인간의 행동과 두뇌의 관계
인간의 마음을 연구하는 심리학자(특히 인지심리학자)들은 인간의 행동을 이해하기 위해서 우리의 뇌가 어떻게 기능하는지를 파악하는 것이 중요합니다. 과거에는 방법론적인 한계로 인해 동물(예, 쥐, 토끼)이나, 특정 두뇌 영역이 손상된 환자의 인지적 및 행동적 특성을 평가하여 두뇌와 행동의 관계를 연결시켜왔지만, 기술이 발전하면서 두뇌에 대한 여러 생리학적 측정치들을 획득할 수 있게 됐습니다.
fMRI란?
fMRI는 두뇌의 기능적 특성을 이해하기 위한 수단 중 하나로, 산화된 헤모글로빈과 탈산화된 헤모글로빈의 자성 성질이 다르다는 특징에 의거하여 MRI를 이용해 BOLD 신호를 측정합니다. 특정 두뇌 영역이 활성화 되면 해당 영역으로 혈액이 공급됨에 따라 산화된 헤모글로빈의 비율이 증가하며, 이는 BOLD 신호로 관찰할 수 있습니다. 즉 fMRI는 뉴런의 활동을 직접적으로 측정하는 것이 아니라 이들의 신진대사를 반영하는 간접적인 측정치인 혈액내의 산소량의 상대적인 변화를 측정하는 것이다.
fMRI가 심리학 연구에 사용되는 이유는 무엇인가?
fMRI는 특정 인지 기능에 관여하는 두뇌 영역들에 대한 정보를 제공해 주는데, 이는 그 동안 블랙박스로 여겨져 왔던 두뇌와 행동 간 관계성 대한 답변이 될 수 있습니다. fMRI는 심리학의 기초 분야와 응용 분야를 구분하지 않고 다양하게 사용되고 있습니다. 특히 인지심리학 분야에서 사용되고 있으며 고차 인지 기능(예, 학습, 기억, 사회성 등)과 관련된 신경 실질에 대한 연구에 많은 기여를 하고 있습니다. fMRI 촬영은 참여자들이 특정 정보 처리를 요구하는 과제를 하는 동안 이뤄지는 경우가 많습니다. 이를 통해 특정 인지 기능과 연관되는 두뇌 영역들을 밝힐 수 있으며, 임상집단을 대상으로 적용되는 경우 이들이 보이는 행동적 혹은 인지적 결함을 생물학적 기제로 설명할 수 있게 됐습니다. 요즘에는 과제없이 쉬는 동안 촬영하는 휴지-상태(resting-state fMRI)도 많이 사용합니다.
이런 연구 목적 외에도 fMRI는 뇌전증(epilepsy)과 같은 질환의 치료 목적으로 국소 절제술이 사용될 때, 뇌조직 절제로 인한 환자들의 기능 손상(예, 언어적 결함)을 최소화 하기 위해 수술 전에 fMRI를 촬영하여 절제해서는 안 될 기능적으로 중요한 부위들을 미리 알아보는데 사용되기도 합니다.
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