[신경과학] 20.1 : 주의, 관심의 뇌과학 - 1

 

 

이번 포스트부터는 주의 혹은 관심(attention)의 뇌과학에 대해 알아보자.

 

 

 

 

위 그림과 같이, 여러 사람들이 이야기를 하는 파티장에서 상대의 이야기를 듣던 도중, 자신의 관심사(이 경우에는 sculpture)에 해당하는 단어를 들을 시 그쪽으로 attention이 돌려지게 됨.

 

 

 

 

그 밖에, 위 그림에도 나타나 있는 것처럼 다양한 말이 오가는 와중 자신의 이름이 어딘가에서 언급되어도 그쪽으로 attention이 확 돌아가게 됨. (이를 cocktail party effect라고 함)

 

 

input 중 우리가 관심있는 것만 취하고 나머지는 다 filter out해서 들을 때의 selective attention이 있으며 그 밖에 그냥 걸어다니는 등의 general한 상황에서 주변에서 오는 자극들을 unselective하게 받아들이는 overall arousal도 있음.

 

 

 

 

attention은 다양한 층위에서 구분할 수 있음. 우선 attention을 voluntary attention과 reflexive attention으로 구분할 수 있는데, voluntary attention은 endogenous하며 top down attention으로도 불림. 이 경우 스스로 원해서 유발되는 attention으로 자신의 mental state에 따라 달라질 수 있음. (즉,우리가 의식적으로 누군가의 말에 집중할 때 voluntary attention이라 할 수 있는 것임)

 

한편 reflexive attention의 경우 exogenous하며 bottom up attention으로도 불림. 이 경우 의지와는 전혀 상관없이 유발되는 attention이며 외부 stimulus에 의해 유발되는 attention임. (예를 들어 강의에 집중하던 도중 눈앞으로 비닐이 휙 날아간다면 이 때 reflexive attention이 발생할 것임)

 

 

 

그 밖에 attention을 overt attention과 covert attention으로도 구분할 수 있음. overt attention의 경우 눈(즉 sense organ)을 움직여가며 유발되는 attention임. 다시말해 stimulus source 쪽으로 눈을 직접적으로 이동시켜가며 발생하는 attention임.

 

한편 covert attention은 눈의 움직임 없이 유발되는 attention으로, 몇몇 possible한 sensory stimuli에 대해 mentally focusing하는 상태임. 예를 들어 관심있는 학생이 내 뒷자리에 앉을 경우 시선은 다른 곳을 두더라도 attention은 그 학생을 향해 있는 경우가 있는데, 이것이 covert attention임. 이 중 인지심리학에서 주로 다루는 attention은 covert attention임.

 

 

 

참고로 covert attention은 주로 voluntary attention인 경우가 많고, reflexive attention은 covert attention에서 overt attention으로의 전환을 수반하는 경우가 많음.

 

 

 

보통 attention 실험, 그 중에서 covert attention 실험은 위와 같은 design으로 수행됨. 보면 피험자에게 눈을 붉은 점에 고정시키라고 한 상태에서 주변 특정 region의 글자를 나타나게 했을 때 이에 따른 covert attention 과정에서 뇌가 어떻게 변화하는지를 볼 수 있음.

 

 

그러나 이것이 말처럼 쉽지많은 않음. 그 이유는 사람이 붉은색 점에만 눈을 고정시키고 있기가 쉽지 않아서임. 만약 인간윤리를 무시한다면 눈근육을 마비시켜서 강제로 시선을 고정시켜버릴수도 있겠지만, 사람이기에 그런 처리가 불가능하므로 보통은 eye tracking을 통해 환자의 눈이 계속 붉은 점을 향해있는지 여부를 확인하게 됨.

 

 

 

이제 본격적으로 위 그림상에 나타나 있는 실험에 대해 살펴보자. 이 때 노란색은 가상의 attention location이며, 실제로 피험자에게 보여지는 것은 아니고 환자의 attention이 어디를 향해있는지를 알려주는 가상의 지표로 생각하면 됨. 이 때 피험자는 중앙의 검은색 fixation point에 눈을 고정하고 있는 상태임.

 

한편 cue에 해당하는 화살표가 다음에 어느 곳에서 target이 나타날지를 알려주는 지표가 됨. 따라서 위 그림 위쪽처럼 오른쪽으로의 cue가 있을 시 피험자의 attention은 오른쪽으로 가 있을 것임. 이 때 어떨 때는 정직하게 오른쪽에 target이 나타나게 했고(valid), 어떨 때는 cue와 반대 방향에 target이 나타나게 했음(invalid). 이러한 setting하에서 왼쪽, 오른쪽 중 target이 어느 쪽에 나타났는지를 피험자가 누르게 했음.

 

 

 

 

 

그 결과가 위와 같음. 이 때 neutral은 어느 방향으로의 cue도 제공되지 않은 경우를, valid, invalid는 각각 앞서 설명한 것처럼 cue와 target이 일치하는 경우, 일치하지 않는 경우를 의미함.

 

 

우선 위쪽 data를 먼저 살펴보자. 보면 invalid보다는 neutral이, neutral보다는 valid에서 target detection 성공률이 높아졌음. 이를 통해 attention이 visual sensitivity를 높여주는 역할을 한다는 것을 알 수 있음.

 

 

다음으로 아래쪽 data를 살펴보자. 보면 invalid보다 neutral에서, neutral보다 valid에서 reaction time이 더 짧아졌다는 것을 알 수 있음. 이를 통해 attention이 reaction time도 빠르게 만들어준다는 것을 알 수 있음. (다시 말해 이미 attention이 가있으므로 stimulus를 detection하는 속도도 빨라지는 것)

 

 

 

다음 포스트에서 이어서 살펴보자.