많은 사람들 앞에서 연설하기도 전에, 여러분의 손바닥은 땀을 흘리기 시작하고, 심장은 뛰고, 어깨는 긴장할 수 있습니다.
왜 이런 일이 일어나는지, 그리고 감정과 마찬가지로 정신 상태가 사건을 예상하면서 신체에 어떻게 영향을 미치는지에 대해서는 거의 알려져 있지 않습니다. 하지만, 오늘(4월 19일) 네이처에 발표된 새로운 연구에 따르면, 이제 연구원들은 이전에 발견되지 않은 뇌 네트워크가 이러한 마음과 몸의 연결 뒤에 있을 수도 있다는 것을 확인했습니다.
새로 발견된 네트워크는 뇌의 운동 피질과 인지 영역을 모두 포함하며, 운동 피질이 움직임을 생산하는 데만 관여한다는 오랜 관점을 뒤집습니다.
"이번 연구는 매우 흥미롭고 흥미롭습니다," 라고 이번 연구에 참여하지 않은 프린스턴 대학의 신경과학자 마이클 그라지아노가 말합니다.
인지, 감정 등에서 소뇌의 기능
주요 운동 피질은 관자놀이 근처의 전두엽 뒤쪽에 위치합니다. 지배적인 패러다임은 운동 피질이 단순하다고 말합니다. 움직임의 계획, 인지, 그리고 의식적인 시작은 뇌의 다른 곳에서 일어납니다; 운동 피질은 단지 이러한 신호를 받고 그것들을 근육으로 직접 전달합니다.
운동 피질은 피질 호문쿨루스라고 불리는 인체의 왜곡된 표현과 관련이 있는 방식으로 구성되어 있습니다. 피질의 더 많은 부분이 미세한 운동 제어가 가능한 신체의 부분에 집중되어 있습니다. 이 지도는 질서정연하게 정리되어 있습니다: 피질의 위쪽은 발가락을 통제하고, 아래쪽은 귀 근처에서 머리를 통제합니다. 연구의 공동 저자인 에반 고든은 호문쿨루스가 피질 신경 과학에서 가장 확고한 생각 중 하나라고 설명합니다. "이것은 대학원에서 가장 먼저 배우는 것 중 하나입니다."라고 그는 말합니다.
"이 지도는 1870년까지 거슬러 올라갑니다."라고 10년 이상 운동 피질을 연구한 그라지아노가 말합니다. "우리는 이 모터맵의 발견으로부터 150년이 지났습니다. 그리고 그것은 매우 전통적이고 내장되어 있습니다."
"그것은 또한 사실이 아닙니다." 고든과 니코 도센바흐, 둘 다 워싱턴 의과대학의 신경과학자들입니다. 루이스, 새로운 뇌 네트워크를 발견하거나 피질 호문쿨루스의 아이디어에 도전하기 위해 착수한 것이 아닙니다. Gordon은 정밀 fMRI라고 불리는 방법을 사용하여 뇌를 연구하는데, 이 방법은 이름이 암시하듯이, 궁극적으로 극도로 정밀한 판독치에 도달하기 위해 같은 사람의 뇌를 반복해서 스캔하는 것을 포함합니다. Gordon은 fMRI 연구에서 흔히 볼 수 있는 것처럼 여러 사람의 평균을 내는 대신 한 사람의 많은 데이터를 평균화함으로써 이 기술이 "데이터에서 노이즈를 빼냅니다."라고 말합니다. 고든은 최근에야 신체 지도를 쉽게 찾을 수 있을 것으로 기대하면서 운동 피질에 관심을 돌렸습니다.
호문쿨루스를 찾기 위해 고든과 도센바흐는 참가자 7명의 뇌를 스캔했는데, 참가자들이 휴식을 취하고 있거나 윙크를 하거나 무릎을 구부리는 등의 동작을 수행하는 동안이었습니다.
참가자들을 스캔하면서, 연구원들은 같은 이상한 결과를 계속해서 보기 시작했습니다. "우리는 이 세 개의 다른 영역이 하나의 반구 내에서 서로 매우 강하게 연결되어 있는 일차 운동 피질에서 계속해서 관찰되었습니다."라고 Gordon은 설명합니다. "솔직히, 우리는 한동안 그것을 무시했습니다."
하지만 그들은 계속해서 이상한 지역들을 보았습니다. 그리고 마침내, 그들은 그 현상을 조사하기로 결정했습니다. "이런 종류의 실험을 할 때 전통적인 관점에서 이해가 되지 않는 것들을 보고 그것이 단지 소음이라고 가정하는 것은 정말 쉽습니다,"라고 Graziano는 말합니다.
참가자들이 신체의 한 부분만 움직일 때 운동 피질의 일부 영역이 활성화되는 반면, 이 이상한 피질 영역들은 여러 신체 부위의 조정된 움직임에 반응하여 동시에 발화됩니다. 이것은 호문쿨루스의 개념에서 벗어나서입니다.
연구팀은 계속해서 인간 커넥톰 프로젝트, 청소년 뇌 인지 발달 연구 및 영국 바이오뱅크의 50,000명의 데이터가 포함된 공개적으로 사용 가능한 3개의 대규모 fMRI 데이터 세트를 분석했습니다. 모든 데이터 세트는 동일한 것을 보여주었습니다. 운동 피질에서 서로 연결된 세 개의 영역이 하나의 신체 부위에만 매핑되지 않았습니다.
이 데이터로부터, 연구원들은 협력적인 활동을 하는 뇌 영역을 찾기 위해 연결성 정보를 추출했는데, 이는 그 영역이 동일한 네트워크의 일부임을 나타낼 수 있습니다. 그들은 행동, 목표, 각성, 그리고 고통과 연결되어 있는 뇌 영역인 잉글로-오큘러 네트워크 (CON)와 연결된 주요 운동 피질의 세 부분을 발견했습니다. "우리는 이 네트워크가 당신의 높은 수준의 계획을 수행하기 때문에 두뇌에서 가장 똑똑한 네트워크 중 하나라고 생각해 왔습니다."라고 Gordon은 설명합니다. 그 네트워크는 또한 뇌의 다른 운동과 감각 영역을 포함했습니다. 전반적으로, 그들은 이 네트워크를 목표, 생리학, 그리고 신체 움직임을 연결한다고 가정하면서, 신체 인식 행동 네트워크 또는 SCAN이라고 불렀습니다.
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