'인지' 란 무엇일까?(인지 심리학: 지각 6)

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'인지' 란 무엇일까?(인지 심리학: 지각 5)

 

경험 기반 가소성

 

  뇌는 인간이 환경에 노출되는 경우 환경을 더 효율적으로 지각하기 위해 변화하거나 '조형'됩니다. 경험에 의해 뇌의 구조가 변화하는 것을 경험 기반 가소성(experience-dependentplasticity)이라고 하는데 이는 그동안 여러 동물 연구를 통해 증명 되었습니다. 이러한 실험들을 통해 만약 어떤 동물이 특정한 환경 안에서 성장하는 경우 그 동물의 뇌 속에 존재하는 뉴런은 그 환경의 특정 부분에 더 강하게 반응하도록 조율된다는 것이 발견 되었습니다. 

 

예를 들어, 새끼 고양이들은 태어날 때 기울어진 막대에 반응을 하는 속성탐지기 뉴런들을 가지고 태어납니다. 보통 새끼 고양이의 뇌는 수평선, 기울어진 선, 수직선 등 모든 방향에 각각 반응하는 뉴런들을 내포하고 있으며, 새끼 고양이가 성체 고양이로 성장했을 때에도 모든 방향에 반응하는 뉴런들을 갖습니다.

 

그러나 만약 새끼 고양이가 수직 요소로만 구성된 환경에서 자라왔다면 어땠을까요?

Colin Blakemore와 Graham Cooper는 흑백 수직 줄무늬가 그려진 벽만 볼 수 있었던 환경에서 새끼 고양이를 키우고 실험을 진행하였습니다. 실험 결과, 이 환경에서 양육된 새끼 고양이들은 움직이는 수직 막대기를 툭툭 건드리는 모습을 보였지만 수평의 사물은 무시하였습니다. 고양이들이 수평 사물을 무시했던 윈인은 뉴런을 측정하면서 명확해졌는데, 사물에 반응하는 뉴런은 무뎌지도록 재조형되었기 때문인 것으로 나타났습니다. 이와 유사하게 수평의 사물만 존재하는 환경에서 양육된 고양이들의 시각피질에서는 수평의 사물에만 반응하는 뉴런만 발견 되었습니다. 그렇기 때문에 고양이의 뇌는 고양이드이 노출된 환경에서 가장 잘 반응하는 방식으로 조형되었다고 할 수 있습니다.

 

 

 

https://m.mk.co.kr/news/culture/view/2021/06/535745/

기능적 자기공명영상(fMRI)의 뇌 영상 기법을 사용한 연구를 통해 사람에게서도 경험 기반 가소성이 관찰되

https://ko.wikipedia.org/wiki/FMRI

었습니다. 이 연구는 측두엽에 있는 영역인 방추얼굴 영역의 뉴런들이 얼굴에 가장 크게 반응한다는 발견에서 출발하였습니다. Isabel Gauthier와 동료들은 얼굴과 그리블이라고 불리는 사물을 노출 시켰을 때의 FFA의 반응을 측정함으로써 경험 기반 가소성이 뉴런들의 반응여부를 결정한다는 것을 보여주었습니다. 그리블은 컴퓨터로 함성된 자극으로서 각각의 기본적인 형태는 동일하지만 부분적으로 조금씩 다른 모습을 가집니다. Gauthier는 그다음 참가자를 대상으로 4일간의 광범위한 '그리블 재인' 훈련을 실시하였습니다. 이 훈련에서 각각의 그리블들은 고유한 이름을 부여 받았고 참가자들은 각 그리블을 이름으로 구별할 수 있을 때까지 훈련 받았습니다. 그 과정에서 참가자들은 '그리블 전문가'가 되었습니다.

 

 

새끼 고양이와 인간이 보이즌 경험 기반 가소성에 대한 실험을 보고 뇌기능은 특정환경에 가장 효과적으로 작동하도록 조율된다는 것을 알 수 있었습니다. 그렇기 때문에 환경에서 규칙적으로 나타나는 사물에 대한 지속적인 노출은 뉴런이 규칙성에 대해 가장 효과적으로 반응하도록 만듭니다. 이런 점으로 미루어 볼 때 뉴런이 환경의 특징에 대한 지식을 반영한다는 말은 전혀 틀린 말은 아닙니다.

우리는 지금까지 지각의 다양한 측면을 검토해 보았습니다. 지각이 감각수용기의 활성화에 반응해서 자동적으로 일어나느 체계라는 것을 배웠습니다. 또한 지각이 수용기로 부터 시작해서 뇌로 올라가는 상향식 정보와, 환경에 대한 지식이나 기대와 관련된 하향식 정보가 상호작요의 결과물이라는 점도 배웠습니다.

그러나 가상현실 게임으로 주의가 분산 되었을 때 James Pokorny의 고통이 경감되었던 사례는 지각을 설명하는데 있어 또 다른 요소가 고려되어야 한다는 것을 시사합니다. 

 

지각과 행동의 상호작용

여태까지 지각과 관련된 접근법의 대부분 사례는 가만히 있는 상태에서 지각할 수 있는 사례라는 점에서 '앉은뱅이' 접근법이라고 할 수 있습니다. 사실 이 상태는 이 책을 읽을 때의 여러분의 상태일 수도 있습니다. 여러분은 아마 똑바로 앉아 있는 상태에서 제가 쓴 글을 읽고 사진을 보고, '보여주기' 문제를 풀고 있을 것입니다. 이제 움직임이 지각과정에 어떻게 도움이 되는지 그리고 행동과 지각이 어떻게 상호작용하는지 살펴 봅시다.

 

움직임은 지각을 촉진한다.

움직임은 한곳에 앉아 있는 경우에는 발생하지 않는 지각적 복잡성을 추가하지만 동시에 사물을 더 정확하게 지각하는 것을 돕습니다. 왜냐하면 하나의 관점을 통해서는 명백하게 드러나지 않는 사물들이 움직임을 통해 명확해지기 때문입니다. 

 

지각과 행동의 상호작용

움직임은 사물에 대한 추가적인 정보를 제공함으로써 사물의 지각을 보조한다는 점 말고도 다른 중요한 역할을 합니다.이는 지각의 대상이 되는 사물과 이 사물에 대해 행동을 취하는 과정에서 지속적으로 발생하는 협응과 관련이 있습니다. 예를 들어, 조깅을 끝나고 커피숍에서 쉬고 있는 A가 커피잔을 들기 위해 손을 뻗을 때 방생하는 일들을 생각해 봅시다. A는 먼저 테이블 위에 놓여 있는 다른 사물과 꽃병 사이에서 커피잔을 보고 인식합니다. 이런 커피 잔이 지각 된 후에 A는 잔의 위치를 생각하여 그 위치를 향해 손을 뻗습니다.  A는 잔의 손잡이 위치를 고려한 후 꽃병을 피해 손잡이를 잡습니다. 그리고 A는 커피 잔에 커피가 차 있는 정도를 지각하고 그 무게를 고려해서 딱 적당한 힘을 이용하여 잔을 들어 올립니다. 간단한 행동임에도 불구하고 A가  커피를 흘리지 않고 잔을 정확하게 움켜 잡기 위해 행동을 조율하는 동안 지속적으로 잔과 A의 손, 손가락의 위치가 지각되도록 요구됩니다.

 

오늘은 여기까지고 다음에는 지각과 행동의 생리학에 대해 알아보도록 하겠습니다.