을 식별하면 기록적인 시간 내에 퍼즐을 푸는 참가자의 능력이 향상될 것이다.
예술적 창의성은 아니지만 과제는 주어진 지시에서 벗어나 창의성의 본질인 답을 향한 새로운 경로를 찾기 위해 마음의 능력을 활용한다.
주어진 두 가지 규칙 솔루션을 자세히 알아보기 위해 참가자는 먼저 지침을 사용하여 10개의 문제를 해결했다. 숨겨진 지름길에 대해 조기에 통찰력을 얻은 사람들은 후속 분석에서 제외되었다. 나머지 참가자 중 일부는 잠시 눈을 감고 20분 동안 휴식을 취하도록 요청받았다. 그 동안 과학자들이 수면 단계를 안정적으로 감지할 수 있도록 뇌파, 근육 활동 및 눈 경련을 모니터링했다.
에디슨의 기술을 사용하여 자원 봉사자들은 더 깊은 잠에 빠졌을 때 떨어질 물체(공이나 유리 용기)를 잡았다. 소리에 잠에서 깨어나면 그들은 황혼의 꿈 아이디어를 녹음했다. 목표는 N1 뇌파 패턴을 다른 깊은 수면 단계에서 오염시키지 않고 분리하는 것이라고 팀은 말했다.
"우리는 수면 개시 기간 내에 통찰력 있는 생각을 위한 덧없고 좋은 순간이 있다는 에디슨의 직관을 테스트했다."라고 팀은 썼다.
숨겨진 솔루션
여기가 미쳤다. 낮잠 후에 참가자들은 수학 문제를 다시 풀도록 요청받았습니다. 이어진 인터뷰에서도 자신의 꿈을 최선을 다해 설명했다.
놀랍게도, N1 뇌파가 발생한 지 1분 만에 참가자들은 숨겨진 규칙을 활용할 확률이 80% 이상이었다. 대조적으로, 깨어 있는 사람들은 더 나은 해결책을 찾을 확률이 30% 미만이었다. 팀은 이것을 "유레카" 순간이라고 불렀다. 그러나 그것은 통찰력의 단발적인 불꽃이 아니다. 이 데이터를 사용하여 수면 학습 알고리즘을 훈련한 결과, 팀은 평균 94번의 시도 후에 창의적인 수학 해결 능력이 향상되었음을 발견했다.
더 놀라운 것은 깊은 잠이 도움이 되지 않았다는 것입니다. 방금 N1 수면에 빠진 참가자는 N2라는 뇌파 신호인 자연스럽고 깊은 수면에 빠진 사람들보다 거의 6배나 더 퍼즐을 푸는 능력이 있었다. Oudiette 는 일종의 "놀라운 결과" 라고 말했다.
팀은 이것을 "스위트 스팟의 신경 생리학"이라고 부릅니다. 그들은 뇌파 신호를 더 깊이 파고들면서 두 가지 특정 주파수 대역(델타와 알파)의 강도가 통찰력을 예측할 수 있음을 발견했다. 너무 빨리 잠이 들거나 너무 얕게 자면 그 시간을 놓칠 수 있다.
전반적으로 팀은 황혼의 영역인 N1 수면에서 1분을 보내는 것만으로도 깨어 있지만 쉬고 있는 사람들보다 숨겨진 규칙을 거의 3배나 더 자주 찾도록 유발한다는 것을 발견했다. 그러나 균형이 중요하다. "그것을 유지하려면 잠들 수 있는 능력과 N1에 도달하는 능력 사이의 절충이 필요하지만 깊은 수면으로의 전환을 피하기 위해 너무 많은 수면 압력이 없어야 합니다."라고 그들은 말했다.
더 깊이 파고들다
수면은 종종 의식과 지능 사이의 다리로 간주됩니다. Oudiette의 경우 연구는 개인적인 것이다.
Oudiette는 "저는 항상 최면 경험, 꿈 같은 경험을 많이 해서 오랫동안 저를 매료시켰다. 지난 20년 동안 이 기간을 연구한 과학자가 거의 없었다는 사실에 매우 놀랐다.”
N1 절전 모드에 들어가는 것이 몇 초 동안만 창의성을 강화하는 이유는 확실하지 않다. 그러나 Oudiette에게 황혼의 상태는 인식을 유지하면서 정상적인 인지적 제약을 풀고 꿈의 세계와 현실의 균형을 " 이상적인 상태 "로 만드는 것이 가능하다. 그리고 뇌는 완전히 물 속에 잠겨 있지 않기 때문에 결과로 나온 아이디어는 주변에 남아 잠에서 깨어났을 때 그 아이디어를 유지할 수 있다.
현재로서는 창의성을 향한 반잠의 고속도로는 이 하나의 수학 과제에 대해서만 실증적으로 작동한다. 낮잠을 자는 사람들은 창의성을 촉발하기 위해 대규모로 신경망을 재구성하기보다는 단순히 정신적으로 상쾌한 것일 수 있다. 그들의 신용에 따라 저자는 뇌-컴퓨터 인터페이스를 활용하고 관련된 신경망 서명을 더 자세히 설명 할 계획이다.
그러나 연구의 단순함은 그 아름다움이라고 Horowitz는 말했다.
“집에서 직접 해볼 수 있는 공부이다. 금속 물체를 잡고 누워서 창의적인 문제에 열심히 집중하고 어떤 종류의 유레카 순간을 만날 수 있는지보자”라고 그는 말했다.
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