2025년 9월 12일 금요일

ChatGPT와 같은 인공지능 도구가 우리 뇌에 끼치는 영향

 

챗GPT와 같은 인공지능(AI) 도구가 우리 뇌에 끼치는 영향: 양날의 검

챗GPT와 같은 생성형 인공지능(AI) 도구는 정보 검색 방식부터 콘텐츠 제작, 문제 해결에 이르기까지 우리 삶의 많은 부분을 빠르게 변화시키고 있습니다. 이러한 편리함은 우리의 뇌에도 지대한 영향을 미치고 있으며, 전문가들은 그 효과를 '양날의 검'에 비유하며 긍정적 측면과 부정적 측면을 모두 주목하고 있습니다.


어두운 면: 인지적 퇴화와 의존성의 그림자 (The Dark Side)

최근 연구들은 AI 도구에 대한 과도한 의존이 뇌 기능에 부정적인 영향을 미칠 수 있다고 경고합니다. 핵심적인 우려는 다음과 같습니다.

1. 인지적 부하 감소와 뇌 기능 저하 (Cognitive Offloading)

우리의 뇌는 특정 과제를 수행하며 단련되는 '근육'과 같습니다. AI에게 질문하고 즉각적인 답을 얻는 과정은 마치 무거운 물건을 직접 드는 대신 기계를 사용하는 것과 같습니다. 이러한 '인지적 오프로딩(Cognitive Offloading)'이 반복되면, 뇌는 생각하고, 기억하고, 문제를 해결하는 노력을 덜 하게 됩니다. 최근 MIT 미디어랩의 연구에 따르면, 챗GPT를 과도하게 사용한 그룹은 뇌의 신경 연결성이 약화되고, AI 없이 글을 쓰게 했을 때 초보자와 유사한 뇌 활동 패턴을 보였습니다. 이는 '인지 부채(Cognitive Debt)' 현상으로, 단기적인 편의를 위해 장기적인 인지 능력을 저당 잡히는 것과 같습니다.

2. 기억력 감퇴

과거에는 전화번호나 정보를 외우는 것이 당연했지만, 스마트폰이 그 역할을 대신하면서 우리의 기억력은 약화되었습니다. AI는 이러한 현상을 더욱 가속화할 수 있습니다. 정보를 기억할 필요 없이 언제든 AI에게 물어보면 되기 때문에, 단기 기억을 장기 기억으로 전환하는 뇌의 과정이 생략될 수 있습니다. 이는 '디지털 건망증'을 심화시키는 요인이 될 수 있습니다.

3. 비판적 사고 능력 약화

AI가 정제된 형태로 제공하는 정보를 그대로 수용하는 습관은 비판적 사고 능력을 저해할 수 있습니다. 정보의 출처를 확인하고, 다양한 관점을 비교하며, 논리적 오류를 찾아내는 과정은 뇌의 고차원적인 사고를 담당하는 전두엽을 활성화합니다. AI의 답변을 비판 없이 받아들이는 것은 이러한 정신적 훈련 기회를 박탈하여, 정보의 진위를 판별하는 능력을 약화시킬 수 있습니다. 스위스 비즈니스 스쿨(SBS)의 연구에서도 AI 도구 사용 빈도가 높을수록 비판적 사고력이 감소하는 경향이 나타났습니다.


밝은 면: 인지 능력 확장과 창의성의 파트너 (The Light Side)

반면, AI를 어떻게 활용하느냐에 따라 뇌의 능력을 보완하고 확장하는 강력한 도구가 될 수 있습니다.

1. 인지 자원의 효율적 배분

AI는 자료 조사, 데이터 정리, 이메일 초안 작성 등 반복적이고 시간이 많이 소요되는 작업을 자동화할 수 있습니다. 이를 통해 인간은 절약된 시간과 정신적 에너지를 더 중요하고 창의적인 활동, 즉 심층적인 분석, 전략 수립, 새로운 아이디어 발상 등에 집중할 수 있습니다. 뇌의 인지적 자원을 효율적으로 재배분하여 생산성을 극대화하는 것입니다.

2. 창의성과 문제 해결 능력 증진

AI는 인간의 창의적인 파트너 역할을 할 수 있습니다. 막다른 골목에 부딪혔을 때 새로운 관점을 제시하거나, 수많은 아이디어 초안을 생성하여 브레인스토밍을 돕습니다. 때로는 AI의 불완전하거나 예상치 못한 결과가 오히려 새로운 영감을 주기도 합니다. 중앙대학교 연구팀의 연구에 따르면, 생성형 AI와 협업한 학생들이 전통적인 도구를 사용한 학생들보다 창의적 문제 해결 능력이 더 높게 나타났으며, 학생들은 AI를 '아이디어를 함께 구상하는 협업 파트너'로 인식했습니다.

3. 학습 능력의 가속화

AI는 개인 맞춤형 튜터 역할을 수행하여 학습 효율을 높일 수 있습니다. 복잡한 개념을 쉽게 설명해주거나, 사용자의 수준에 맞는 학습 자료를 제공하고, 외국어 학습 시 대화 상대가 되어주는 등 개인의 지능을 향상시키는 보조 도구로 기능할 수 있습니다.


결론: AI 시대, '뇌'를 위한 현명한 사용법

챗GPT와 같은 AI 도구가 우리 뇌에 미치는 영향은 도구 자체의 속성보다 사용자의 태도와 활용 방식에 달려 있습니다.

  • 수동적인 소비자(Passive Consumer)가 되지 말아야 합니다. AI가 제공한 답변을 최종 결과물로 여기지 말고, 초안이나 참고 자료로 활용해야 합니다. 항상 비판적으로 검토하고, 추가적인 질문을 통해 깊이를 더하며, 자신의 생각과 지식을 결합하는 능동적인 사용자가 되어야 합니다.

  • AI를 '대체재'가 아닌 '보완재'로 인식해야 합니다. 생각하는 과정을 AI에게 모두 맡기는 것이 아니라, 인간 고유의 강점인 창의성, 비판적 사고, 공감 능력을 발휘하는 데 AI를 활용해야 합니다.

  • 디지털 디톡스와 의도적인 두뇌 훈련이 필요합니다. AI 없이 스스로 정보를 찾고, 글을 쓰고, 문제를 해결하는 시간을 의도적으로 가짐으로써 뇌의 기초 체력을 유지하는 것이 중요합니다.

결론적으로, AI는 우리의 뇌를 게으르게 만드는 지름길이 될 수도, 더 높은 차원의 사고로 나아가게 하는 증폭 장치가 될 수도 있습니다. 인류가 불을 다루고 문자를 발명하며 스스로를 발전시켰듯, 이 새로운 기술을 어떻게 길들이고 활용하여 우리의 지성을 더욱 풍요롭게 만들 것인가는 전적으로 우리 자신에게 달려 있습니다.


Your brain on ChatGPT: Part 1

교직에 종사하는 사람들을 알고 있다면, ChatGPT가 얼마나 형편없는지 이미 들어봤을 겁니다. 그들이 받는 에세이는 대부분 ChatGPT나 다른 LLM 학위 소지자들이 쓴 것들이고, 그들은 학생들이 과제에 전혀 노력을 기울이지 않는다고 생각합니다. 그들의 주된 우려는 학생들이 ChatGPT에 과제를 맡겨도 아무것도 배우지 못한다는 것입니다. 좀 더 낙관적인 사람들은 ChatGPT나 유사한 도구들이 우리를 더 멍청하게 만드는 것이 아니라, 우리가 그것들을 어떻게 사용하는지가 우리를 더 멍청하게 만든다고 주장합니다.

올해 초, Michael Gerlich 는 설문조사와 인터뷰를 통해 사람들이 AI에 접근할 수 있게 되면 복잡한 사고 작업을 AI에게 떠넘길 가능성이 높다는 것을 보여주었습니다. 이는 우리의 뇌 사용이 줄어들어 인지 능력에 부정적인 영향을 미칠 수 있음을 시사합니다.

오늘과 내일, 저는 54명의 자원봉사자들이 다양한 주제에 대한 에세이를 작성하면서 뇌파(EEG)로 측정한 뇌 활동을 살펴보는 새로운 연구에 대해 더 자세히 살펴보겠습니다. 비결은 다음과 같습니다. 참가자 18명은 ChatGPT를, 18명은 Google을, 그리고 나머지 18명은 도구를 사용할 수 없도록 하여 각자의 지식에만 의존하여 독립적으로 과제를 완료해야 했습니다.

물론, 가장 큰 약점(그리고 이는 매우 중요한 약점입니다)은 피험자 수(the low number of test subjects0가 적어 잘못된 결과가 나올 수 있다는 점입니다. 하지만 이 점을 염두에 두면 ChatGPT가 실제로 우리를 더 멍청하게 만드는지, 그리고 이러한 도구를 사용할 때 우리 뇌에서 어떤 일이 일어나는지 어느 정도 단서를 얻을 수 있습니다.

이 연구는 매우 포괄적이며(논문은 200페이지가 넘습니다) 다양한 각도에서 피험자들의 수행 능력을 살펴봅니다. 하지만 쉽게 설명하기 위해 오늘은 실험에서 얻은 이해하기 쉬운 몇 가지 결과에 집중하고, 내일은 실험 중 수행된 뇌 스캔과 그 결과를 통해 우리 뇌에 대해 무엇을 배울 수 있는지, 그리고 ChatGPT를 어떻게 활용할 수 있는지에 대해 살펴보겠습니다.

가장 놀라운 결과 중 하나는 피험자들에게 에세이에 쓴 내용을 기억해 보라고 했을 때 나타났습니다. 54명의 피험자 모두에게 동일한 과제를 줬다는 점을 기억하세요. 10가지 주제 중 하나를 선택하고 제시된 질문에 대한 에세이를 작성하라는 것이었습니다(학교나 대학교에서 하는 것처럼). 하지만 참가자의 3분의 1은 ChatGPT를 사용할 수 있었고, 3분의 1은 검색 엔진을 이용할 수 있었으며, 나머지 3분의 1은 아무런 도움 없이 작업했습니다.

에세이 작성을 마친 후, 지도교수가 몇 분 전에 작성한 에세이에 대해 질문하기 전에 몇 가지 신체적, 정신적 연습을 해야 했습니다. 에세이에서 아무것도 인용하지 못한 참가자와 에세이에서 문장 전체를 정확하게 인용한 참가자는 다음과 같습니다

참가자들의 에세이 기억력

Source: Kosmyna et al. (2025)

ChatGPT를 사용하여 에세이를 작성하도록 허용된 6명 중 5명이 에세이에 쓴 내용을 전혀 기억하지 못했다는 사실은 저에게 매우 충격적입니다. 실험 대상 중 단 한 명도 '자신이 쓴' 문장을 정확하게 기억하지 못했습니다. 이는 구글을 사용하거나 에세이 작성에 도움이 되는 도구가 없는 사람들과 극명한 대조를 이룹니다. 이들은 평균적으로 에세이에 쓴 문장을 훨씬 더 잘 기억했습니다. 왜냐하면 그들은 실제로 에세이를 작성했기 때문입니다. ChatGPT에 접근할 수 있었던 사람들은 AI에게 에세이를 작성해 달라고 요청한 후, 제출하기 전에 결과를 읽어보지도 않은 것처럼 보입니다.

하지만 참가자들에게 에세이의 질에 얼마나 만족하는지 물어보면, ChatGPT나 구글을 사용한 사람들이 도구를 사용하지 않은 사람들보다 평균적으로 자신이 작성한 작품에 더 만족하는 것으로 나타났습니다.

에세이에 대한 자가 보고 만족도

Source: Kosmyna et al. (2025)

ChatGPT나 Google의 도움을 받아 에세이를 작성했을 때 실제로 더 나은지 평가하기 위해, 연구진은 실제 교사와 특별히 훈련된 AI에게 에세이의 질을 평가하도록 요청했습니다. 모든 에세이는 블라인드 심사를 거쳤기 때문에 교사와 AI 모두 에세이가 도구를 사용하여 작성되었는지, 어떤 도구를 사용했는지, 또는 도구의 도움을 전혀 받지 않았는지 알 수 없었습니다.

AI 평가자는 ChatGPT를 사용하여 작성된 에세이를 아무런 도움 없이 작성된 에세이보다 더 나은 품질로 평가하는 경향이 있음을 발견했습니다. 그러나 인간 교사들은 이에 동의하지 않았습니다. 논문에서 인용하자면, "인간 교사들은 얼마나 많은 에세이가 유사한 구조와 접근 방식을 사용하는지 지적했습니다. 최고 점수를 받은 에세이에서 인간 교사는 LLM 그룹과 관련된 독특한 글쓰기 스타일을 인식할 수 있었습니다." 간단히 말해, 내용은 괜찮을 수 있지만 ChatGPT로 작성하면 실제 사람에게는 인위적으로 들립니다. 그리고 많은 인간 독자들은 ChatGPT와 다른 LLM이 생성하는 이러한 인위적인 틀에 박힌 스타일을 좋아하지 않습니다.

Your brain on ChatGPT: Part 2

어제 저는 ChatGPT, Google, 또는 전혀 도구를 사용하지 않고 작성한 에세이를 비교한 연구에 대해 글을 썼습니다. ChatGPT를 사용하여 에세이를 작성한 사람들은 자신이 쓴 내용을 전혀 기억하지 못하는 것으로 나타났습니다. 반면, ChatGPT를 사용하여 작성된 에세이를 읽는 사람들은 그 내용이 기묘하게 형식적이고 '인위적'이라고 느꼈습니다. 오늘은 ChatGPT의 도움을 받거나 받지 않고 에세이를 작성할 때 우리 뇌에서 실제로 어떤 일이 일어나는지에 대한 몇 가지 연구 결과를 논의해 보겠습니다.

아래는 ChatGPT를 사용하여 에세이를 작성한 피험자(윗줄)와 도움을 받지 않은 피험자(아랫줄)의 Alpha 측정한 뇌파 차트입니다. 색상은 파란색이 낮은 활성도, 녹색이 높은 활성도, 노란색과 빨간색이 가장 높은 활성도를 나타냅니다. Alpha가 무엇인지 모르시는 분들을 위해 (저도 몰랐으니 걱정하지 마세요), Alpha는 내적 주의와 집중, 그리고 브레인스토밍과 같은 창의적인 활동과 관련된 전기적 활동의 빈도와 패턴을 말합니다.

ChatGPT를 사용하는 사람(위) 또는 도구를 사용하지 않는 사람(아래)의 EEG 스캔에서 알파 연결성

Source: Kosmyna et al. (2025)

EEG 결과는 ChatGPT를 사용한 피험자들이 도구를 사용하지 않은 사람들보다 뇌 연결성과 활동성이 낮았음을 보여줍니다. 이는 대규모 언어 모델의 인지적 오프로드 이론을 뒷받침합니다. 이 이론은 우리가 ChatGPT와 유사한 도구를 사용할 수 있다면, 다른 작업을 위해 에너지를 보존하기 위해 가능한 한 많은 정신적 노동을 도구에 아웃소싱하려고 한다고 주장합니다. 그리고 ChatGPT를 사용하여 에세이를 작성한 사람들은 실제로 뇌를 완전히 차단한 것으로 보이며, 이는 그들이 나중에 에세이에 쓴 내용을 기억하지 못하는 이유이기도 합니다.


마지막으로, 연구진은 ChatGPT를 사용하거나 도구를 사용하지 않은 자원봉사자들에게 역할을 바꾸어 같은 작업을 다시 수행하도록 했습니다. ChatGPT를 처음 사용한 사람들에게는 도구를 제공하지 않았지만, 이전에 경험이 없었던 사람들은 이제 ChatGPT를 활용할 수 있었습니다.


어제 제가 보여준, 에세이에서 어떤 문장도 기억하지 못하는 사람과 문장 전체를 정확하게 기억하는 사람의 결과로 돌아가 보면, 아래 차트는 흥미로운 결과를 보여줍니다. ChatGPT의 도움 없이 과제를 처음 완료한 후 ChatGPT를 사용할 수 있게 된 사람들은 에세이를 더 많이 기억했지만, ChatGPT를 처음 사용하다가 도구를 사용할 수 없게 된 사람들은 여전히 ​​아무것도 기억하지 못했습니다.


지원 도구 사용 권한 전환 후 참가자들의 에세이 기억력

Source: Kosmyna et al. (2025)

실제로 ChatGPT를 사용했지만 도움 없이 에세이를 작성해야 했던 사람들의 뇌 스캔 결과, 자율적인 환경에서는 훨씬 더 높은 뇌 활동이 나타났지만, 뇌 연결성은 아무런 도움 없이 에세이 작성 연습을 했던 사람들보다 여전히 낮았습니다. 결과적으로, 이들은 기술적 도움 없이 에세이를 작성하는 작업에 다소 압도당했고, 자신이 쓴 내용을 기억하는 데 더 어려움을 겪었습니다.


실제로 이 연구의 주요 결과 중 하나는 '사용하지 않으면 잃는다'라는 오래된 격언을 확증하는 것으로 보입니다. 뇌를 사용하지 않으면 서서히 쇠퇴하고 인지 능력도 저하됩니다. 반면, 신경망을 잘 훈련시킨 후 ChatGPT와 다른 도구들을 사용하기 시작하면, 힘든 작업을 기계에 맡기는 대신 두 개의 강력한 엔진이 함께 작동하여 작업을 더 잘 수행할 수 있습니다.


연구진의 마지막 발언을 기다리겠습니다.


"결론적으로, 저희 분석에 따르면 AI 없이 반복적으로 에세이를 작성하면 여러 뇌 영역의 연결성이 강화되어 기억, 언어, 실행 제어 네트워크의 관여가 증가함을 보여줍니다. 그러나 이전에 AI 도구를 사용한 경험이 있다면 이러한 궤적을 조절하는 것으로 보입니다. […] 이러한 결과는 교육 분야에서 AI에 대한 현재의 우려와 일맥상통합니다. AI는 과제 수행 중 지원에 사용될 수 있지만, 즉각적인 편의성과 장기적인 기술 개발 사이에는 상충 관계가 있을 수 있습니다."




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