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뇌 과학

동물은 감각에서 운동이 출력, 인간은 기억에서 행동을 하게 된다.

by 착한부자 Jun 2022. 9. 22.

 

동물은 감각에서 운동이 출력되지만, 인간은 기억에서 행동이 나온다.

감각자극으로 촉발된 지각 과정은 행동을 유발하고, 생존에 중요한 지각결과는 기억으로 저장되어, 나중에 유사한 상황에서 행동선택의 근거가 된다. 

환경자극의 일부가 감각기관을 통해 신체로 입력되고, 신체표면, 근육, 관절, 내부장기에서 감각 입력에 대한 운동반응이 생성되고, 중추신경계에서 감각입력이 기억으로 전환되어 꿈과 생각에 지속적으로 반영된다.

뇌과학자 로돌프 R.이나스(Rodolfo R. Linas)에 따르면, 물리적 세계에 대한 제한된 에너지 입력으로 뇌와 신체가 생성하는 반응인 운동과 꿈 그리고 생각은 사전에 형성된 '과잉 생산체계'이다. 

꿈, 생각, 운동은 대뇌연합피질에 저장된 기억들간의 활성화된 상호연결의 결과물이며, 기억에 의해 미리 과잉생성되며, 감각입력의 촉발로 한 동작, 한 생각으로 선택된다. 

기억의 연결회로는 관련된 신경세포 집단들 사이의 동시 흥분 상태의 회로망을 생성하는 활발한 작용이 항상 요동치고 있고, 이러한 신경회로의 활성패턴과 감각입력 처리과정이 결합하여 감각에 대한 지각반응이 생성된다.

감각입력과 운동출력사이의 연결은 각자의 생존과정에 축적된 기억이 다르기 때문에 개인마다 고유한 많은 연결방식이 존재하며, 기억은 개인마다 다른 개성과 자아의 바탕이 된다. 감각과 운동의 연결에서 의식은 운동선택과정을 비추는 순간적인 조명같은 역할을 한다. 

의식의 조명아래 환경입력의 맥락에 따라 행동이 선택되고 출력된다. 따라서 의식이 작동하는 상태에서 환경에 대한

이미지가 생성되고 하나의 운동출력이 만들어지면, 의식은 또 다른 감각입력에 주목하게 하여 지각처리과정으로 진행되고 또 하나의 운동출력을 낳게 된다. 이와같은 운동선택의 연쇄는 우리의 행동이 된다. 시각, 청각, 촉각의 감각정보는 해마에서 맥락적 기억으로 전환되고 대뇌피질에 전달되어 장기기억으로 저장된다. 

대뇌 전전두엽이 현재 입력되는 감각정보를 처리하는 과정인 운동계획과정에 연합감각 피질에 저장된 장기기억이 회상되어 행동선택에 반영된다. 전전두엽은 전두엽의 앞쪽 피질로, 여기에서 충동억제, 작업기억, 목적 지향성이 생성되는데 이것이 인지기능의 핵심이다.

구체적 감각입력을 범주화된 사물로 전환하는 뇌의 정보처리가 바로 지각과정이며, 범주화는 지각의 산물이다. 

에델만에 따르면 대뇌 감각연합피질에 의한 '지각의 범주화'과정이 형성되면, 개별적으로 범주화된 지각 장면들 사이의 관계인 개념이 출현하는 '개념의 범주화가 대뇌, 전두엽, 두정엽, 측두엽에서 진행된다. 즉 개념은 지각 범주화의 '재범주화 과정'이다.

뇌는 감각입력을 받아서 운동출력을 생성하는 역할을 한다. 

감각입력에서 중요한 정보는 <기억>으로 저장하고, 저장된 장기기억을 반영하여 감각입력을 평가하며 운동출력을 선택한다. 운동 선택이 바로 목표선택이 되며, 그에 따라 신체 이미지 정보를 바탕으로 생성된 운동패턴이 출력된다. 감각 자극이 촉발한 지각의 한 형태가 기억이며, 지각의 결과는 행동으로 출력된다. 감각, 지각, 생각은 상호 연관된 일련의 뇌 정보 처리과정을 단계별로 구분한 것으로, 출발점은 감각이다.

감각이 지각을 촉발하고, 지각된 정보에 주목하게 되면 기억이 회상된다. 그리고 운동출력을 하기전에 기억을 바탕으로

계획하는 과정이 바로 우리의 생각이다. 결국 감각에서 운동으로 연결되는 과정이 뇌 정보 처리의 전체 내용이며, 이때 인간대뇌세포의 대부분은 감각뉴런과 운동뉴런을 연결하는 중개뉴런 역할을 한다.

생각이 기억의 맥락적 연결현상이라면, 상상, 꿈, 환각은 기억의 비맥락적 돌출과정이다. 그래서 생각은 현실적 문제에 대한 뇌의 반응이고, 상상, 꿈 , 환각은 뇌가 현실에서 벗어나 스스로 활성화되는 현상이다.

현실이 꿈과 상상이 아니라 '현실적'이 되는 이유는 꿈과 상상은 그 내용이 매번 바뀌지만, 현실은 반복되는 현상이기 때문이다. 현실은 시간과 공간에서 매일 반복되는 사건이며, 우리의 일상이다. 꿈의 내용처럼 반복되지 않는 사건을 '비현실적'이라 하는데, 반복되지 않기에 예측하기 어렵다. 반면에 일상처럼 매일 '반복되는 현실'은 예측 가능하다. 어떤 장소에서 어떤 행동이 적절한지 알 수 있는 환경이 자연과 구분되는 인간생활 공간이다.

감각과 운동이란 핵심적인 개념을 바탕으로 생각을 전개하면, 감각 자극의 처리과정에서 지각과 기억 그리고 행동이라는 뇌작용의 핵심과정들이 자연스럽게 드러나고, 꿈과 현실을 바라보는 새로운 관점이 생겨날수 있다. 이처럼 핵심 내용에 전념하는 학습은 대규모의 정보를 분류하고 저장하는 효율적인 방법으로, 핵심개념을 오랫동안 집중적으로 생각하면 스스로 새로운 시선을 가질수 있는 창의적공부법이 된다. 핵심개념은 다양한 의미와 과정을 모두 포함하고 있기 때문이다. 과학의 역사는 핵심개념이 생겨나고 자라고 성숙해간 역사이다.

 


* 감정보다 행동을 바꾸기가 쉽다.

감정은 영향을 받지만 명령은 받지 않는다. 감정은 사물의 가치와 사건의 의미를 평가하는 뇌 작용으로, 오랜시간 축적된 기억이 반영되기 때문에 사람마다 고유하다. 그래서 감정은 본인 스스로 서서히 조절하게 된다. 반면에 행동은 바꾸기가 쉽다. 조건반사회로를 뇌 속에 형성하면, 자동적으로 반복행동이 실행된다. 특정장소에서 경험한 행동은 시간이 지나 다시 그장소에 갔을때 자연스럽게 기억된다. 장소와 사물이 행동에 대한 기억 인출의 단서로 작동한다. 단서 제시와 반복 그리고 보상으로 형성된 조건반사로 행동변화는 가능하다. 그래서 행동은 쉽게 습관화되지만 감정은 습관화되기 어렵다.

감정은 유전적 성향, 기억, 생존환경에 복합적으로 영향을 받기 때문에 변화가 느리다.

그래서 사물과 사건에 대한 감정은, 감정보다 행동을 먼저 바꾸었을때 변화 가능하다.

행동을 먼저 예로서 뇌 구조공부를 생각해보자. 대부분의 사람들이 뇌 구조와 기능을 공부하게 되면 '뭔가를 이해해야 된다'고 느낀다. 그러나 이해는 학습이 상당히 진행된 다음에야 가능하다. 이해를 해야한다는 압박에서 벗어나서 공부하는 행동을 먼저하고, 이해는 나중에 도달하게 된다고 생각하면 공부를 부담없이 효과적으로 할수 있다.

생각과 질문보다 행동을 먼저 하는 공부방법은 순서화된 조건반사로 습관화할수 있다. 행동을 먼저 하는 공부법을 뇌공부에 적용해보자.

첫째, 노트에 뇌구조를 그린다.
둘째, 뇌 구조에 대한 명칭을 기억한다.
셋째, 숙달될때까지 그린다.

이 방법의 핵심은 감정과 의문을  철저히 배제한 채 '그냥 그린다'를 반복하면 결국 이해에 도달한다는 것이다. 

그러나 이해를 먼저 요구하는 일반적인 접근방법은 우리를 지치고 포기하게 할뿐이다. 

우선 출발해서 과정이 진행되면, 즉 행동이 먼저 시작되면 나머지 과정은 자동적으로 따라오게 되며 , 어느 순간 이해라는 목적지에 도달한 자신을 발견하게 된다.

파킨슨병 환자는 행동을 시작하기 어렵고, 일단 시작한 행동은 중단하기 어렵다.
인간행동은 출발이 중요하며 과정은 자동적으로 따라오는 경우가 많다. 

단서제시가 행동을 촉발하고, 반복적으로 그 단서에 노출이 되면 행동이 반복되어 습관반응이 생기며, 이 과정에서 보상을주면 그 행동을 좋아하고 몰구하게 된다. 공부를 습관화하는 과정에서 감정은 거의 도움이 되지 않거나 방해로 작용한다. 

그래서 습관화하려면 감정이 개입하기전에 자동반응 행동을 설계하여 무의식적으로 반복 노출하면 된다. 
알고 싶다는 감정만 앞세우고 행동하지 않는 사람은 계속해서 제자리를 맴돌 확률이 높다. 반면에 느낌보다 행동을 앞세우면 어려운 내용에 도전해볼 여유가 생겨나고, 미지의 세계로 향할수 있게 된다.

감정을 앞세우면 공부는 어렵게 느껴지거나 지루해지지만 감정을 배제하고 행동을 먼저 하면 점차 할만한 상태로 몸이 바뀐다. 정주영 회장의 '해봤어?'는 인간변화의 본질을 드러낸 표현이다. 

세상을 변화시키는 사람중에는 햄릿보다 돈키호테가 더 많다. 그런데 학습에서는 대부분 햄릿 타입니다. 양질의 정보가 없는 상태에서의 심사숙소는 우리를 헷갈리게 할뿐이지만, 행동을 먼저 하면 점차 상황이 분명해지고 좀 더 나은이해에 도달하게 된다.

우리는 '~대해서' 에 많은 시간을 보낸다. 즉 느끼고 생각하고 질문하는데 너무 많은 시간을 투자하지만 정작 실행하는데는 거의 시간을 쓰지 않는다. 아기가 일어서고 걷고 말하기를 배우는 과정은 감정이 배제된 채 그냥 행동하는 최적의 학습 행동이다. 뭔가에 대해서 하루종일 느끼고 생각한다고 우리가 바뀌지 않는다. 인간은 구체적으로 기억하고 행동함에 따라

점차 변화된다. 질문은 학습의 동력이지만, 너무 많은 질문은 초점을 분산시킨다. 질문은 드러내기보다 품어야 한다.

공부는 해소되지 않는 질문의 답답함을 견디는 과정이다. 질문에 매몰되지 않고 질문을 잊지 않으면 공부는 우리곁을 떠나지 않는다. 창의성도 머릿속에서 만들어지는 것이 아니다. 머릿속의 정보를 끄집어내는 과정에서 생기는 것이다. 
글을 쓰고, 그림을 그리고, 수식을 풀고, 피아노를 치고, 춤을 추는 것 모두 행동이다. 모든 창의성도 결국 생각이 아니라 창의적 행동일 뿐이다.

 

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