6.4 Neurophysilogical Correlates of Consciousness and Speech

#Fnuctional and Stuructural Prerequisites for Consciouness; Role of the Hemisperes

consciness란 C.N.S와 연관된 것으로 intermediate activity level 이라고 말할수 있다.
too little neuronal activity : coma, anethesia
too much neuronal activity : epileptic seizure


consciness는 cortical& subcortical structure의 interplay로 보인다.
특히 ARAS(ascending reticular activating system)이 관계과 있는 것으로 생각되고 있다.

stuctural prerequisite는 corpus callosom과 anterior commisure과 절단된 split-brain patient을 대상으로 연구되었다.
각 seeing이나 hearing의 경우 decussation되는 정도와 되는 곳의 level이 다르기는 하나 이들 환자의 경우 일상생활이나 지적인 면에서 별다른 차이는 나타나지 않았다.

아래의 실험에 의해서 hemisphre가 담당하고 있는 역할이 다르다는 것이 밝혀졌다.
split-brain patient의 왼쪽눈과 오른쪽눈을 경계로 하여 서로 다른 쪽을 보지 못하게 하고 앞에 있는 실험자가 말하는 물건을 집거나 말하게 또는 쓰게 하였을 때 어느 hemispere가 언어의 dominant인가에 따라서 실험 결과가 달라졌다.
eg)오른쪽에 물건이 놓여졌거나, 글씨가 보여졌을 때 그 물건을 집거나 말하거나 쓸 수 있었다.
왼쪽에 물건이 놓여졌거나, 글씨가 보여졌을 때는 그 물건을 집을 수는 있었으나 말하거나 쓸수는 없었다.
결론적으로 language & speech는 left hemispere가 dominant라는 것을 알 수 있었다. 그러나 이것은 어느쪽 손을 더 사용하는냐에 따라서 dominant hemispere가 달라질수 있는 것으로 알겨져 있으며 spatial conceptualization & certain musical task에 있어서는 right hemispere가 dominant인 것으로 알려져 있으나 아직 많은 것이 의문점으로 남아 있다.(eg;양손잡이의 경우는 어떠한가?)

왼쪽 뇌가 언어에 있어 중요하다는 것을 브로카가 발견한지 7년쯤 후에 J. Cotard라는 또 다른 신경과학자가 시체 해부를 통해 어린이의 뇌가 어른들의 뇌와는 다른게 조직되어 있음을 발견하였다. 예를 들어 6 살이나 7 살난 어린이에게 뇌일혈 (stroke)이 일어났을 때에는 이후 언어발달에 아무런 지장이 없는 방면, 똑같은 뇌일혈이 어른에게 일어날 때에는 말하기 능력이 거의 영구적으로 상실되는 심각한 결과가 야기되었다. 왜? 어떤 일이 일어났길래 뇌일혈이 어른에게선 말을 못하게 만들고, 어린이에게선 정상적인 언어발달에 거의 영향을 주지 않는가?


PET을 이용한 실험에서 좌반구는 언어에 대해 전문화되었다기 보다는 상징적 표상에 대해 전문화되었다는 것이 반면에, 우반구는 실제를 보다 직접적으로 반영하는 표상, 즉 언어가 관여하지 않는 커다란 경험의 덩어리들을 다룬다는 것이 밝혀졌다. 또한 우반구에 이상이 있는 사람들은 green house (녹색집)과 greenhouse (온실)을 구분하지 못하며, intonation의 차이에 의한 전체적인 의미의 차이, 말 속에 담긴 정서상태를 잘 이해하지 못한다. 따라서 좌반구에서는 언어에 대한 일반적인 이해를 우반구에서는 그 말속에 담겨있는 의미와 정서상태, 미묘한 차이, 경험과 관련있는 것과 같은 것들을 구별한다고 할 수 있다.










BRAIN FACTS


해부를 통해 인간의 뇌를 조사해 보면, 말하기에 관련된 부위가 뚜렷한 비대칭성을 보인다. 검토된 뇌들 중 2/3 가량이 왼쪽 반구의 planum temporale이 오른쪽 보다 훨씬 큰데, 이러한 차이는 31주된 fetus에서도 나타났다.
CAT촬영을 이용한 X-ray연구에서 보면 이와 같은 비대칭성이 성인에게도 나타났다. sylvian fissure는 오른쪽 보다 왼쪽 반구에서 더 길고 수평에 가까운 형태를 이룬다. 일부 왼손잡이들은 오른쪽반구에서 sylvian rissure의 형태상 차이가 덜 뚜렷한데, 이러한 경향은 오른손잡이와 왼손잡이의 뇌구조상의 차이를 보여 주는 첫 번째 설레이다.

고배율 현미경의 발달과 뇌의 특정 일부분만을 염색할 수 있는 염색기법의 개발로 인해 구체적인 뇌부위들을 아주 세밀하게 조사할 수 있게 되었다. 통상 그러한 연구들은 neuron 처리 수준 과정의 복잡다단한 면들을 해석할 수 있도록 특별히 훈련된 신경과학자들에 의해 수행되는데, 이를 통해 몇몇 놀라운 사실들이 밝혀져 있다. 1979 년 A. M. Galaburda와 T. L.Kemper에 의해 dyslexia ( 난독증; 취학 아동의 약 5%가 난독증이며, 이것은 다른 면에서는 정상적이지만 읽기를 배우기가 매우 어려운 상태를 말한다.) 환자의 뇌가 조사되었다. 그들은 왼쪽 반구의 언어영역에서 무질서한 피질을 발견하였는데, 그 부위에는 미발달된 큰 세포들로 뒤엉켜 있는 층들이 있었다. 이와 같은 정상적인 nueron 구조의 붕귀는 주로 말하기와 언어에 관련된 부위에서 나타났다. 게다가 통상적으로 관찰되는 점인 좌우 planum temporale도 그 뇌에서는 보이지 않았다. 이것은 난독증 환자의 뇌가 정상인의 뇌와 다르다는 것을 보여주는 첫 번째 실례였다.

남자는 일반적으로 여자보다 공간 지각능력이 뛰어나다고 한다. 그런데 남성 호르몬인 testosterone을 생산하지 못하는 남자들은 이러한 공간 능력의 발달이 저조하다. 일반적으로 수학능력이 우수한 학생들은 남자가 더 많다. 그러나 왼손잡이, 말더듬, 말하기 지체, 자폐증, 과활동성등은 남자들에게 훨씬 더 빈번하게 나타난다. 위에서 언급한 바와 같이 남녀간의 차이점들이 잘 확인되어 있지만, 아직까지 아무도 남녀의 뇌구조에서 해부학적 차이를 확실하게 증명하지는 못하였다. 이러한 행동상의 차이는 아마두 출생전 초기 발달 동안 sex hormone의 영향으로 야기된 뇌기능상의 화학적 변화인 것으로 생각되고 있다.

W.Z.Gazzaiga는 뇌량절단 수술을 받은 환자에게서 다음과 같은 사실을 관찰하였다.
환자의 우반구에 다음과 같은 질문을 하였다.
"이름이 무엇입니까?"
"P.S."
" 당신은 어디에 삽니까?"
" 버몬트"
" 당신은 무엇이 되고 싶습니까?"
" 자동차 경주 선수"
이와 똑같은 질문을 좌반구에 제시하자 동일하게 대답했지만 마지막 질문에 대해서는 다음과 같이 대답하였다.
"제도가"
이러한 사실에 관하여 Gazaaiga박사는 P.S.가 우반구는 우반구 자체가 지니는 느낌이나 선호를 표현할 수 있는 '분리된 정신 기전'을 구성하고 있으리라고 생각한다. 이러한 모든 것이 일어나는 동안 시종일관 언어화된 상징적 표현을 선호하는 좌반구는 진행중인 일에 대한 정교한 추리를 하며 때로는 거짓된 추리를 하기도 하는 것으로 알려졌다.

이와 같은 사실에 대해서 이러한 사름들이 정상적인 상황이 아니었기 때문에 정상인의 뇌에 대해서 연구를 하기 위해서 긴 tube을 오른쪽 또는 왼쪽 반구로 들어가는 artery속으로 catheter을 끼워서 마취제를 주입하여 한쪽 반구만을 잠들게 하여 연구하였다. 이러한 실험에서 알아낸 것은 우반구에 제시되었던 정보에 대해서는 좌반구가 이야기 할 수 없다는 것을 발견하엿다. 그러나 만약 여러 가지 보기들 중에서 선택을 하게 하는 등, 우반구에게 기억한 것을 표현할 수 있는 기회를 주면 우반구의 반응은 항상 정확하였다. 요약하면, 정상인의 뇌에서도 우반구가 좌반구의 언어기전을 사용한 탐색과정과는 분리된 어떤 형태의 부호화된 지식을 지니고 있음을 알 수 있다.

우반구는 슬픔, 걱정과 같은 부정적인 정서에 관련되고, 좌반구는 행복, 기쁨, 즐거움과 같은 보다 긍정적인 기분들과 이들의 표현에 관련되다는 것이 알려져 있다. 예를 들어 일련의 인물 사진을 주의 깊게 관찰해보면, 왼쪽 안면이 정서 표현에 있어서 더 강렬함을 알 수 있는데 이것은 특히 슬픔과 좌절에 있어서 그러하다. Yale대의 W.Schwartz는 사람들에게 부정적 느낌에 대한 질문을 하는 것조차 왼쪽 안면의 전기적 활동을 상승시킨다는 사실을 발견하였다. 만약 질문이 긍정적 느낌에 대한 것으로 전환된다면 상황은 바뀌어 오른쪽 안면 근육이 더 활발해진다. 따라서 정서에 대해서는 좌반구는 긍정적인 정서에, 우반구는 부정적 정서에 관계하는 천칭과 같다고 생각한다. 따라서 활동증가를 야기하는 간질발작은 가상의 천칭 한쪽에 더 많은 무게를 올려 놓는 것과 유사하다. 이러한 경우, 우반구에서 발작이 일어나는 간질환자는 아무런 이유없이 울기 시작한다. 발작이 우반구에서 일어나면 환자는 이유없이 터져나오는 웃음과 같은 통제할 수 없는 정서의 분출을 경험하며 환자는 이에 대해서 설명하지 못한다.
구성경










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