[위대한 수업 요약] 조지프 르두 - 공포로 가는 길

조지프 르두 - 공포의 뇌과학 이전 차시

[위대한 수업 요약] 조지프 르두 - 감정을 연구하는 과학자

 

공포의 뇌과학 - 2강. 공포로 가는 길

위대한 수업 다시 보기 링크 : https://www.ebs.co.kr/tv/show?prodId=411911&lectId=60122205

 

• 코넬 의과 대학의 도널드 리스의 연구에 참여
• 고혈합과 긴장이 뇌에 의해 조절될지도 모른다는 이론에 관심 가지고 있던 신경학자
• 뇌가 혈압을 조절하는 메커니즘을 연구 중
• 리스 교수 아래에서 쥐 혈압을 측정해 기록하는 일을 했다.

 

쥐를 이용한 공포 실험 : 연구 배경

• 쥐 혈압을 재면서 정서적 행동 연구 방법 고민 → 공포 조건형성 실험을 선택함
• 공포 조건형성 실험 : 쥐가 중성적 자극인 소리를 전기 쇼크처럼 무서운 자극과 연결 짓도록 학습시킨 뒤, 나중에는 소리만 들어도 무서워서 얼어붙는 반응이 유발되게 하는 실험

 

1. 쥐에게 특정 소리를 들려준다.
2. 소리와 동시에 발에 약한 전기 충격을 준다.

• 소리 = 조건 자극, 약한 자극
• 전기충격 = 무조건 자극, 강한 자극

→ 이 둘이 같이 나타난다는 조건 형성 

 

• 공포조건이 형성되면 소리만 나도 동작을 멈춤 (기존에 알던 사실)
• 혈압을 측정해보니 혈압과 심장 박동을 조절함 (새롭게 알게된 사실)

→ 공포로 인한 행동적, 생리적 반응은 확인됨. 이제 뇌를 확인할 차례

 

• 어떻게 할까? : 분리뇌 실험에서 착안
• 뇌는 정보 흐름 체계
• 한쪽 뇌로 들어온 정보가 반대쪽 뇌로 가서 신체 반응 조절
• 양쪽 뇌가 분리되면 정보 흐름이 끊김

 

• 르두의 가설 : 뇌는 감각 기관에서 얻은 정보를 전달해 행동을 통제한다
• 뇌에서 감각 정보가 이동하는 경로를 추적해보자.

 

쥐를 이용한 공포 실험 : 실험 설계

경로 추적

• 선행 연구 : 1970년 원시 동물의 신경계로 정보 추적 연구(애릭 캔들)
• 1990년 추적할 수 있는 신기술을 이용해 포유류 뇌 속 정보 흐름 연구 시도
• 경로 추적 : 뇌 속에서 정보가 전달되는 경로를 추적하는 해부학적 방법

 

뇌 손상 실험

• 뇌 손상 실험 : 뇌의 특정 부분에 손상을 입혀서 특정 행동과의 연관성을 알아보는 실험
• 특정 행동과 연관 있다고 생각하는 부위에 전류를 흘러 손상을 입힌다.
• 쥐가 특정 행동을 이전만큼 못하다면, 손상 부위가 그 행동과 연관된 것

 

신경 생리학 실험

• 뇌에 전극을 삽입하고 신경 세포의 활동을 관찰한다. 
• 신경 생리학 실험 : 특정 뇌 영역의 신경세포 활동을 측정하면서 그 부분이 어떻게 행동에 관여하는지 알아보는 실험
• 특정 뇌 영역에 전극을 넣어 자극을 넣으면 신경세포가 어떻게 활동하는지 확인함
• 특정 뇌 부분의 활동이 전기충격과 연관된 소리와 관련 있다면 소리가 들릴 때 신경세포가 활발하게 활동할 것

 

결과 : 편도체와 처리 경로

편도체

소리-전기 충격 연관성을 학습하려면 두 가지 자극 정보가 뇌 속에서 연결되어야 함

 

뇌에서 두 자극을 연결하는 부위는 어디일까?

• 소리정보는 귀에서부터 뇌 속 어떤 경로를 통해 근육, 혈관, 심장으로 전달되어야 함
• 편도체 : 측두엽(노랑색) 안쪽에 위치, 환경에 맞게 적절한 반응을 일으키는데 중요한 부위, 전기 충격과 소리를 연관 짓는 학습에서 중요한 역할

 

• 소리와 전기 충격이 합쳐질 때 편도체에서 학습이 일어나는 메커니즘
• 무척추동물이 가진 학습 관련 분자가 쥐에서도 학습에 관여하는 것을 발견 (5강 참고)

 

빠른 경로 vs 느린 경로

학습은 어떻게 일어날까?

• 고전적 견해 : 귀로 들어와 뇌의 청각 시상으로, 그 후 청각피질을 거쳐 편도체로 전달되야만 반응이 나타난다고 생각
• 새롭게 안 사실 : 시상에서 편도체로 바로 가도 반응이 나타난다
• 청각 시상과 편도체는 직접 연결되있어 더 빠르게 반응 유도

 

1996년 조지프 르두가 출간한 <느끼는 뇌>에서 이 두 경로를 빠른 경로와 느린 경로라 말함

• 빠른 경로 : 청각 시상 → 편도체 (청각 피질 안 거침)
• 느린 경로 : 청각 시상 → 청각 피질 → 편도체

 

증거는?

• 1990년대 후반부터 사람 뇌의 활동을 측정하는게 가능해
• fMRI : 혈류의 변화를 감지해 뇌 활동을 측정하는 촬영 기법

 

예를 들어 뱀 사진을 보여줬을 때 빠른 경로로 전달됨을 확인할 수 있음

 

소결론

• 시각 정보가 피질을 거치지 않고 시상에 편도체로 바로 가능
• 빠른 경로는 무의식적일까? : 분리 뇌 연구시 환자 정서적 행동이 무의식으로 일어난다 가정 

 

빠른 경로는 무의식과 연관 (=암묵적 공포)

잠재의식 자극 실험방법

• 시각 정보가 시각 회로를 모두 통과히지 못하도록 자극을 아주 짧게
• 너무 자극이 짧아 시각 피질을 통과하지 못함, 그러나 편도체로 바로 전달 할 수는 있다
• 자극을 인식하거나 말하지 못해도 무의식적으로 반응할 수 있다는 것

→ 생리적, 행동적 반응은 피질을 거치지 않고도 무의식적으로 일어난다.

 

결과

분리뇌 연구에서 무의식적 반응이 일어난다는 주장을 뒷받침함

 

암묵적 공포 vs 외현적 공포

암묵적 공포와 외현적 공포를 구분할 수 있게 됨

• 암묵적 공포 : 편도체, 빠른 경로, 행동적, 생리학적 반응
• 외현적 공포 : 피질에 더 많이 의존, 느린 경로, 의식적 공포 경험, 복잡한 정보 처리 가능

요약

• 조지프 르두의 신경과학 초기 연구에 대해 알아봄
• 분리 뇌 환자를 연구하며 뇌속 정보 흐름을 연구함
• 감정 연구를 추진할 가설을 얻었지만 기술 제한으로 쥐로 실험
• 쥐 실험으로 자극이 감각 시스템에서 운동 시스템으로 가는 경로를 얻음
• 감각 정보가 반응으로 이어지는 두 경로 제시 : 빠른 경로-암묵적 공포, 느린 경로-외현적 공포

 

다음 시간 : 암묵적 공포와 외현적 공포에 대한 이론 발전을 말하겠다.

그리고 이게 왜 감정에 대한 모든 과정을 다시 생각하고 다시 이름 짓게 만들었는지도.

 

조지프 르두 - 공포의 뇌과학 다음 차시

[위대한 수업 요약] 조지프 르두 - 편도체의 진실

 

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