경북대학교, 인지 통제에 관여하는 ‘대뇌피질’의 기능적 다양성 규명

사진은 경북대학교 심리학과 이경면 박사과정생. [사진=경북대학교 제공]

경북대 심리학과 박사과정생인 이경면(제1저자) 씨가 기능적 자기공명영상(fMRI) 연구를 통해 목표지향적 행동에 관여하는 여러 대뇌피질 영역들이 명확히 구분되는 기능을 하고 있음을 규명했다. 이러한 발견은 인간의 목표지향적 행동에 관련된 뇌 기제를 더 구체적으로 밝히는데 큰 도움을 줄 것으로 기대된다.

이번 연구 결과는 신경과학 분야 국제학술지인 뉴로사이언스 레터스(Neuroscience Letters)’ 7월 13일자에 게재됐다.

대뇌의 겉 부분인 ‘대뇌피질’은 목표지향적 행동에 필요한 다양한 인지기능을 담당한다. 하지만 피질의 세부 영역들이 인지과정에서 구체적으로 어떠한 역할을 하는가에 대해서는 아직 명확하게 밝혀지지 않고 있다. 이를 규명하기 위해서는 각 인지기능과 관련된 뇌 영역의 활동을 독립적으로 관찰하는 것이 필요하다.

이경면 박사과정생은 대뇌피질의 기능적 다양성을 확인하기 위해 목표 방향이 아닌 다른 곳으로 주의를 이끄는 외부 간섭이 있을 때, 참가자들이 원래의 목표 방향을 선택하는데 필요한 여러 인지 통제 기능을 구분하여 측정할 수 있는 실험을 고안하고, 다양한 대뇌피질 영역의 활동을 기능적 자기공명영상(fMRI)을 이용해 기록했다.

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그 결과, 기존에 알려진 여러 피질 영역들이 세부 통제 기능에 따라 서로 다른 방식으로 관여하고 있음을 확인했다. 구체적으로, 주의자원을 활용해 목표 방향에 대한 간섭을 조절하는 ‘공간주의 조절’에 우측 하두정소엽(right inferior parietal lobule)이 관여하고, 운동 반응의 ‘억제’에 양측 하전두회(bilateral inferior frontal gyrus)가 관련되며, 주의자원의 ‘할당’에는 좌측 하두정소엽(left inferior parietal lobule)이 각각 독립적으로 관여하는 것을 확인했다.

예를 들면, 운전 상황에서 자신이 가야 할 방향과 표지판 방향이 서로 일치하지 않은 경우, 우리는 더 많은 인지자원을 할당하고, 공간주의를 조절하며, 동시에 표지판 방향으로 향하는 운동 반응을 억제해야 원래의 목표대로 행동할 수 있는데, 이러한 과정에 여러 대뇌피질 영역들이 독립적으로 관여하고 있음을 실험을 통해 규명한 것이다.

이번 연구 결과는 이전 연구들에서 구체적으로 밝히지 못했던 세부적인 통제 기능에 관련된 대뇌피질의 영역을 그 기능에 따라 독립적인 영역으로 분리할 수 있음을 규명했다는 점에서 의미가 있다.

지도교수인 김초복 교수(경북대 심리학과)는 “그동안 관련 연구들이 인지 통제에 관련된 뇌 활성화에 대해 다양한 해석을 해왔는데, 이번 연구는 관련된 뇌 영역들의 기능적 해석을 구체적으로 제공한다는 점에서 시사하는 바가 크다.”라고 밝혔다.