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전공자를 위한 생물학/신경과학 (뇌과학) 76

[신경과학] 19.2 : 언어의 처리과정 - 2

이전 포스트에 이어서 살펴보자.  흥미롭게도 사람과는 달리 동물의 경우 right-hander와 left-hander가 반반이며, 그러다 보니 language hemisphere도 좌뇌, 우뇌가 반반으로 관찰됨. 따라서 아마도 human에게서만 관찰되는 특징적인 asymmetry가 인간이 인간답게 language를 구사할 수 있는 이유 중 하나가 아닐지 생각되고 있음.    그 밖에 사람의 경우 위 그림에도 나타나 있는 것처럼 sylvian fissure의 각도를 비교해봤을 때 왼쪽의 각도가 오른쪽보다 더 작음.    그 밖에, planum temporale이라는 부분의 경우에도 왼쪽이 오른쪽보다 더 큼.  이러한 비대칭성이 아마도 동물과 인간의 뇌를 특별히 더 다르게 만들어주는 요소가 아닐까 생각해볼 ..

[신경과학] 19.2 : 언어의 처리과정 - 1

이번 포스트부터는 human이 가지는 asymmetrical language processing 과정에 대해 살펴보자.    일반적으로 좌뇌와 우뇌는 위 그림에도 나타나 있는 것처럼 corpus callosum(뇌량)에 의해 연결되어 있음.    그런데, 위 그림상에 나타나 있는 Kim Peek이라는 사람은 선천적으로 corpus callosum 없이 태어남. 흥미롭게도 이 사람은 2개의 눈을 따로따로 이용해 2개의 page를 동시에 읽을 수 있었으며, 한번 읽고나서 98%의 내용을 정확히 복기할 수 있었다고 함.  본론으로 돌아가서, 80% 이상의 사람들은 language processing에 있어서 left hemisphere가 dominant함.   이와 관련된 실험을 수행하기 위해, corpus ..

[신경과학] 19.1 : 언어의 뇌과학 - 3

이전 포스트에 이어 Broca's Aphasia에 대해 생각해보자.    위 그림에서 붉은색으로 표시되어 있는 부분이 Broca's area이며, 이곳이 손상될 시 Broca's Aphasia가 발생할 수 있음. Broca's Aphasia가 발생할 시 speech가 유창하지 않으며, 문법적으로도 맞지 않게 됨. 조금 더 자세히 말하자면 이들은 말하는 것을 힘들어하지만 language를 듣고 읽는데는 문제가 없음. 그리고 이들에게 paraphasic error가 많이 발생하게 되는데, 즉 발음이 잘 꼬이게 됨. 그 밖에 다른 사람이 한 말에 대한 repetition에 어려움을 겪으며 anomia도 관찰됨. (Anomia란 특정 대상에 해당하는 단어를 제대로 말하지 못하고 이것, 저것과 같은 식으로 얘기하..

[신경과학] 19.1 : 언어의 뇌과학 - 2

지난 포스트에 이어서 살펴보자.     위 graph는 US에 도착한 나이에 따른 accent의 native한 정도를 나타내주고 있음. 보면 아예 US에서 태어난 아이들의 경우 native English accent를 가졌음. 그러나 US에 도착한 나이가 점점 많아지면 많아질수록 native Korean accent rating 정도가 증가함. 이를 통해 어릴 때는 language brain이 hardening되지 않았기에 language 습득, 그리고 language와 관련된 accent 습득도 훨씬 쉽지만, 나이가 들면 들수록 brain이 hardening되면서 language 습득, 더 나아가 accent 습득이 어려워진다는 것을 알 수 있음.    그리고 앞서도 봤던 것처럼 어떤 사람이 언어를 s..

[신경과학] 19.1 : 언어의 뇌과학 - 1

이번 포스트부터는 언어와 관련된 뇌과학적 내용들에 대해 알아보자.  language는 '언어'라는 뜻을 가지고 있음. language를 조금 더 엄밀히 정의하자면 communication을 위해 사용되는 sound, symbol, gesture 모두를 의미한다고 할 수 있음. (이 정의에 따르면 body language, 이모티콘도 language가 될 수 있음) 이 때 핵심은 communication, 즉 의사소통인데, 의사소통이 가능해야 비로소 language라 할 수 있는 것임.   위 그림에는 language가 내재적으로 포함하는 의미교환에 대한 모식도가 나타나 있으므로 참고할 것.    위 그림은 spectogram(스펙토그램)인데, 보면 sound에 대한 정보가 묘사되어 있음.    한편, 흥..

[신경과학] 18.3 : 일주기리듬(circadian rhythms) - 2

생물체의 period와 관련된, 시간생물학을 통틀어 chronobiology라고 함.     위 그림상에 나타나 있는 두 분의 과학자들은 chronobiology의 선구자들임.    한편 위 그림상에 나타나 있는 Seymour Benzer와 그의 포닥 제자 Ronald J. Konopka는 초파리에서 Period mutant를 관찰해본 결과 clock이 망가져 행동에 이상이 생긴다는 것을 확인함.    위 그림상에 나타나 있는 Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash, Michael W. Young은 circadian rhythm을 control하는 분자적인 기전에 대해 밝힌 공로로 2017년에 노벨상을 받음.     위 그림에는 당시 제시되었던 2가지 model들이 나타나 있음. 우선..

[신경과학] 18.3 : 일주기리듬(circadian rhythms) - 1

이번 포스트부터는 일주기리듬(circadian rhythm)에 대해 알아보자.  circadian rhythm은 하루를 주기로 해서 돌아가는 biorhythm임. 이는 지구상 동식물 전반에서 나타나는 일반적인 rhythm임. 그런데 사람들 중 Jet-lag, night-shift worker 등의 경우 이 rhythm이 교란되어서 문제가 발생하기도 함. 참고로 circadian rhythm에 영향을 주는 light, food와 같은 environmental time cue들을 Zeitgeber(time-giver)라 통칭해서 부름.    실제로 circadian rhythm을 가지는 pattern은 다양함. 보면 alertness의 경우 당연히 awake 상태에서 높다가 잘 때가 되면 낮아지게 되고, t..

[신경과학] 18.2 : brain rhythm의 메커니즘과 잠(sleep) - 2

이전 포스트에 이어서 잠에 대해 알아보자.  우리는 왜 잠을 자는 것일까. 크게 2가지 이유가 있는데, 첫 번째 이유는 energy를 conserve하기 위해서이고 두 번째 이유는 memory consolidation을 하기 위해서임. 이 때 memory consolidation이란 필요없는 쓸모없는 기억은 정리하고 중요한 기억만 선별해서 남겨놓는 과정을 의미함.  한편 흥미롭게도 REM sleep을 deprivation 시켰을 경우에도 dream이 아예 deprivation되지는 않으므로 REM sleep만이 전적으로 dream에 관련되어 있는 것은 아님.    위 그림은 sleep과 관련된 각종 neurotransmitter들을 보여주고 있는데, 보면 분비되는 위치에 따라 acetylcholine, ..

[신경과학] 18.2 : brain rhythm의 메커니즘과 잠(sleep) - 1

이번 포스트에서는 brain rhythm의 메커니즘과 잠(sleep)에 대해 알아보자.  흥미롭게도 각각의 neuron들이 제각기 다른 activity를 보이지만 이들이 group을 이뤄서 발생시키는 rhythm은 synchronize되어있음. 이는 크게 두 가지 방식으로 설명 가능한데, 하나는 pacemaker cell이 있어서 이 cell에 따라서 전체 rhythm이 조절된다는 것이고 나머지 하나는 그냥 각각이 독립적으로 행동하지만 이들이 모여 collective behavior가 나타난다는 것임.    각각에 대한 그림이 위에 나타나 있으므로 참고할 것.  한편 뇌에서 어떤 oscillation pattern이 나타나는 것과 관해 여러가지 model이 있음. 첫 번째 model은 개별 neuron ..

[신경과학] 18.1 : EEG(electroencephalogram)와 MEG(magnetoencephalography)

이번 포스트에서는 뇌파를 측정할 수 있는 대표적인 방식인 EEG와 MEG에 대해 알아보자.  EEG는 뇌파를 non-invasive하게 측정할 수 있는 방식 중 하나임.    위 그림들에 EEG와 관련된 모식도들이 나타나 있으므로 참고할 것.     EEG를 통해 시간에 따라 뇌파를 측정할 시 위와 같이 뇌의 특정 region에서의 summation된 뇌 전위 변화 값을 측정하게 됨. 이 때 이런 전위 변화의 frequency에 따라서 brain wave를 크게 5가지로 구분할 수 있는데, delta wave(0.5-3Hz), theta wave(4-7Hz), alpha wave(7-15Hz), beta wave(15-30Hz), gamma wave(30Hz 이상)가 바로 그것들임.    위 그림은 사람..

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