뇌는 어떻게 세상을 보는가

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뇌는 어떻게 세상을 보는가

뇌의 역할
- 감각, 환각
- 기억, 장기 기억
- 판단, 사고, 상상
- 운동, 춤
- 보상, 중독
- 모방 : 미러뉴런
- 의식 : 모형 구축으로 인지
- 감각, 환각
- 뇌로 본다

뇌로 보는 세상 : Gestalt 형태인식의 원리
- 패턴 : 그룹, 짐작
- 보정 : 채움, 착시
- 흉내 : Mirror 뉴런, 밈 Mime
- 라마찬드란 예술의 원리


뇌는 어떻게 세상을 보는가



인간의 두뇌는 무수히 많은 CPU와 OS를 모듈 작동하는데, 각 모듈에게 자료와 처리결과에 대한 피드백만 가능하지 작동 프로그램을 들여다 보거나 설치할수 없다. 훌륭한 결과물을 내는 모듈의 실제 작동과정을 외부에서 볼 수 없기에 우리는 아무리 탐나는 프로그램이라도 그것을 다른 사람에게 이식할 수도 없다. 단지 비슷한 결과를 내도록 훈련만 가능하다. 좋은 모듈을 가지도록 훈련하는 가장 좋은 자료는 좋은 책이다. - na gun

The Gestalt Principles



본다
두 눈동자 속에 위아래가 바뀐 세상의 왜곡된 작은 형상, 망막속에 광 수용체 자극, 정보 시신경따라 후두엽 전달, 분석된 정보로 형상 인식, 어머니 인식, 여기가 손상되면 안면인식장애(prosopagnosia) 그러나 여기는 정상, 읽은 정보는 편도체로 전달되어 감정중추로 전달, 어머니란 감정 일으켜
그러나 이곳이 손상되면 어머니 얼굴은 인식하지만, 아무런 감정을 느끼지 못해, 그래서 어머니 일리가 없어, 이방인일 뿐이야(카프그라 증후군, Capgrs' Syndrome)
시각과 감정 연결 고리 단절,청각 인식은 정상, 목소리로 어머니임은 알아본다
눈에는 두개의 작고, 거꾸로 뒤틀린 이미지가 맺히지만 우리가 보는 것은 우리 앞에 놓인 선명한 3차원 세계다.
어떤 시각적 이미지--망막 광수용체 자극, 시신경 따라 전달되어 시각중추 스크린에 표시된다는 생각.뇌속 스크린에 표시되면 뇌 속에 누군가가 그 이미지를 봐야. 그 것을 또 누군가가 봐야---,모순
글쓰기라 불리는 짧고 불규칙한 잉크 곡선들이 물리적으로 유사성이 없는 어떤 대상을 상징하거나 재현할 수 있는 것처럼, 뇌 속 신경세포의행동이 외부세계의 대상과 사건을 재현한다
신경과학자는 낯선 언어를 해석하기 위해 노력하는 암호해독자와 비슷.

우리의 뒤쪽 뇌, 후두엽엔 세상을 볼 수 있는 30개의 영역, 왜 하나가 아니라 30개?
색, 움직임 등 맡는 영역, 만약 색을 보는 영역이 손상되면  흑백영화처럼 무채색으로 세상을 보지만, 신문 읽고 사람 얼굴 구분하고 움직이는 방향을 보는 데 아무 문제가 없다
그러나 운동영역이 손상되면 여전히 책을 읽고 색을 볼 수 있지만 무엇이 얼마나 빨리, 어느 방향으로 움직이는지 볼 수 없다, 길 건너기 두려워한 환자, 움직이는 자동차가 디스코텍 섬광처럼 비춰져 일련의 정적 이미지로만 보여, 다가오는 차의 색깔과 번호판을 볼 수 있지만, 얼마나 빠른지는 알 수 없어, 잔에 와인을 따를때도 얼마나 따랐는지 측정할 수 없어 항상 흘러넘쳐

시각경로 2개
시상이 받은 자극은 편도체와 시각영역으로 전달. 편도체가 위험 인식하고 바로 신체 반응 일으켜, 시각영영의 정보는 피질로 보내 어떻게 반응할지 결정.
시상이 정보를 받아서 하나는 측두엽(관자엽)으로 (편도체로) ===구 경로, 반사 운동 
다른 하나는 두정엽(마루엽)으로 (신피질로) ===신 경로, 의식적으로  대상 인식,위치 추적 공간기능, 대상 움켜쥐는 운동 
즉, 전두엽으로 변연계 편도체로 동시에 시각 정보전달
의식에 이르는 모든 활동 목록과 그렇지 않은 모든 활동목록

친구와 대화를 나누면서 무의식적으로 운전,
운전에 의식적인 주의를 기울이면서 무의식적으로 대화를 나누는 것은 불가능, 언어의 의미있는 사용과 관련된 계산은 의식을 필요로 하지만, 운전과 관련한 계산은 그것이 아무리 복잡해도 의식을 필요로 하지 않는다.

거울 뉴런/ 문화의 전달자
이탈리아 파로마 대,  생리학 연구소장,,지아코모 리졸라티(Giaccomo Rizzollati) , 팀이 2001년 뉴런에 발표한 논문 제목, 'I know what you are doing'
눈치, 모방, 공감,
거울세포, 타인의 행동을 비춰주는 신경세포
자신도 의식하지 못하는 사이에 상대의 의도를 추측할 수 있고 남도 그럴 능력이 있다고 생각
분위기 파악 못하고 엉뚱한 소리나 하다가는 왕따 당하기 십상
타인의 의도 파악 능력은 매끄러운 사회생활에 필수
놀람 통해 그 직전 순간에 어떤 기대를 하고 있었는지 알 수 있어 
신발에서 나는 고린내 때문에 코를 막고 있는 사진을 보면 왠지 악취가 느껴지는 것처럼 느껴진다.
타인의 고통 감지
거울 뉴런 통해 모방, 학습 가능 문화창출 가능
다른 사람의 행동을 모방은 물론 통합도 할 수 있게 해준다

말 하면서 손 사용하는 이유
행동과 언어 사이에 매우 밀접한 관계가 있다. 거울뉴런 행동 통제하는 영역과 운동 영역 뇌 부위 같다전운동피질
 올림픽 중계를 보면서 우리나라 선수의 선전에 신자. 우리나라니까 신나는 게 당연해 뵈지만 부지런한 과학자들은 이런 신바람의 이유를 밝혀냈다. 우리 뇌 속에 ‘거울 뉴런’이라는 특별한 세포가 있어서 선수가 움직이면 내가 괜히 몸을 움찔대면서 선수와 똑같은 느낌을 갖는다는 거다. 대체로 나와 가까울수록 감정이입은 강해진다. 스포츠가 아니어도 그렇다. 한국인이 밖에 나가 이겼거나 성공했다는 소식이 들릴 때마다 애국심이 절로 솟는 것도 이 때문이다.

축구경기에 열중해 있는 붉은악마의 뇌에서는
‘거울뉴런(mirror neuron)’이 활발히 작동한다.
  이 세포는 태극전사의 움직임 하나하나를 마치 ‘거울’처럼 그대로 비춘다.
이 때문에 붉은악마는 마치 자신이 실제로 축구를 하는 것처럼 여기게 된다는 것.
  거울뉴런은 태극전사의 뇌에서도 작동한다.
상대 선수의 움직임을 자신의 동작처럼 여기면
다음 움직임을 예측해 적절히 방어할 수 있게 된다.  
거울뉴런 통해 다른 사람의 의도나 행동에 대한 일종의 시뮬레이션 가능, 다른 사람 마음 읽기 가능
5만년 전쯤 어딘가에서 거울 뉴런 체계가 충분할 정도로 복잡해지면서 복잡한 행동을 모방하는 능력 폭발적으로 진화했다. 그것이 이번에는 우리를 인간으로 특징지어준 문화적 전달로 이어졌다.
자폐아들은 이런 능력 손상


뇌는 어떻게 아름다움을 판단할까

신경미학, 예술의 보편원리는 존재하는가
  피카소, '예술은 진실을 드러내는 거짓말'이란 말의 의미는?

과학은 보편적 원리를 다루는 반면,
예술은 인간의 개성과 독창성에 대한 근본적인 찬양이며 과학의 획일화에 대한 근원적인 해독제다
인도 촐라왕조 시대 예술에 대한 빅토리아 시대의 반응
   파르바티 여신 동상에 대해 현실성 없는 원시예술로 혹평, 리어리즘의 잣대로 보면 그렇지만 그러나 예술은 리얼리즘이 아니다. 사물의 복제품을 만드는 게 아니다. 예술은 리얼리즘이 아니라 뇌 속에 기쁨을 주는 효과를 창조하기 위한, 자의적인 과장과 왜곡과 관련이 있다.

이미지 왜곡에 의한 예술작품이 되기위한 라마찬드라 교수의 10가지 보편원리

재갈매기의 부리인식 특화 신경회로, 막대기에 반응
한 얼굴의 특정 부위에만 반응하는 신경세포, 신경세포 과다활성화---
로댕, 헨리 무어 형태에 주목
반 고흐, 모네, 색공간에서의 피크이동에 주목

니코 틴베르겐(Niko Tinbergen)의 재갈매기 연구

꿀꿀 거리고 끙끙대던 유인원 같은 우리의 선조들이 어떻게 모두 셰익스피어처럼 지적인 사람, 혹은 조지 부시처럼 변했을까?
- 월라스, 신
- 촘스키, 좁은 공간에 1000억개의 뉴런 물리학 법칙에 따라
- 핑커, 자연선택의 결과, 의사소통위해 진화
- 라마찬드란, 공감각에서 언어진화,
   말하고 있는 것의 시각적 모양을 육체적으로 흉내낸 것이 말

영어 사용국민들은 r과 l의 발음 쉽게 구별, 다른 언어권에선 거울뉴런 작동안해

자유의지, 뇌의 활동이 0.75초 앞서 일어난다
 자유의지 느낌이 우리를 움직이게 한 원인이 아니라, 우리가 움직일때 따라오는 그림자?

고통을 느끼지만 아파하진 않는 마조히스트

새끼위해 날개 부러진척 하는 새, 배우자 사랑 얻기위해 같은 행동 취하진 못해

감정은 계통발생적으로 원시적인 것으로 간주되지만 이성만큼 복잡하다

자아, 사회적 맥락에서 진화 , 닉 험프리

혀 내밀기 따라하기, 아기는 자기혀를 보지 못하는 데도 정확하게 따라해, 감정이입, 거울 뉴런때문
거울뉴런은 다른 사람 마음을 모델화 따라하기, 자폐아는 감정이입 부족 따라하지 못해,

손으로부터 입, 브로카 영역의 입으로부터 시각적 겉모습과 청각겉질의 소리윤곽, 청각에서 시각. 이들이 함께 작용하면 공감각적 자발효과
손의 영역에서 원래 도구를 사용하기 위해 진화된 것이 지금은 다른 용도로 사용되고, 계층적 끼워넣기 같은 문장 구조적 측면에서 사용되도록 브로카 영역에서 적응 되었을 것


뇌과학, 마음의 비밀을 푸는 21세기의 철학
모든 철학은 이전에 논의되었던 것을 다시 꺼내고 부활시켜 되씹어본 다음 다시 뒤섞는 과정이다/ 라마찬드란

정신질환 치료
뇌의 화학적 불균형, 뇌속 전달 물질과 수용체의 변화 검사후 약물 치료
구속복
프로이트적 접근

히스테리는 심리적 문제가 아니라 뇌구조 이상이다
활성화된 뇌의 특정 영역이 뇌의 특정 기능조정에 관여
자유의지는 뇌가 만들어 낸 환상이다
벤저민 리벳과 한스 코른후버

신경지연현상, 소리지연같은
양자역학에서처럼 인과관계에 대한 우리의 생각을 급진적으로 수정할 필요가 있을 것

고의적으로 거짓말하기, 다른 사람 마음을 모델링하고 반성적 자의식을 가질 수 있는지 실험하는 실험
날개 부러진 척 하는 새, 스스로 그런 일을 하고 있다는 사실을 의식 못해
자의식은 생존율을 향상시키기 위해 자연선택을 통해 진화 했음이 분명. 자의식의 통합과  안정성을 보존하는 능력과 필요시 자의식 자체를 속이는 것도 그속에 포함.
주관적 느낌과 자아,
감각에 대한 메타표현과 운동표현을 만들기 위해 특별한 뇌회로 사용하는 능력은 성숙된 퀄리아와 자의식 모두 진화하는데 매우 중요했을지 모른다. 퀄리아를 경험하는 자의식이 없으면 자유롭게 유동하는 퀄리아를 가지는 것은 불가능하며, 모든 감각이 결여된 채 고립된 자아는 있을 수 없다


▶ 환상사지: 내 팔이 내 팔이 아니야

한 아마추어 운동선수가 오토바이 사고로 한쪽 팔을 잃었다.
본인도 이 사실을 안다.
하지만 환자는 잘려나간 팔이 여전히 팔꿈치 아래에서 움직이는 감각을 생생하게 느낀다.
심지어 그의 ‘환상 팔’은 날아오는 주먹을 막고,
동생의 등을 두드리는 것과 같은, 실제 팔이 무의식적으로 해내는 모든 일을 할 수 있는 것처럼 보였다.

하지만 존재하지 않는 부위에서 존재하는 통증을 어떻게 치유할 수 있단 말인가.
그래서 의사들은 절단 부위의 밑동을 계속 잘라나가거나,
척수로 들어가는 모든 감각 신경을 잘라버리는 ‘무지막지한’ 치료를 행했다.
그러나 대부분 별 효과가 없었다.
거칠게 말하자면, 사실 환상사지는 절단 부위가 아닌 리매핑(remapping)이 발생하는 두뇌에 존재하기 때문이다.
그리고 두뇌가 신체를 인식하는 신체상(body image)은 고정돼 있지 않다.
팔다리 절단 후 48시간 내 신체상의 재구성은 매우 빠르게 일어난다.
그렇다면 두뇌가 환상사지를 잊어버리도록 속인다면 어떨까?
저자 라마찬드란 박사는 환상사지 치료를 위해 가상현실 상자를 고안했다.
상자 속 거울을 이용해 환자의 정상적인 오른팔이 환상 팔,
즉 왼팔로 보이도록 착시를 유도했다. 곧 결과가 나타났다.
이 실험에 임한 환자의 오른편 두정엽에는 상반되는 두 신호가 도착한다.
시각적 피드백은 팔이 다시 움직이고 있다고 말하고, 근육은 팔이 없다고 말한다.
곤경에 빠진 두뇌는 감각적 갈등을 해소하기 위해 ‘아예 팔을 없애버려라. 팔은 존재하지 않는다’고 말한다. 그러면 환상사지도, 통증도 사라진다.
결국 신체란 겉으로는 영속적인 것처럼 보이지만,
실제로는 간단한 속임수로 크게 뒤바뀔 수 있는 임시 구성물에 불과하다는 결론이 나온다.

  
▶ 카프그라 증후군: 내 부모는 가짜예요

서른 살 청년 아서는 교통사고로 거의 3주 동안 의식불명 상태에 있었다. 다행히 깨어난 아서는 과거의 기억을 되찾았고, 말하기와 걷기도 가능해졌다.
하지만 아서는 자신의 부모가 가짜라는 망상에 사로잡혀 있었다.
아서는 부모를 친부모와 똑같이 생긴 사람들이라고 생각한다.
애지중지 자식을 길러온 부모 입장에서는 억장이 무너질 일이다.
아서 같은 카프그라 증후군(Capgras’ syndrome) 환자들은 정신적으로는 멀쩡하나 부모, 자녀, 배우자 등 자기와 가까운 인물을 가짜라고 생각한다.
어떤 환자는 의붓아버지가 로봇이라고 확신하고,
마이크로 칩을 찾기 위해 아버지의 머리를 자른 다음 두개골을 열었다는 끔찍한 사례도 기록으로 남아 있다.
  
저자는 아서의 이상한 행동이 인식과 관련된 영역과, 감정(emotion)과 관련된 영역의 단절 때문에 일어났을 거라고 생각했다.
저자는 아서에게 낯선 사람 열여섯 쌍의 사진을 보여주며 각 쌍의 사진이 동일한 사람의 것인지 물었다. 그러자 아서는 열여섯 쌍 중에서 열네 쌍을 올바로 대답했다.
따라서 아서의 얼굴 인식 경로는 완전히 정상이다.
그런데 인식과 감정을 주관하는 두 영역의 연결이 선택적으로 손상됐다면,
부모의 얼굴은 알아봐도 아무런 감정도 경험하지 못한다.
사랑하는 어머니의 얼굴을 보아도 ‘온기’를 느끼지 못한다.
그 결과 아서는 〃만약 이 사람이 내 어머니라면 도대체 무엇 때문에 어머니와 함께 있다는 느낌이 없는가?〃란 의문을 제기하며, 이 딜레마의 탈출구로 이 여인이 단지 어머니를 닮았을 뿐이라고 가정해 버린다.
  
아서는 결국 자아 분리까지 이른다.
하루는 아서가 어머니를 보면서 〃진짜 아서가 돌아오더라도, 여전히 나를 친구로 대하고 사랑할 거라고 약속해줄 거죠?〃라고 묻는다.
아서는 자신을 이전의 아서와 다른 사람으로 간주하며, ‘진짜 나’가 무엇인지 혼란스러워한다.
차라리 부모만 가짜로 생각했던 시절이 아서에게는 더 행복한 시기였을지도 모른다.
불행한 아서에게 〃만일 우리 존재와 관련해 의심할 수 없는 것이 있다면, 그것은 ‘내’가 단일한 인간으로 존재하는 사실〃이라고 주장하는 철학자들은 무슨 말을 해 줄 수 있을까.

  
▶ 찰스 보넷 증후군: 맹인의 눈 앞에서 피어나는 현란한 이미지

만화가 제임스 더버는 여섯 살 때 형이 실수로 쏜 장난감 화살에 오른쪽 눈을 찔렸다. 왼쪽 시력도 점차 악화돼 30세가 되었을 때는 완전히 눈이 멀었다. 하지만 더버의 시력 상실은 장애가 되기는커녕 오히려 그의 상상력을 자극했다. 더버가 발표한 기발한 만화는 많은 사람들의 사랑을 받았다. 더버는 여러 환상적인 이미지 목격을 증언하며 〃이 숭고한 빛의 배열 혹은 신의 은총에 버금가는 그 어떤 빛의 장관도 인간은 만들지 못했다〃고 진술한다.


찰스 보넷 증후군은 경미한 혹은 심각한 시각 장애를 겪는 사람들이 생생한 시각적 환각을 경험하는 현상이다. 녹내장, 백내장, 당뇨망막변증을 앓고 있는 수백만 사람들에게 나타나는 비교적 흔한 증후군이다. 유령이나 UFO, 천사를 실제로 목격했다고 주장하는 사람들도 이 증후군을 앓고 있을 확률이 높다.


두뇌는 공백 채워넣기의 귀재다. 꿩의 꽁지만 봐도 우리는 꿩의 몸통까지 떠올릴 수 있지 않은가. 채워넣음에는 상상력을 발휘해 이미지를 구성하는 ‘개념적 채워넣음’과 본 것을 입력하는 ‘지각적 채워넣음’이 있다. 찰스 보넷 증후군은 지각적 채워넣음이 아닌 개념적 채워넣음에 의존한다. 이 증후군을 겪는 사람들은 이미지를 외부가 아닌 기억으로 구성한다. 시각적 자극을 받지 못하면 두뇌는 제멋대로 실재를 만들어낸다. 두뇌의 부지런한 이미지 창조를 가로막을 수 있는 어떤 제한도 없다.

라마찬드란은 “두뇌가 납득하면 치료할 수 있다”고 말한다. 두뇌 입장에서 보면 인간의 이상 행동 하나하나가 이해된다는 것. 두뇌로 설명하다 보면 끝이 없다. 한편으로 살인자도 자신의 범죄동기가 ‘두뇌의 결함 때문’이라고 무죄를 주장할 수 있다. 과연 법정에서 받아들일지는 알 수 없지만 이것은 두뇌 입장에서 보면 전혀 허무맹랑한 이야기가 아니다.

*무시증후군
고혈압을 가진 67세 여자 환자가 갑자기 발생한 왼쪽 팔다리의 마비로 병원을 방문했다. 진단결과 오른쪽 뇌혈관이 막힌 뇌경색이었다.
환자는 마비된 왼쪽 팔다리를 무시하는 증상을 보였다. 자신의 왼쪽 팔다리의 마비를 인정하지 않았다.
환자에게 "왼쪽에 힘이 없으세요"라고 물으면 "아무 이상이 없어요"라고 대답했다. 또 마비된 손을 보여주고 "누구의 손이냐"고 물으면 "내 것이 아니다"라고 답했다. 꽃과 시계를 앞에 놓고 그림을 그리게 했을 때 왼쪽 반을 무시하고 오른쪽 반만 그렸고,책을 읽을 때도 오른쪽 페이지만 읽었다. 이런 현상들을 '무시증후군'이라고 한다.
시공간 능력이란 '인간이 눈으로 보면서 공간에서 행동하는 능력'을 말한다. 시공간 능력에 장애가 생길 경우 지리에 대한 위치감각을 상실하는 증상을 보인다. 이 문제는 언어와 분석에 관여하는 왼쪽 뇌보다는,전체적인 인식과 주의집중을 담당하는 오른쪽 뇌와 관계가 있다.
따라서 오른쪽 뇌가 손상되면,왼쪽 팔다리에 마비가 오면서 그 부위에 대한 인식이 떨어져 자신의 장애를 인식하지 못하거나 다른 사람의 것으로 착각하게 된다. 주로 오른쪽 뇌의 뇌경색이나 출혈이 있을 때,무시증후군이 잘 나타난다. 이런 무시증후군은 환자가 장애를 부정하거나 다른 사람의 것으로 착각함으로써 재활치료를 어렵게 하는 요인으로 작용한다


고통
급성통증, 피하도록 학습하는 방향으로 진화
만성통증, 마비시키는 방향으로 진화. 완전히 회복하려면 추가부상 막기위해 휴식취하라는 명령

라마찬드라는 웃음은
모든 농담의 공통요소는 급소를 찌르는 말이나 구절처럼 이전 사실들에 대한 완전한 재해석을 수반하는 어떤 기대하지 못한 비틀기를 통해 예상을 바꾸고, 그것이 사소하고 하찮은 것일 때 웃음 '그것은 잘못된 정보다'라는 것을 알려주는 자연의 방식. '친족에게 이같은 상황에 귀중한 자원을 낭비하지 말라, 그것은 잘못된 정보다'라는 사실을 알리기 위해 진화 했다.

통증에 웃는 사람. 잠재 위험에 대한 신호를 보내지만, 확인신호 전달받지 못해 '잘못된 신호'라고 결론, 웃음유발

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