EBS 위대한 수업(공포의 뇌과학)제1강~5강 요약정리

 

 

위대한 수업 열 번째 강연 '공포의 뇌과학'

 

 

뉴욕대학교 신경과학과 교수 조지프 르두

밴드 아미그달로이드 보컬

저서<불안> 윌리엄 제임스 북 어워드 수상(2014)

미국 철학회 Karl Spencer Lashley 상 수상(2011)

Fyssen International 인지과학상 수상(2005)

 

 

제1강 감정을 연구하는 과학자

 

■ 뇌의 공포와 불안

 

   - 좌뇌는 언어를 포함한 다양한 활동 담당, 우뇌는 언어를 뺀 다양한 활동 담당(분석, 자극 감지, 행동 조절 등)

 

     · 고전 분리 뇌 실험 : 좌뇌가 관장하는 오른쪽 시야에 사과를 보여주고 질문 / 사과를 봤다고 대답

                                우뇌가 관장하는 왼쪽 시야에 사과를 보여주고 질문 / 사과를 못 봤다고 대답

                                  → 분리 뇌 환자의 우뇌가 본 정보가 좌뇌로 전해질 수 없어 대답을 못함

 

   - 가자니가와 르두의 분리 뇌 실험 : 우뇌에는 눈 쌓인 풍경을 좌뇌에는 닭발을 보여준다

                                               좌뇌는 물건의 이름은 말 못 해도 고른 이유는 설명 가능

                                                 → 행동을 설명하기 위해 이유를 잘 모르면서 이야기를 지어내는 것

 

   - 감정 시스템 : 우리 주변에서 벌어지는 일에 대한 여러 가지 반응을 만들고 이야기를 지어냄

 

   - 1978년 당시 인간의 뇌로 감정을 연구할 수 있는 기술이 없었던 때 쥐를 연구하기로 함

     르두의 가정 : 정서적 행동은 인간과 쥐에게서 모두 보존된다

 

♣ 마이클 가자니가 : 인지신경과학 분야를 개척한 뇌신경과학자

♣ 뇌량 : 인간의 좌우 대뇌 사이에서 이 둘을 연결하는 신경 섬유의 다발, 약 2억 개 이상의 신경 섬유(축삭)가 있음

            뇌량 속 신경세포가 좌뇌와 우뇌를 연결

♣ 인지 운동(The Cognitive Movement) : 20세기 중후반을 주도하던 인간의 마음을 컴퓨터처럼 이해하려는경항 

                                                  당시 심리학의 방향에 영향을 줌

 

 

 

 

제2강 공포로 가는 길

 

    - 코넬 의과대학 로널드 리스의 연구 : 고혈압과 긴장이 뇌에 의해 조절될지도 모른다는 이론에 관심을 가짐

                                                     뇌가 혈압을 조절하는 메커니즘을 연구 중이던 리스 교수

                                                     쥐의 혈압을 측정해서 기록하는 일을 하게 된 르두

                                                     쥐의 혈압을 재면서 정서적 행동 연구 방법을 고민

                                                     공포조건형성 실험 후 소리만 나도 혈압, 심장박동수가 증가한다는 사실 발견

                                                        → 자극에 대한 공포 때문에 쥐가 행동적, 생리적 반응을 한다

 

    - 뇌의 정보 흐름 : 한쪽 뇌로 들어온 정보가 반대쪽 뇌로 가서 신체 반응 조절

                            분리 뇌 환자의 경우 양쪽 뇌가 분리되면 정보 흐름이 끊김

 

    - 르두의 가설 : 뇌는 감각 기관에서 얻은 정보를 전달해 행동을 통제

                        뇌에서 감각 정보가 이동하는 경로를 추적

                        (1970년 원시 동물의 신경계로 정보 추적 연구를 한 에릭 캔들의 방식)

                        1990년 신기술을 이용해 포유류 뇌 속 정보 흐름 연구 시도

 

    - 실험 : 경로추적 실험(자극 정보의 이동 경록 추적)

               뇌 손상 실험(공포 학습에 꼭 필요한 뇌 부위를 선별)

               신경생리학 실험(공포학습과 관련 부위에서 신경 활동을 측정) 

      · 소리-전기충격 연관성을 학습하려면 두 가지 자극 정보가 뇌 속에서 연결돼야 함

      · 소리 정보는 뇌 속 어떤 경로를 통해 근육, 혈관, 심장으로 전달된다

    ★ 편도체 : 측두엽 안쪽에 위치. 환경에 맞게 적절한 반응을 일으키는 데 중요한 부위

                   전기 충격과 소리를 연관 짓는 학습에서 중요한 역할

 

    ♣ 공포 조건형성 실험 : 쥐가 중성적 자극인 소리를 전기 쇼크처럼 무서운 자극과 연결 짓도록 학습시킨 뒤

                                    나중에는 소리만 들어도 무서워서 얼어붙는 반응이 유발되게 하는 실험 

    ♣ 에릭 캔들(Eric Kandel) : 2000년 노벨 생리학·의학상 수상

    ♣ 경로 추적(Tract Tracing/Parthway Tracing) : 뇌 속에서 정보가 전달되는 경로를 추적하는 실험

    ♣ 손상 실험 : 뇌의 특정 부분에 손상을 입혀서 특정 행동과의 연관성을 알아보는 실험

                       쥐의 특정 행동과 연관 있다고 추정되는 뇌 부분에 전류를 흘려 손상을 입힌다

    ♣ 신경생리학 실험 : 특정 뇌 영역의 신경세포 활동을 측정하면서 그 부분이 어떻게 행동에 관여하는지 알아봄

 

Q. . 소리와 전기 충격이 합쳐질 때 편도체에서 학습이 일어나는 메커니즘은?

    무척추동물은 단순해서 메커니즘 연구가 비교적 쉬운 편, 포유류의 학습 연구는 한층 더 복잡

    무척추 동물이 가진 학습 관련 분자가 쥐에서도 학습에 관여하는 걸 발견 

 

Q . 학습은 어떻게 일어나는가?

    과거에는 자극이 청각 피질을 거쳐 편도체로 전달돼야만 반응이 나타난다고 생각

    그러나, 시상에서 편도체로 바로 가도 반응(행동, 혈압, 심장 박동)이 나타난다

      → 청각 사상 편도체 직접 연결되어 있어 더 빠르게 반응 유발             

    · 빠른 경로 : 감각 정보가 피질을 거치지 않고 바로 편도체로 이동_무의식 반응

    · 느린 경로 :  시상-피질-편도체로 이동_의식적 행동

 

Q . 증거?

    · 1990년대 후반부터 사람 뇌의 활동을 측정하는 게 가능해짐

     - fMRI(기능적 자기 공명 영상) Functional magnetic Resonanc Imaging

       : 혈류의 변화를 감지해 뇌 활동을 측정하는 촬영 기법 

 

Q . 예를 들어 뱀을 봤을 때 눈-뇌-시각 시상-편도체(빠른 경로) 편도체의 신경 활동 관찰하면?

     시각 정보가 피질을 거치지 않고 시상에서 편도체로 바로 가는 걸 확인  

     위협에 대한 반응은 피질을 거치지 않고도 일어날 수 있다

     

■ 잠재의식 자극실험으로 암묵적 공포와 외현적 공포의 구분이 가능해짐

 

   - 암묵적 공포 : 정보가 시상-편도체로 바로 가는 빠른 경로, 자극에 대한 무의식적 반응

                       행동적, 생리학적 반응을 만듦

   - 외현적 공포 : 정보가 시상-피질-편도체로 가는 느린 경로, 의식적 공포 감정과 경험을 만듦

                       느리지만 복잡한 정보 처리 가능

 

 

    ♣ 잠재의식 자극 실험 : 시각 정보가 시각 회로를 모두 통과하지 못하도록 자극을 아주 짧은 시간 동안 제시    

                                   눈-시각 시상-시각피질(정보를 의식하려면 반드시 통과해야 함)-편도체

                                   자극이 너무 빠르게 가해지면 정보가 시각 피질을 통과하지 못함

                                    ☞ 시각 시상에서 편도체로 바로 전달하는 건 가능

                                    ☞ 자극을 인식하거나 말하지 못해도 무의식적으로 반응할 수 있다

 

 

 

 

제3강 편도체의 진실

 

■ 편도체의 등장

   

    - 1980~90년대 초 편도체가 잘 알려지지 않았던 시대

    - 90년대 초 다니엘 골먼(심리학자, 작가)으로 인해 대중에게 알려짐 

      · 감정의 이론적 지름길 : 뇌가 반응의 원일을 알아채기 전에 반응이 일어날 수 있다

      · 편도체 장악 : 편도체가 반응을 장악해서 실제 자극과 맞지 않는 지나친 감정적 반응을 보이는 현상

    - 글과 강의를 통해 대중에게 편도체를 소개하기 시작한 르두

      · 느끼는 뇌(1996)를 출간

 

■ 편도체에 대한 인식

   

    - 공포의 중추로 인식 : 밈으로 등장, 만화 캐릭터, 변호 수단 → 문화적 현상이 됨  

                                 아미그달로인드 밴드 결성 - 문화적 밈보다 과학적 사실을 표현하려는 노력

 

    - 편도체가 공포의 중추가 아닌 이유

     · 공포를 느끼지만 신체 반응은 나타나지 않을 수 있다

     · 공포를 못 느끼지만 신체 반응은 나타날 수 있다

     · 편도체가 손상돼도 공포를 느낄 수 있다

        → 공포가 편도체의 결과라면 신체 반응과 감정이 일치해야 함

    · 오해가 생긴 이유 : 공포 반응의 모든 근원이 공포 감정이라고 배웠기 때문

      ☞ 편도체는 암묵적 공포의 중추인데 모든 공포의 중추라고 오해

 

   - 공포, 분노, 사랑 → 정신 상태를 묘사할 때 쓰는 단어

 

   - 행동적, 생리학적 반응을 묘사할 땐 다른 단어를 사용하자

 

  ★ 편도체는 위험을 감지하고 방어 반응을 만드는 곳 - 암묵적 방어 생존 회로

 

■ 공포 감정과 편도체

 

- 시각 피질에서 전전두엽 피질로 이동하면 의식적 공포 감정이 만들어짐

 

- 작업기억 : 의식적인 기억이 만들어지는 곳

                (사과에 대한 모든 기억을 합쳐 다음에 사과를 알아볼 수 있는 능력을 만듦)

  · 감정 스키마 : 한 사람이 살면서 경험한 감정에 대한 기억 묶음

                     (감정, 두려움, 위험, 위험에 대한 반응 등)

  · 자아 스키마 : 생각의 주체인 자기 자신에 대한 기억 묶음

                     (능력, 약점, 사회적 역할, 심리적 특성, 주변 사람에 대한 느낌 등)

  · 경험을 이야기하면서 그 경험을 이해하게 된다 

    이야기하는 것 : 의식적 감정의 필수 요소, 이야기에 따라 감정이 변하기도 함

 

- 감정에 중요한 또 다른 요소 : 문화 

  · 만국 공통은 위험, 위험을 공포 경험으로 바꾸는 것은 자아&문화 스키마

  · 공포 경험은 편도체가 아니라 인지 과정에서 생기는 것

 

 

 

제4강 공포와 불안

 

 

■ 공포와 불안

 

   - 프로이트가 말하는 공포(Furcht) : 지금 여기에 존재하는 위험

                              불안(Angst) : 현존하는 대상 없이도 느껴지는 걱정, 두려움

   - 쇠렌 키르케고르(덴마크 철학가, 신학가) : 불안은 성공한 삶의 필수 요소, 선택의 자유에 대한 대가

   - 르두 : 불안함은 우리가 전전두엽 피질(의사 결정, 미래 예측)을 가지는 대가

   - 에밀리 디킨슨(미국 시인) : 두려워하는 동안, 그것이 다가왔다 그러나 두려움은 줄었다

                                      그것이 여기에 있다는 것을 아는 것보다 곧 닥쳐올 것이라는 사실을 아는 것이 더 괴롭다  

   - 공포-불안 공통점 : 신체적, 심리적 안정에 위협

                   차이점 : 지금 여기에 한시적으로 존재(공포), 예측되며 지속적으로 존재(불안)

   - 불안의 시대(1949) : 위스턴 휴 오든의 시, 가장 많이 인용됐지만 가장 적게 읽힌 시(어렵고 복잡)

                             1940~50년대 사람들은 이 시의 영향을 많이 받음

   - 분계선조 침대핵은 불안한 감정의 근원이 아닌 불안에 대한 반응을 만드는 곳

 

   ♣ 분계선조 침대핵(BNST) : 불안의 중추로 알려진 뇌의 한 부분으로 확장 편도체라 불리기도 함

 

   - 공포감 & 불안감이 늘 신체적 반응을 일으키진 않음

 

   - 반응과 감정은 다른 회로에서 나오는 별개의 결과물

     (행동적·생리적 반응을 일으키는 피질 하부 회로와 의식적 감정을 일으키는 피질하부 회로로부터 나옮) 

  

   - 감정과 행동이 완전히 독립적인 것은 아님 다만, 공포 감정이 항상 반응을 동반하는 건 아님 

 

■ 일반적 · 병리학적 공포와 불안

 

    - 불안은 일반적이고 평범한 감정, 모두 불안을 느끼지만 다 불안 장애는 아님

 

    ♣ 불안장애 : 불안이 나타나는 빈도와 강도가 너무 심해서 일상생활이 지장을 주는 상태

    ♣ 범불안장애 : 일상생활의 다양한 주제에 대해 통제하기 힘든 비합리적 걱정을 하는 장애

    ♣ 공황장애 : 갑자기 엄습하는 강렬한 불안. 즉 공황 발작이 반복되는 장애

                      심계항진증(심장 박동이 불쾌하게 느껴지는 증상)이 올 수도 있음  

    ♣ 공포증 : 특정한 대상이나 상황을 지나치게 두려워하고 피하려는 불안장애의 일종

    ♣ 사회 불안 장애 : 사회적 관계나 사회적 상황에서 지속적인 공포나 불안을 경험하는 질환

    ♣ 광장 공포증 : 열린 공간, 공공장소에서 혼자 있는 것을 두려워하는 질환

    ♣ 외상 후 스트레스 장애(PTSD) : 전쟁, 고문 등 심각한 사건을 경험 후 머릿속에서 재경험하며

                                              극심한 공포를 느끼는 질환

    ♣ 강박장애(OCD) : 강박적인 사고와 행동을 원하지 않게 계속하게 되는 병리적 상태

    ♣ 편집증 : 체계적이고 지속적으로 특정한 망상을 계속하는 병리적 상태

    

 

■ 공포증, 불안장애의 치료법

 

    - 심리치료

    ♣ 인지행동치료(CBT) : 왜곡된 인지를 바로 잡아 행동과 신념을 변화시키는 방법

 

    - 약물 치료

      · 항 불안제, 불안 완화제, 항 우울제 등. 전체 환자의 3/4 정도만 약물치료 효과를 봤으나 완벽한 방법은 아님 

      · 공포 조건 형성, 개방 광장, 높은 십자형 미로와 같은 상황에서 쥐에게 약을 줬을 때 공포 or 불안 행동을 멈추면

        약물 효과로 불안을 덜 느낀다고 추측 → 쥐의 감정은 알 수가 없음

        쥐의 행동 변화는 불안을 덜 느낀다는 뜻이 아닐 수 있음

          → 피질 하부 영역이 공포와 불안한 감정의 근원이 아니기 때문

      · 공포와 불안 같은 감정은 동물 연구로 알 수 없음 : 행동적, 생리적 반응뿐

      · 약으로 행동적, 생리적 반응을 길들이는 건 유용할 수 있음 : 진정한 치료 방법은 아님

 

    - 공포 & 불안을 치료하려면 주관적 경험을 바꿔야 한다

      · 편도체 길들이기 : 두려워하는 대상을 잠재의식 자극으로 보여주면 편도체 반응을 바꿀 수 있다

 

    ♣ 잠재의식 자극 : 인식하지 못할 정도로 빠르게 자극을 가하는 것

 

    - 두 가지 생존 회로 : 행동적, 생리적 반응을 제어하는 피질 하부 회로(빠른 경로)

                                의식적, 경험을 제어하는 피질 회로(느린 경로)

      → 두 회로의 차이를 알아야 효과적인 공포 & 불안 장애 치료가 가능할 것

 

                           

제5강 감정의 진화론

 

■ 위협에 대한 반응의 진화적 역사

 

   - 랄프 왈도 에머슨(미국 시인) : 삶이 생기자마자 그곳에 위험이 있었다

 

   - 위험의 역사 40억 년 전까지 거슬러 올라감

    · 빅뱅(137억 년 전), 태양계 형성(46억 년 전), 지구 형성(45억 년 전),

      지구의 냉각(42억 년 전), 생명의 시작(37억 년 전)

    ♠ 생명이란? 화학반응 또는 화학반응의 집합, 모든 화학 물질은 빅뱅으로부터 나온 우주 먼지

                     원소주기율표의 원소들은 지구에 떨어진 빅뱅의 결과물

    ♠ 지구의 시작점 : 단순한 물리적, 화학적 반응만 존재 → 서로 다른 화학 물질이 합쳐지는 현상 발생

    ♠ 생명의 시작 : 복잡한 화학반응을 거쳐 RNA와 DNA 발생

        첫 번째 세포 : 막으로 둘러싸여 있고 RNA 또는 DNA 가져서 스스로 복제 가능

        모든 생명체의 공통 조상 : 루카(LUCA) Lost Universal Common Ancestor

 

   - 무척추동물과 포유류가 공통 조상에게 같은 분자를 물려받음 

     · 6억 3천만 년 전 공통 조상에게서 나온 한 갈래 : 편형동물

     · 파리, 벌레, 달팽이 등 : 무척추동물

     · 어류, 양서류, 파충류, 조류, 포유류 : 척추동물

 

   - 공통 조상으로부터 기억 시스템이 형성돼 이어 내려온 것

     · 원생동물 : 신경계도 없는 하나의 세포, 학습을 통해 영양소에 접근하고 해로운 걸 피함 

     · 우리는 심리가 행동을 만든다고 생각하지만 꼭 감정 때문에 행동하는 것은 아님

        → 많은 행동은 정신과 아무 관련 없음 

     · 행동 : 유기체가 가진 생존 도구의 일부

     · 루카의 첫 번째 후손 박테리아의 생존 전략 

      ① 위험 감지 ② 영양 섭취 ③ 체액과 전해질 균형 맞추기 ④ 체온 조절 ⑤ 번식

     · 인간의 생존 전략 

      ① 위험 감지 ② 영양 섭취 ③ 체액과 이온의 균형 맞추기 ④ 체온 조절 ⑤ 번식

        → 단순한 세포나 복잡한 세포 생존 전략은 비슷

     · 환경이 변하면 새로운 환경에 맞는 새로운 종이 생길 수 있다

       → 유기체가 위험을 감지하고 반응하는 방식은 어떤 신체를 가지느냐에 달려 있음

           같은 포유류지만 다른 몸, 다른 생존 방식을 가짐, 그러나 생존 전략은 동일함

 

    - 인간이 자신의 감정을 다른 유기체에 투사하는 것이 문제

      · 위험을 감지할 때 공포, 에너지가 부족할 때 느끼는 배고픔, 체액의 균형이 깨질 때 느끼는 목마름

        체온 유지가 안 될 때 느끼는 추움 or 더움, 번식 과정에서 느끼는 성적 쾌감 

          → 인간이 느끼는 정서

      · 니콜라스 틴베르헌(동물행동학의 아버지) :  다른 종의 정신 상태에 대한 건 다 추측일 뿐이다

 

    - 심적 상태에 대해 제대로 알 수 있는 방법은 자기 성찰뿐. 인간의 경험을 다른 동물에게 투영할 수 없다

 

    - 동물의 행동에 근거한 약물 개발은 행동과 심리를 동일시하는 실수

      · 인간의 심리와 행동은 별도로 통제됨

      · 동물 연구로 알 수 있는 건 행동적, 생리학적 반응뿐

 

    - 감정 : 인간이 가지는 의식적 경험 중 가장 중요하지만 가장 연구가 덜 된 분야

      · 인간의 감정 : 문학, 예술, 의학, 음악처럼 인류의 위대한 성취

                          동시에 가장 끔찍한 특징의 원인(탐욕, 질투, 우월주의, 지나친 자기애)

 

    Q . 공룡이 멸종한 이유?

         지나치게 큰 에너지 요구량

    Q . 지금 지구에서 가장 많은 에너지를 요구하는 종은?

         인간

    Q . 기후가 변할 때 살아남기 어려운 유기체는?

         예전 기후에서 만들어진 에너지를 가장 많이 필요로 하는 유기체

 

★ 누가 살아남느냐는 오늘 날 우리의 결정에 달려 있다. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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위대한 수업

 

 

70원의 기적 EBS에서 전 세계 최고의 지성을 한 자리에 만날 수 있는 프로그램을 기획했다.

 

방송시간 EBS1TV 월~금 23:35~23:55                        EBS2TV 월~금 22:00~22:20(재방)

                        토     09:30~11:00(종합)                            토      22:15~23:45(종합)

                        월~금 15:05~15:25(재방)