[신경과학] 20.1 : 주의, 관심의 뇌과학 - 2
이전 포스트에 이어서 살펴보자.
1999년에 Nature에 나온 위 논문에 대해 살펴보자.
이 논문에 대해 이해하기 위해서는 우선 위와 같은 retinotopic organization에 대해 이해할 필요가 있음. 이 때 위 그림 위쪽에 나타나 있는 것이 우리 눈으로 들어오는 시각 자극임. (이 때 1, 3, 2, 4 사이의 중간점 부분에 우리의 fovea가 위치하고 있는 것)
그런데 흥미롭게도, 시각자극의 각 영역에 해당하는 sub-visual part들이 우리 뇌의 visual cortex 중 특정 부분으로 organize된채로 projection되게 됨. 특히 보면 오른쪽 시각자극은 뇌의 왼쪽으로, 위쪽 시각자극은 Calcarine fissure를 기준으로 아래쪽으로, 바깥쪽 시각자극은 안쪽으로 뒤집혀서 projection된다는 것을 알 수 있음.
위 그림은 앞서 소개한 논문의 실험 결과를 나타내 보여주고 있음. (by using fMRI)
보면 이 경우 시선은 중간에 고정한 채로 visual stimuli도 주지 않은 채 그냥 어떤 쪽으로 attention을 줘야 할지에 대해서만 direction을 내려줌. 그런데 흥미롭게도 그 경우에도 attention을 준 쪽에 대응하는 visual cortex의 부분이 마치 그 부분에 대한 시각 자극을 직접 받아들였을 때처럼 활성화된다는 것을 알 수 있음. (보면 attention을 안에서 밖으로 점점 벌려보라고 지시한 경우 활성화되는 visual cortex 상의 부위는 점점 안으로 들어가는 것을 확인할 수 있음)
다시 말해 attention만 바꾸어줘도 stimulus가 직접 움직이는 것과 같은 pattern으로 뇌가 활성화됨.
다음으로 PET을 이용한 study data에 대해 조금 더 살펴보자.
이 경우 위와 같은 setting을 함. 보면 이 경우에도 피험자는 중앙의 흰 점에 계속 focus를 맞추고 있음. 이러한 상황에서 크게 3가지 feature가 typical하게 관찰 가능한데 direction, color, shape이 그것임. 우선 실험군 A에서는 3가지 중 특정 feature에 대해서만 attention을 주라고 direction을 주게 됨. (selective attention)
그러한 상황에서 위 그림과 같이 image 1에서 image 2로 바뀔 때 두 image 사이에 attention을 기울이고 있던 feature가 변하는지 여부를 파악하게끔 시킴. 한편 실험군 B의 경우 특정 feature에 대한 direction을 주지 않고 아무 feature 1개에 attention을 주라는 broad한 direction만을 줘봄(divided attention).
이러한 setting하에서, B에 비해 A 실험군에서 특이적으로 더 activation되는 brain 부위를 파악함.
그 결과가 위와 같음. 이 때 blue dot이 color specific하게 activation되는 region, yellow dot이 shape specific하게 activation되는 region, green dot이 speed specific하게 activation되는 region에 해당함.
보면 특별히 V4, Inferotemporal gyrus(IT), 그 밖에 temporal lobe에 있는 여타 visual area들의 경우 color, shape 관련 attention에 주로 관여하고 area middle temporal(MT)의 경우 motion의 speed와 관련된 attention에 주로 관여한다는 것을 알 수 있음.
참고로 위 그림에는 visual cortex의 세부적인 분류가 나타나 있음. 보면 각각의 sub-region이 특정 stimulus에 반응함을 알 수 있음. (이에 더해 특정 stimulus와 결이 같은 attention만 주었을 경우에도 같은 brain region이 활성화된다는 것을 알 수 있음)
다음 포스트에서 이어서 살펴보자.