【뇌과학올림피아드】 11강. 심리학과 뇌과학

11강. 심리학과 뇌과학

 

추천글 : 【생물학】 뇌과학올림피아드 목차

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1. 개요 [본문]

2. 정서조절에 중요한 뇌 구조물 [본문]

3. 정서조절 신경회로 [본문]

4. 정서조절의 특징 [본문]

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1. 개요 [목차]

⑴ 마음(Mind) : 뇌의 고위정신기능(예 : 언어, 기억, 감정)이 활성화될 때 현상학적으로 나타나는 것

⑵ 정서(Emotion)

① 심리학적 관점 

⑶ 사회심리(Social Psychology)

① 심리학적 관점 

② 사회지각(Social Perception) : 의사결정, 타인의 의도·성향 파악

○ 사회적 자극의 예 : 시선(Gaze), 제스처, 톤, 억양

○ 동일한 자극이라도 추가 정보에 따라 지각되는 결과는 달라짐

③ 사회인지(Social Cognition) : 사회지각 정보를 바탕으로 고차원적 정보처리

○ 인지심리학 : 일반적인 인지와 다르지 않다는 견지

○ 사회심리학 : 일반적인 인지와 구별되는 능력이라고 주장

○ 뇌영상 실험들(Harris et al., 2005) : 실험과제의 사회적 정보 포함 여부에 따라 활동이 일어나는 영역이 달라짐

○ Modeling / 요인 분석(Allen et al., 2007; Sergi et al., 2007)

○ 마음이론(ToM; Theory of Mind, Mentalizing, Mind Reading) : 타인의 감정을 나름의 이론을 가지고 판단하는 것

○ 타인의 의도·신념·정서 추론, 행동 예측

○ 사회지능(Social Intelligence), 정서지능(Emotional Intelligence)의 중요한 요소

○ Sally-Ann Task(Baron-Cohen et al., 1985)

 

Figure. 1. Sally-Ann Task

 

○ 내측 전전두엽피질과 측두-두정접합부, 상측두구, 편도체 근처의 측두극 부위과 관련돼 있다고 여겨짐

 

 

2. 정서조절에 중요한 뇌 구조물 [목차]

⑴ 변연계(Limbic System) : 정서의 체험 및 조절에 중요한 역할 수행

① 변연계는 뇌간의 상부, 뇌량의 주변부에 위치

② 역사

○ 1937년 James Papez가 해마를 중심으로 한 신경망을 신경회로로 제안

○ 이후 Paul McLean이 Papez 신경회로와 편도체, 안와전두피질을 통틀어 변연계로 명명

⑵ 방추회(Fusiform Gyrus)

① 물체의 형태 인식을 담당하는 복측시각경로(Ventral Visual Pathway)의 한 영역

② 친숙한 물체나 얼굴 자극에 강한 반응

③ 방추얼굴영역(FFA, Fusiform Face Area)

○ 얼굴 자극에 (거의) 배타적으로 선택적인 반응 

○ 우뇌에 우세하게 분포

○ 기존 견해 : 얼굴의 아이덴티티 정보 처리

○ 최근 견해 : 얼굴 인식 부위가 따로 있는 게 아니라 계속 보는 게 얼굴이라 얼굴 정보가 많이 저장된 것이라는 것 (Gauthier, 2000), 도자기 장인들에게 도자기를 보여주면 FFA가 활성화

⑶ 상측두피질(STS; Superior Temporal Cortex)

① 후부상측두구(pSTS, Posterior STS) : 시선, 손짓, 표정, 언어 등 생물학적 운동에 강한 반응

○ 무생물의 움직임이나 사진 등에는 거의 반응 없음

○ 예 : Point-light Animation 

② 상측두피질의 나머지 부위 : 시각 경로와 상위 인지 영역(전두엽)의 중간 위치, pSTS의 정보로부터 사회적 의미 정보 추출 및 처리 → 전두피질과 편도체로 정보 전달 

③ 방추얼굴영역과의 비교

○ 공통점 : 얼굴 자극에도 강한 반응

○ 차이점(방추얼굴영역) : 얼굴의 아이덴티티, 불변 정보 처리

○ 차이점(상측두피질) : 매 순간 변화하는 얼굴의 속성(시선, 표정 등) 정보에 반응

⑷ 내측전두피질(MFC; Medial Frontal Cortex) : 전전두피질이 핵심 기능을 수행

 

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Figure. 2. 내측전두피질의 세부 모식도^]

 

① 배내측전전두피질(dmPFC; Dorsomedial Prefrontal Cortex) 혹은 prMFC(Posterior-rostral MFC)

○ 행동 결정과정의 모니터링

○ 상황에 적절한 행동 결정; 지시받거나 안내받은 행동에 대한 활동은 약함

○ 운동영역(Motor Area)과 연결

② 문내측전전두피질(rmPFC; Rostromedial Prefrontal Cortex) 혹은 arMFC(Anterior-rostral MFC)

○ 자기지각(Self-perception) 및 타인 행동과 의도 예측(Mentalizing)

○ 자신과 타인의 정서 상태에 대한 분석과 파악을 담당

○ PET 연구 : 상대가 컴퓨터일 때에 비해 상대가 사람일 때 rmPFC의 활동 증가

③ 복내측전전두피질(vmPFC; Ventromedial PFC) 혹은 안와내측전두피질(oMFC; Oribital MFC)

○ 사회적 행동 조절 관여

○ 규범 위반, 혐오적 행동, 적대적 행동 등에 반응

○ '결과'를 고려한 행동 결정

○ 감각 영역(두정엽)과 강한 기능적 연결

○ 억제(Inhibition) : 분노, 공격성의 조절과 억제

○ oMFC의 손상 : Phineas Gage의 사례, 행동 계획 수립능력의 결여, 처벌 반응 둔감, 배려 행동 결여

 

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Figure. 3. Phineas Gage의 사례

 

⑸ 안와전두피질

① 안구의 위쪽에 위치한 전전두피질(PFC; Prefrontal Cortex)의 일부

② 안와전두피질(Orbitofrontal Cortex) = 복내측전전두피질+ 외측안와전두피질

○ 복내측전전두피질(vmPFC; Ventromedial PFC) 

○ 외측안와전두피질(Lateral Orbitofrontal Cortex)

③ 역할 : 각 행동에 대한 정서적 기억 형성

○ 일상의 끊임없는 의사결정 과정은 어떤 행동에 뒤따르는 긍정적 또는 부정적 강화의 정서적 기억에 크게 의존

○ 부정적 강화를 회피하는 선택을 하게 됨 

○ 내측 안와전두엽은 아름다운 것을 보거나 들을 때 활성화됨

○ 자극-강화 연합의 역전 학습(reversal learning of stimulus-reinforcement association) : 긍정적 또는 부정적 강화와 연결된 자극에 반대의 강화를 연결할 수 있음, 정서적 반응을 수정할 수 있음을 암시

④ 안와전두피질 손상 환자 : 사회적 맥락 이해 결여, 모방행동·이용행동, 종종 사회적으로 부적절한 공격적 욕구를 드러내기도 함

○ 모방행동(Imitative Behavior) : 타인의 행동을 그대로 모방

○ 이용행동(Utilization Behavior) : 앞에 놓은 물건을 목적 없이 사용 

⑹ 외측전전두피질

① 외측전전두피질(lPFC; Lateral Prefrontal Cortices) = 복외측전전두피질 + 배외측전전두피질

○ 복외측전전두피질(vlPFC; Ventral lPFC)

○ 배외측전전두피질(dlPFC; Dorsal lPFC)

② 역할 : 정서적 체험을 이성적으로 재평가하여 정서 조절

③ 다른 뇌 부위보다 발달이 늦게 이루어짐

⑺ 띠이랑(CC; Cingulate Cortex) = 앞띠이랑 + 뒤띠이랑

① 앞띠이랑(ACC; Anterior Cingulate Cortex) = 복측 앞띠이랑 + 배측 앞띠이랑

○ 복측 앞띠이랑(Ventral ACC) = 슬하앞띠이랑 + 슬상앞띠이랑

○ 구조적으로, 기능적으로 정서처리 담당

○ 슬하앞띠이랑(sgACC; Subgenual ACC) : 주로 정서조절장애들과 관련

○ 슬상앞띠이랑(pgACC; Pregenual ACC)

○ 참고. 꼬리쪽앞띠이랑(cACC; Caudal ACC)

○ 배측 앞띠이랑(Dorsal ACC) = 전배측 앞띠이랑 + 후배측 앞띠이랑  

○ 인지적으로 정보처리 담당

○ 전배측 앞띠이랑(Anterior Dorsal ACC)

○ 후배측 앞띠이랑(Posterior Dorsal ACC)

② 뒤띠이랑(PCC; Posterior Cingulate Cortex)

⑻ 섬이랑

① 섬이랑(Insula) = 앞섬이랑 + 뒤섬이랑

○ 앞섬이랑 : 시상 및 편도체와 연결

○ 뒤섬이랑 : 시상 및 이차신체감각피질과 상호 연결

○ 이외에도 안와전두피질, 하전두피질, 측두엽, 후두엽과 연결

② 역할 : 혐오자극(맛, 냄새, 체성감각 등)(Disgust)과 관련

○ 혐오자극을 제시할 때 섬이랑 활성 증가

○ 섬이랑 자극 시 혐오감 유발

⑼ 편도체(Amygdala)

① 내측 측두엽에 위치한 아몬드 모양의 작은 구조물

② 역할 : 암묵적 정서학습(예. 공포조건화(Fear Conditioning)), 명시적 정서학습에 관여

○ Klüver-Bury 증후군

○ 편도가 손상된 동물에서 나타남 : 인간에서는 그렇게 심하지 않음

○ 필수적 공포감 및 사회성 손상 : 공포반응 소실, 폭식, 과다 구강욕구, 시각적 실인증 등

○ 공포자극(Fear)과 관련, 공격성, 분노 행동에 관여

○ 사회공포증 환자(Social Phobics)는 시상의 활성은 정상이나 편도체의 활성이 강함

○ 공포조건화 

○ 명시적 정서학습 : 직접 체험 없이 다른 간접적 학습을 통해 정서적 의미를 학습하는 것, 대부분의 인간의 정서적 학습은 명시적 정서학습을 통해 이루어짐

③ 정보의 전달 과정

○ 예를 들어, 시각을 통해 지각된 조건 자극은 시상으로 전달

○ 빠른 전달로(Low Road) : 시상 → 편도체

○ 수 ms 속도로 섬세하지 않은 거친 정보를 전달

○ 정서기억을 활성화시켜 뇌간을 통해 운동 및 각성 반응을 일으킴

○ 대단히 위협적인 상황에서 생존에 필요한 즉각적인 운동반응에 유리

○ 예 : 뱀을 보고 깜짝 놀라 물러섬 

○ 느린 전달로(High Road) : 시상 → 감각피질 → 편도체 

○ 정확하게 분석된 정보가 편도체에 전달되어 보다 적합한 행동을 선택

○ 예 : 뱀이 아니라는 정확한 정보가 전달되어 안심함

 

 

3. 정서조절 신경회로 [목차]

⑴ 정상인의 정서조절 신경회로

① 자동적·무의식적 정서조절 기전 : 안정적인 피드백 회로

○ 양성피드백

○ 회로 1. 편도체(Amygdala) ← (+) → 슬하앞띠이랑(sgACC)

○ 회로 2. 슬하앞띠이랑(sgACC) ← (+) → 슬상앞띠이랑(cACC) 

○ 음성피드백

○ 회로 1. 슬상앞띠이랑(cACC) ← (-) → 편도체(Amygdala)

○ 유전적 요인

○ 신경전달물질 세로토닌의 전달체 유전자의 프로모터 영역에 STR이 존재

○ s-allele : STR 중 반복이 짧은 경우

○ l-allele : STR 중 반복이 긴 경우

○ s-allele를 지닌 사람(s-carrier)은 불안 수준이 높고 정서장애에 취약

○ 편도체의 활성↑

○ 편도체와 내측전두엽의 기능적 연결성 증가

○ 슬하앞띠이랑의 용적 감소

○ 편도체-슬하앞띠이랑와 편도체-슬상앞띠이랑의 기능적 연결성 감소

② 의식적·자발적 정서조절 기전 : 인지적 조절

○ 복외측전전두피질(vlPFC) → 슬하앞띠이랑(sgACC)

○ 배외측전전두피질(dlPFC) → 꼬리쪽앞띠이랑(cACC)

⑵ 양극성 장애

① 자동적·무의식적 정서조절 기전의 장애 : 음성피드백 회로의 이상

○ 슬하앞띠이랑(sgACC)의 용적 및 활성 감소

○ 앞띠이랑(ACC), 전전두피질(PFC), 섬이랑(Insula)에서 회질 용적 감소 및 백질 섬유다발 이상이 나타남

○ 편도-앞띠이랑의 기능적 연결성 감소

○ 편도-안와전두피질 및 부해마(Parahippocampus)-앞띠이랑의 기능적 연결성 증가

② 의식적·자발적 정서조절 기전의 장애 : 외측전전두피질의 인지적 조절 기능 이상

○ 복외측전전두피질의 활성 감소

○ 복외측전전두피질-복측앞띠이랑, 복외측전전두피질-섬이랑의 기능적 연결성 감소

○ 환자의 가족의 경우, 환자나 일반인과 달리 복외측전전두피질-배외측전전두피질 간 기능적 연결성 증가를 보임, 즉 양극성 장애에 저항하기 위한 구조를 취함

 

 

4. 정서조절의 특징 [목차]

⑴ 감정조절 능력은 나이가 들수록 증가(Williams et al., Neuroscience, 2006)

① 젊은 사람 : 부정적 정서 수용, 긍정적 정서 억제

② 늙은 사람 : 부정적 정서 억제, 긍정적 정서 수용

 

입력: 2018.11.15 23:11