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번호 9
자료명 탐구를 위한 갈망의 신호를 보내는 원숭이 뇌
작성자 tlfwkd
KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2009-09-06


당신이 알고 있는 바를 끝까지 바꾸지 않고 이를 유지하려고 하는 것은 보다 흥미롭고 긍정적인 여러 가지 대안을 학습하는데 드는 비용을 증가시킨다.

이러한 거래관계(새로운 대안을 얻고 그에 대한 대가를 치르는 거래)를 조절하는 것은 많은 부분에 있어 쉬운 것이라 할 수 있다. 하지만, 알츠하이머병이나 강박장애와 같은 상태에 있는 사람들에게는 이러한 거래가 쉬운 것이 아니다. 왜냐하면, 그들은 그들이 정한 단 하나의 경로만을 따라가기 때문이다.

원숭이의 뇌를 스캔하고 그 결과를 사용한 듀크대학 메디칼센터(Duke University Medical Center) 연구자들은 원숭이가 언제 그들의 대안(옵션)을 탐구하기 위해 그 동안 사용해왔던 자원 및 원천의 활용을 변화시킬 것인지를 예측할 수 있다고 한다.

듀크대학 신경생물학 연구원이며, 이번 주 Current Biology에 제 1저자로 연구논문을 게재하게 된 John Pearson 박사는 다음과 같이 말하였다.
“인간은 어디에 있는 잔디가 더 푸르고 좋은지 궁금해하는 유일무이한 동물은 아니다. 하지만, 더 나은 곳을 찾을 수 있다는 희망을 포기하기란 정말 어렵다.”

“이와 같은 연구들은 인간의 뇌가 의사결정을 하는데 있어 자신이 해야 할 의사결정에 어떤 장단점이 있는지를 탐구하는 과정을 알아보는데 많은 도움을 주었다. 사실, 우리는 이러한 기본적인 질문이 뇌의 많은 부분과 관계가 있는지 의구심을 가졌다. 하지만, 최초의 연구에서 우리는 개별 뉴런들이 이러한 종류의 전략적 의사결정을 위한 신호들을 어떻게 운반하는지를 밝혀내었다.” 라고 Pearson 박사는 덧붙였다.

연구자들은 원숭이들이 대안의 선택을 해야할 때 원숭이의 신경세포들이 후두부대상피질로 알려진 뇌의 일부분을 어떻게 자극하는지를 살펴보았다. 원숭이가 새로운 대안들을 탐색하고 탐구하는 것을 결정해야 할 때, 일반적으로 이러한 신경들은 보다 강하게 작용을 하였다.

원숭이들은 200마이크로리터 컵에 있는 각각의 주스 중 어떠한 것을 선택해야 할지에 대한 의사결정을 해야 했으며, 이러한 선택을 위해 연구진들은 4가지 대안을 원숭이들에게 제안하였다. 즉, 원숭이들은 4가지 대안을 탐색하여야 했다. 그런 후에 네 가지 대안들은 천천히 그 가치가 변화하기 시작하였다. 즉, 어떠한 것은 가치가 더 커졌으며, 어떠한 것은 가치가 더 작아졌다. 그로 인해, 원숭이들은 다른 대안을 탐색해야 하는 것에서 자유로워졌다. 즉, 자신의 선택한 하나의 대안에 자연스럽게 머물러 있었다. 자신이 정한 첫번째 대안의 가치에 대해 원숭이들은 이미 알고 있었다. 원숭이들은 현재의 가치를 배우기 위해 다양한 대안들을 선택해야만 했다. 그리고 그들이 선택한 다양한 대안에 대한 정보와 자신들이 가지고 있는 지식, 예를 들어, 다른 대안에 있는 주스보다 자신이 선택한 주스가 더 많아야 한다는 정보, 그리고 더 많은 주스를 선택하기 위해 다른 대안들을 변화시켜야 한다는 정보 등과 통합해야만 했다.

개별 뉴런들을 연구함으로써 연구자들은 원숭이들이 사용한 전략을 예측할 수 있었다.

듀크대학 신경생물학 및 진화인류학 교수이자 이 연구의 수석저자인 Michael Platt 박사는 다음과 같이 말하였다.
“이러한 데이터들은 인간의 건강적인 측면에서도 매우 흥미로운 것이다. 왜냐하면, 후두부대상피질은 우리가 백일몽을 꾸든지 또는 우리 스스로를 생각할 때 가장 대사적인 활동을 하는 뇌의 일부분이기 때문이다. 뿐만 아니라, 이곳은 알츠하이머병의 위험을 보여주는 최초의 뇌의 부분이기 때문이다.”

“알츠하이머병을 가지고 있는 사람들은 그들의 방식에서 활동을 한다. 이는 충분히 연구되어진 것은 아니다. 왜냐하면, 이러한 연구는 뇌의 일부분을 위험에 빠지게 할 수 있기 때문이다. 알츠하이머병과 마찬가지로 강박장애를 겪고 있는 사람들 역시 그들이 정해놓은 정형화된 활동 또는 행동패턴을 실행하게 된다. 그리고 그들은 그러한 행동패턴에서 자유로울 수 없다. 이러한 행동 또한 뇌의 후두부대상피질 부분의 변화와 관련이 있다. 알츠하이머병을 앓고 있거나 강박장애를 가진 사람들은 대안에 대한 탐구와 활용 사이를 변화시키는 기어의 역할을 하는 뇌의 한 부분에 손상을 받았으며, 기어를 변화시킬 수도 없는 상태이다.” 라고 Platt은 덧붙였다.

뇌의 어떤 부분들이 어떠한 기능을 하는지 알아보는 보다 많은 연구가 필요하다. 이것은 변화하는 환경에 반응하는 전략(대안)에 대한 유연한 채택과 관련이 있으며, 이러한 채택은 매우 중요한 과정이다.

이 연구의 또 다른 저자로는 Benjamin Y. Hayden와 Sridhar Raghavachari가 있다. 그들은 듀크대학 신경생물학부에 있다. 끝으로 이 연구는 국립약물남용연구소, 국립보건원, 그리고 듀크대학 뇌연구소에 의해 지원을 받아서 진행되었다.
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Journal reference(Source):
John M. Pearson, Benjamin Y. Hayden, Sridhar Raghavachari, and Michael L. Platt. Neurons in Posterior Cingulate Cortex Signal Exploratory Decisions in a Dynamic Multioption Choice Task. Current Biology, 2009; DOI: 10.1016/j.cub.2009.07.048

원숭이.jpg
http://www.sciencedaily.com/releases/2009/09/090904165447.htm
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