독서 노트 - 일상적이지만 절대적인 뇌과학지식 50
잘 모르는 분야에 대해 첫 발을 들여 놓을 때면, '누가 대강이라도 소개 좀 해주면 좋을 텐데...'라는 바램을 갖게 된다.
'뇌 공부'를 시작하는 상황에서.. 그 바램을 이루어 줄 것 같은 책을 만나서.. 빌리게 되었다.
"일상적이지만 절대적인 뇌과학지식 50"
기억에 남는 한 문장
살면서 우리가 하는 모든 행동(모든 것)은 우리의 뇌를 재구성한다. (신경 가소성: 뇌는 끊임없이 바뀐다/변화한다)
주요 내용 요약
01. 신체 인식
뇌는 신체의 표상을 부호화한다. 신체에 대한 인식은 '(신체에 대한)소유인식'과 '동인/자유의지(스스로 자기 신체를 관리하고 행동을 책임진다)'라는 2가지 요소로 이루어 진다.
02. 자유 의지
연구 결과에 의하면 사람이 특정 행동을 하겠다는 생각(의식)을 하기 전에(1.5초전) 운동 영역의 세포가 활성화 되었다.
전두엽 피질의 활동은 사람이 행동을 수행할 때 보다, 그 행동을 준비할 때/그 행동을 하지 않으려고 억제할 때 더 강해진다.
(그래서 일부 연구자는 이 거부권을 바탕으로 자유의지를 '부자유의지'라고 부르자고 제안)
03. 남녀의 뇌
남녀 뇌의 가장 분명한 차이는 물리적인 크기다. 평균적으로 여성보다 남성의 뇌가 10~15 퍼센트 더 크다. 그러나 지능과는 무관하다.
04. 성격
모든 심리 과정이 뇌에 뿌리를 둔다고 인정되고 있다. 하지만, 성격을 뇌의 구조와 기능을 통해 파악하는 방법은 아직 알지 못하고 있다.
05. 뇌 손상 환자
뇌가 어떻게 작동하는지 연구하는 한가지 방법은 뇌가 손상된 사람들의 행동을 살펴 보는 것이다.
피니어스 게이지라는 철도 노동자 사례: 쇠막대가 머리를 관통(전두엽 피질 훼손, 의사 결정 능력 영향/사회적 금기가 모두 상실)
H.M사례: 뇌전증 치료를 위해 해마를 제거. 자신에 관한 새로운 기억을 형성하는 능력을 잃어버림(작은 정보의 짧은 기억은 가능. 기억이 단기/장기 보관되는 것으로 나뉜다는 것을 알게됨)
06. 거울 신경 세포
특정 행동을 실행하거나 관찰하는 과정에서 작동하는 세포.(원숭이에게서 발견. 인간의 뇌에 있는지는 불분명)
07. 커넥톰
모든 시냅스 연결을 총체적으로 보여주는 지도(약1천억개의 뇌내 신경세포, 약1000조개의 시냅스 연결을 파악해야 함)
하나의 고정된 지도로 뇌의 구조를 파악하기는 어려울듯(뇌가 매우 역동적이며, 연결 상태가 끊임없이 바뀌므로. 하나의 고정된 지도로 모두 담기 어려움)
08. 체화된 인지
뇌를 신체와 환경을 아우르는 더 폭 넓은 체계의 일부로 여기는 견해. 사고의 과정에서 신체가 미치는 영향을 강조.
신체 상태가 정신 상태에 강한 영향을 미치거나, 직접 정신 상태를 만들어낸다는 것을 보여주는 사례가 많이 있음.
(차가운 커피잔 보다 따뜻한 커피 잔을 손에 들고 있을 때 다른 사람들이 더 다정하게 느껴짐...)
11. 주의
주의는 우리가 어떤 사물에 집중하면서 다른 것은 무시하는 과정이다. 적절한 정보나 생각과 행동을 처리하는 한편 부적절한 것을 무시하게 해주는 뇌의 메커니즘을 가리킨다.
우리는 의식적으로 '주의'를 기울일 수 있지만, 그 범위가 엄격하게 제한되어 있다.(윌리엄 제임스)
'칵테일 파티 효과'와 '보이지 않는 고릴라'의 사례 참조
12. 작업 기억
당면한 임무에 적합한 정보를 일시적으로 보관하고 처리하는 뇌의 메커니즘.
주의를 기울이는 과정과 밀접히 관련되며, 정보 저장 용량은 제한되어 있다.
- 2단계로 보관 되는 기억: 기억은 '단기기억 + 장기기억'으로 이루어 진다. (H.M 사례)
- 기억은 정보가 3단계를 거친 결과다: 정보가 감각 기억으로 들어온다 -> 주의를 기울인 정보는 단기 기억으로 이동 -> 기억을 거듭 되새기면 장기기억으로 옮겨짐
- 한계 시험: 사람의 (단기) 기억 범위는 대개 약 일곱 가지로 제한된다. 하지만 더 많은 정보를 통합하는 '덩이짓기' 과정을 통해 범위가 확장될 수 있다.
13. 학습과 기억
기억의 종류에 따라 각기 다른 뇌 구조가 작동한다.
서술기억: 사실과 지식에 대한 기억. 해마에 의존한다.
일화기억: 생활사에 대한 기억. 해마와 전두엽 피질이 관여
절차기억: 자전거를 타는 등 무엇인가를 하는 방법에 대한 기억. (익히고 나면 저절로) 소뇌와 줄무늬체에 의존
의미 기억: 의미와 개념에 대한 기억.(독서와 같은 과정) 해마와 전두엽 피질 관여
공간기억: 환경에 관한 정보. 환경과 다른 물체의 관계를 기록하는 종류의 기억. 해마를 둘러싼 내측두엽에 의존
14. 정신적 시간 여행
기억은 재생되는 것이 아니라 재구축되는 것이다. 작은 정보 조각들을 한데 모아 한 가지 의미 있는 이야기로 엮는다. (그 과정에서 오류가 생김)
15. 기억 (재) 응고
새로 형성된 기억이 오랫동안 지속되려면 고정되는 과정을 거쳐야 한다. (이러한 응고 과정은 잠자는 동안 '오프라인'에서 일어나고 있다고 함) 신경 세포망 안에서 시냅스가 강화되면서 기억이 형성된다고 함. 이 시냅스 강화 활동이 '기억 흔적'을 이룬다. 그리고 기억흔적이 장기기억 저장소로 옮겨질 때 '응고' 과장을 거친다. 이러한 응고 과정이 수면의 어떤 단계에서 이루어짐. 따라서 잠을 잘 자지 않으면 기억에 해로운 영향을 미칠 수 있음.
22. 시냅스 가지치기
살아 있는 동안 뇌는 새로 시냅스를 연결할 뿐 아니라 연결을 끊기도 한다. 이러한 '가지치기'는 학습과 기억 같은 과정에 매우 중요하다. 뇌는 우리의 전 생애를 통해 시냅스를 형성하고 수정하며 제거하기를 계속한다고 한다.학습과 기억이 신경 세포망 내부 시냅스 연결의 강화와 약화에 관여하며, 시냅스 제거에도 관여한다고 널리 믿어 진다.
23.신경 가소성
뇌의 신경회로는 평생 동안 경험에 따라 끊임없이 다채롭게 바뀐다. 이러한 변화를 총체적으로 '신경 가소성'이라고 함.
(사는 동안 뇌가 끊임없이 바뀐다)
신경 형성: 새 신경세포가 생성되는 것. 쥐 실험에서 확인. (인간 성인의 뇌에도 신경 형성이 있는지는 아직 모름)
시냅스 가소성: 신경 세포 사이의 시냅스 연결이 강화되거나 약화 되는 것 (장기 강화 작용, 장기억제 작용으로 이루어짐)
시냅스 발생: 신경세포들이 새로이 연결되는 것. 신경세포가 새로 가지돌기 가시를 낼 수 있다. 동물에서 확인/인간은 아직 미확인
뇌훈련: 여러가지 훈련이 뇌구조의 물리적인 변화를 일으킬 수 있다. (뇌촬영으로 확인 할 수 있는) 훈련과 연습은 해당 과제에 관여하는 신경 경로를 단련. (런던 택시 기사 사례: 해마 회색질 밀도 높아짐, 가라데 유단자: 백질로의 밀도가 높음 ..)
26.뇌의 노화
나이가 들면 뇌도 서서히 퇴화하며, 이는 보통 정신적 능력 쇠퇴로 이어진다. 하지만 최근 연구에서는 뇌가 노화와 연관된 쇠퇴를 벌충할 수 있는 기능적 변화를 겪는 것으로 보인다.
뇌 촬영 기술로 새로이 알게 된 사실: 뇌는 나이 들어 생기는 퇴화를 상쇄하는 기능적 변화를 보임. 심지어 노년의 황폐화에 완전히 면역된 뇌를 가진 사람들까지 확인되었음.
쇠퇴한 기능은 보완된다: 뇌의 일부 부위(운동 제어, 일화 기억, 작업 기억 처리 등)는 젊은이보다 노인의 경우에 더 활발히 활동한다는 것이 밝혀졌다.
슈퍼 에이저: 뇌가 노화에 저항하고 있는 듯한 고연령자 집단. (건강한 젊은이보다 뇌의 앞쪽띠이랑이 두꺼움. 80대 이나 50~65세와 비슷한 기억력, 작업 기억 보유)
28.신경계
신경계는 중추 신경계와 말초 신경계로 나뉨. 뇌의 왼쪽 반구는 몸의 오른편, 오른쪽 반구는 몸의 왼편 제어.(해당 편에서의 정보도 수신) 각 반구의 대뇌 피질은 4가지 엽으로 나뉘어 전문적 기능 수행.
- 전두엽: 추리나 의사 결정 같은 복잡한 정신 기능 수행. 수의 운동 계획/실행
- 두정엽(마루엽): 촉각정보 처리. 공간을 인식하고 공간 속 신체의 위치 파악
- 측두엽(관자엽): 귀에서 정보를 받으며, 언어 이해를 담당하는 영역이 있음. 안쪽 면의 해마는 기억 형성에 중요한 역할. 공간 탐색에도 관여
- 후두엽(뒤통수엽): 뇌의 뒤쪽 위치. 시각 정보를 전문으로 처리/해석.
29.신경세포
현대 신경과학은 뇌가 세포로 되어 있다는 생각에 바탕. 사람의 뇌에는 800억~1200억개에 이르는 신경세포(뉴런) 존재.
뇌 세포의 두종류 가운데 하나인 신경 세포는 전기 신호를 만들어 서로 소통. 신경 세포는 매우 다양하지만, 여러 기본 특징을 공유.
- 가지돌기: 신경 세포의 입력 부위(다른 신경세포에서 신호를 받아 계산한 뒤 세포체로 전달)
- 세포체: 가지돌기로 부터 입력된 신호를 계산해서 출력을 만들어낸다. 핵이 들어 있고, 핵은 DNA로 채워져 있음. 신경세포마다 고유한 유전자 조합이 있음
- 축삭 돌기: 신경 세포의 출력 부위. 전기 신호가 생성되어 다른 세포로 전달. 축삭돌기의 끝인 신경 말단은 출력을 다수의 표적 세포에 전달하기위해 뻗쳐 있는 가지임.
40.디폴트 모드
외부세계에 신경을 끄고 백일몽과 상상의 세계에 몰입하면, '디폴트 모드 네트워크'라는 뇌의 영역이 활성화된다.
(과제를 활발히 수행하고 있을 때나 가만히 있을 때나 뇌의 물질 대사 활동은 별 차이가 없다. 즉, 뇌는 우리가 아무것도 하지 않을 때에도 여전히 활동)