# MRI 신호의 40%가 실제 뇌 활동과 일치하지 않음 > Clean Markdown view of GeekNews topic #25150. Use the original source for factual precision when an external source URL is present. ## Metadata - GeekNews HTML: [https://news.hada.io/topic?id=25150](https://news.hada.io/topic?id=25150) - GeekNews Markdown: [https://news.hada.io/topic/25150.md](https://news.hada.io/topic/25150.md) - Type: GN+ - Author: [neo](https://news.hada.io/@neo) - Published: 2025-12-17T20:33:37+09:00 - Updated: 2025-12-17T20:33:37+09:00 - Original source: [tum.de](https://www.tum.de/en/news-and-events/all-news/press-releases/details/40-percent-of-mri-signals-do-not-correspond-to-actual-brain-activity) - Points: 1 - Comments: 1 ## Topic Body - **기능적 자기공명영상(fMRI)** 이 뇌 활동을 측정하는 주요 도구로 사용되어 왔으나, 최근 연구는 그 해석의 정확성에 근본적 의문을 제기함 - 연구 결과, **MRI로 측정된 산소 농도 변화와 실제 신경 활동 간에는 일반적으로 유효한 연관성이 없음**이 확인됨 - 실험에서 **fMRI 신호가 증가했음에도 뇌 활동은 감소한 경우가 약 40%** , 반대로 신호가 감소했지만 활동이 증가한 경우도 관찰됨 - 뇌는 혈류량을 늘리지 않고 **기존 혈액에서 산소를 더 효율적으로 추출**함으로써 에너지 수요를 충족시키는 것으로 나타남 - 이러한 발견은 **정신·신경 질환 연구의 해석 방식과 뇌 에너지 대사 기반 모델 개발**에 중요한 전환점을 제시함 --- ### fMRI 신호 해석에 대한 기존 가정의 붕괴 - 약 30년간 **fMRI는 뇌 연구의 핵심 도구**로 사용되어 왔으나, TUM과 FAU 연구진은 그 해석이 실제 신경 활동을 반영하지 않을 수 있음을 입증 - 연구는 **Nature Neuroscience**에 게재됨 - MRI로 측정되는 산소 함량과 신경 활동 사이에 **보편적 상관관계가 존재하지 않음**이 확인됨 - 실험 결과, **fMRI 신호 증가가 오히려 뇌 활동 감소와 연관된 경우가 약 40%** 로 나타남 - 반대로, **신호 감소가 활동 증가와 일치하는 경우**도 발견됨 - 기존의 “활동 증가 → 혈류 증가 → 산소 수요 충족”이라는 **가정이 잘못되었음**이 드러남 ### 실험 설계와 측정 방식 - 연구진은 **40명 이상의 건강한 참가자**를 대상으로 **정신 산술, 자서전적 기억 회상 등** 다양한 과제를 수행하게 함 - 동시에 **새로운 정량적 MRI 기법**으로 실제 산소 소비량을 측정 - 과제와 뇌 영역에 따라 결과가 달랐으며, **산소 소비 증가가 혈류 증가로 이어지지 않음**이 확인됨 - 예를 들어 계산 관련 영역에서는 **혈류 변화 없이 산소 추출 효율이 증가** - 즉, 뇌가 **혈류량을 늘리지 않고 에너지 수요를 충족**함 ### 뇌 질환 연구에 대한 영향 - **혈류 변화를 신경 활성의 지표로 사용하는 기존 연구**는 재평가가 필요함 - 우울증, 알츠하이머 등 **정신·신경 질환 연구에서의 해석 오류 가능성** 제기 - 특히 **혈관 변화가 있는 고령자나 혈관 질환자**의 경우, 측정값이 **신경 결함이 아닌 혈관 차이**를 반영할 수 있음 - 이전의 **동물 연구 결과**도 이러한 방향성을 뒷받침함 ### 새로운 분석 접근 제안 - 연구진은 **기존 MRI 접근법에 정량적 측정 결합**을 제안 - 향후 **에너지 기반 뇌 모델** 구축의 기초가 될 수 있음 - 단순한 활성 지도 대신, **정보 처리에 실제로 소비된 산소와 에너지량**을 표시하는 분석으로 발전 가능 - 이를 통해 **노화, 정신질환, 신경퇴행성 질환의 에너지 대사 변화**를 절대적 수치로 파악할 수 있는 길이 열림 ### 연구 배경 및 출판 정보 - 연구는 **TUM 대학병원 신경두부센터(Neuro-Head Center)** 에서 수행 - **유럽연구위원회(ERC)** 의 Starting Grant 지원을 받음 - 논문: *BOLD signal changes can oppose oxygen metabolism across the human cortex*, **Nature Neuroscience**, 2025년 12월 12일, DOI: [10.1038/s41593-025-02132-9](https://doi.org/10.1038/s41593-025-02132-9) ## Comments ### Comment 47921 - Author: neo - Created: 2025-12-17T20:33:37+09:00 - Points: 1 ###### [Hacker News 의견들](https://news.ycombinator.com/item?id=46288415) - 예전에 **BMI 연구 스타트업**에서 일하며 EEG와 fMRI 같은 고가의 신경 신호 측정 장비를 다뤄본 경험이 있음 신호 대 잡음비(SNR)가 너무 낮아 재현이 거의 불가능하다는 걸 금방 깨달았음 딥러닝으로 fMRI 신호에서 사람이 떠올린 이미지를 예측했다는 논문을 본 적 있는데, 내가 “랜덤 노이즈에서도 패턴을 찾는 게 딥러닝인데, 과적합이 아닐까?”라고 묻자 명확한 답이 없었음 한 달 뒤 “AI가 이제 당신의 생각을 읽는다”는 식의 기사들이 나와서 황당했음 그래서 누가 “마음챙김이 뇌파를 바꾼대”라고 하면 “EEG 기반 연구라면 신뢰하기 어렵다”고 말하곤 함 물론 개인적으로는 도움이 된다고 느낌 - EEG와 fMRI로도 **신뢰할 만한 연구**가 많음 중요한 건 움직임이나 생리적 노이즈를 1차적 문제로 다루고, 데이터 품질 기준을 엄격히 적용하는 것임 딥러닝 과적합 문제를 너무 일반화한 결론 같음 - EEG는 **수면 단계 연구나 바이오피드백**처럼 단순한 경우엔 충분히 유용함 반면 fMRI는 그 정도의 신호 품질이 있는지 불분명함 - 이미지 예측 연구에서 결과가 통계적 랜덤보다 높다면 그 자체로 의미 있는 결과일 수 있음 실험 설계가 제대로 됐다면 fMRI 지식이 많지 않아도 흥미로운 결과로 볼 수 있음 - 신호 대 잡음비 문제는 기사 주제와 직접 관련 없음 이번 논문은 혈류 자체가 뇌 활동을 **유용하게 반영하지 못한다**는 주장임 - 대학원 시절, **죽은 연어에게서 통계적으로 유의미한 뇌 활동**이 검출됐다는 논문을 읽은 기억이 있음 그때 ‘이건 Ig Nobel상감이다’라고 생각했음 - 그 연구는 실제로 우리가 한 것임 fMRI에서 적절한 통계 보정을 하지 않으면 **거짓 양성**이 발생할 수 있음을 보여줬고, 2012년에 Ig Nobel상을 받았음 - 나는 이 분야의 **소프트웨어 엔지니어**로서, 이번 연구가 기존의 BOLD 신호를 다른 MRI 기법으로 검증하려는 시도임을 이해함 하지만 두 기법 모두 여러 통계적 가정과 데이터 가공 단계를 거치며, 그 과정 자체가 불확실성을 내포함 예를 들어 “신호가 거칠면 Gaussian 필터로 부드럽게 만든다” 같은 식의 임의적 처리임 그래서 “신호 B가 신호 A가 실제 뇌 활동을 반영하지 않는다”고 단정하기 어렵다고 생각함 논문에서도 PET 스캐너가 없어 **양적 MRI**를 대신 사용했다고 밝힘 - 연구에서 fMRI 신호가 실제 뇌 활동과 **역상관(anticorrelation)** 되는 경우가 40%라고 했는데, 이런 결론도 fMRI의 일반적 한계와 같은 문제를 가질 수 있다고 봄 진정한 검증을 위해선 fMRI, PET 등 여러 **다중 모달리티**로 실험을 반복해야 함 - “대학에 PET 스캐너가 없다”는 말은 사실이 아님 TUM에는 실제로 PET 장비가 있음 ([링크](https://nuklearmedizin.mri.tum.de/de/Patienten-Zuweiser/Pet-Diagnostik)) - 대부분의 **비임상 연구**에서는 15O PET을 사용하지 않음 주로 임상 목적에 쓰이는 것으로 알고 있음 - UCSD 대학원 시절, Ed Vul의 논문 **“Voodoo Correlations in Social Neuroscience”** 가 큰 논란을 일으켰던 걸 기억함 fMRI 연구의 과도한 상관관계 문제를 지적했고, 결국 제목이 완화되어 출판됨 Vul은 당시 조교수 1년 차였는데, **한 분야 전체에 도전한 천재적 인물**로 느껴졌음 관련 논문과 논평은 [여기](http://prefrontal.org/blog/2009/01/voodoo-correlations-in-social-neuroscience/), [여기](https://journals.sagepub.com/doi/10.1111/j.1745-6924.2009.01125.x), [여기](https://www.mdpi.com/2076-0760/12/1/15)에서 볼 수 있음 - 이 스레드의 대부분 댓글은 **영상 전문가가 아닌 사람들**이 쓴 것으로 보임 대중 과학 기사에 영향을 받은 내용이 많음 문헌은 이미 존재하니 각자 찾아보면 됨 - 그렇게 말만 하면 도움이 안 됨 최소한 참고할 만한 **논문이나 자료**를 알려주는 게 좋겠음 - HN에서 자기 전문 분야가 논의될 때 **보기 괴로운 경험**임 - 틀린 댓글이 많다면 어떤 부분이 잘못됐는지 **구체적으로 짚어주는 게** 더 유익함 - fMRI 환자로서 경험을 말하자면, 검사 결과 보고서에 fMRI 내용이 전혀 언급되지 않았음 왜 찍었는지도 설명받지 못했음 - 댓글이 몇 개 안 되는데, “문헌 찾아보라”는 말만 하기보단 **오해 1~2개라도 바로잡아주는 게** 더 나았을 것 같음 - **죽은 연어 fMRI 연구**를 떠올리게 하는 시점임 ([링크](https://law.stanford.edu/2009/09/18/what-a-dead-salmon-reminds-us-about-fmri-analysis/)) fMRI는 예전부터 **불안정한 과학적 근거**로 지적받아왔음 - 이 연구는 사실 fMRI만의 문제가 아니라, **노이즈가 있는 모든 영상 기법**에서 통계 보정을 하지 않으면 생길 수 있는 현상을 보여준 것임 지금은 Bonferroni나 FDR 같은 **다중 검정 보정**이 표준 절차로 자리 잡음 - Bennett 등의 연구를 “Stanford 연구”라고 부르는 건 잘못임 실제 포스터는 [여기](http://prefrontal.org/files/posters/Bennett-Salmon-2009.pdf)에서 볼 수 있음 - fMRI의 **통계 기법은 많이 발전**했기 때문에, 당시의 비판이 지금은 그대로 적용되진 않음 - 나도 그 연구를 바로 떠올렸음 벌써 그렇게 오래된 일인 줄 몰랐음 - 관련 소식으로, **사이키델릭이 뇌의 혈류-신경 활동 연계를 깨뜨린다**는 연구가 있음 fMRI에서 혈류 증가를 뇌 활성 증가로 해석하던 기존 연구에 의문을 제기함 [링크](https://source.washu.edu/2025/12/psychedelics-disrupt-normal-link-between-brains-neuronal-activity-and-blood-flow/) - 80년대 MRI가 뜨던 시절, **Stoned Ape Theory**를 떠올리며 혈류와 사고 패턴의 관계를 흥미롭게 봤음 하지만 실제로는 신체 움직임이나 생리 반응 같은 단순 요인이 무시된 경우가 많았음 클럽에서 환각 상태의 사람들을 보며, 그들의 **혈관계가 과도하게 활성화**된 걸 느꼈고 그래서 “사이키델릭 상태에서 뇌 연결성이 높아진다”는 주장에 회의적임 - 학부 시절 참여했던 연구에서 **MapReduce와 GPU로 fMRI 분석을 가속화**했었음 ([링크](https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/6903679)) 2014년 일이지만, 지금 봐도 별로 변한 게 없음 - fMRI나 SPECT 스캔을 대중적으로 **정신의학 진단 도구처럼 홍보**하는 건 위험함 Dr. Amen 같은 인플루언서 의사들이 수천 달러짜리 스캔을 팔지만, 과학적 근거가 부족해 보험도 안 됨 뇌 이미지에 색을 입혀 보여주면 사람들은 과학적으로 신뢰하게 되는데, 그건 일종의 **현대판 골상학(non-invasive phrenology)** 같음 - YouTube의 Dr. Mike가 Amen을 인터뷰했는데, 처음엔 공감하는 듯하다가 실제 **과학적 근거** 부분에서 비판적으로 접근함 ([영상](https://www.youtube.com/watch?v=J-SHgZ1XPXs)) - 2009년의 **죽은 연어 fMRI 사건**도 떠오름 ([Wired 기사](https://www.wired.com/2009/09/fmrisalmon/)) - Amen의 보고서를 본 적 있는데, 그가 환자에게 주는 “뇌 스캔 이미지”는 사실상 **MS Paint 수준의 벡터 그래픽**이었음 - 단순히 뇌 이미지가 포함된 논문만으로도 **과학적 신뢰도가 높게 인식**된다는 연구가 있음 ([PubMed 링크](https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17803985/)) - 30년 전 **Cognitive Neurophysiology Lab**에서 일했을 때도 이런 내용은 이미 알려져 있었음 아마 이번 논문은 일반 대중에게 다시 상기시키려는 의도 같음 - fMRI는 전문가들 사이에서도 오랫동안 **남용되어온 기술**임 그래서 이런 논의는 반복해서 대중에게 알려질 필요가 있음 - 뇌 혈류 증가가 신경 활동 외의 이유로 생길 수도 있는지 궁금함 예를 들어 **노폐물 배출** 같은 과정 때문일 수도 있을까 - BOLD 반응은 뇌과학에서 거의 **표준적으로 받아들여지는 개념**임 물론 비신경적 요인이나 음의 상관 반응 같은 미스터리도 존재함 - “산소 농도와 신경 활동 사이에 일반적 상관이 없다”는 주장은 과장된 표현 같음