뇌과학모임

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소모임은 토론의 장인데 너무 특정인의 글만 올리는 것은 문제가 있는 듯하여 잠시 글 올리는 것을 자제하였습니다. 그런데 김갑중 원장님이 앞으로 나갈 수 있는 사람은 그냥 먼저 앞으로 나아가라는 말씀도 하시고 제 글이 지금 책을 읽는데 도움이 된다는 말씀을 하시는 분도 계시고 하여 좀 더 제가 이해한 내용을 올려보도록 하겠습니다. 그러나 다른 회원님들도 글을 올려주시기 바랍니다. 그것은 어떤 내용이든 상관없습니다. 이해한 내용, 질문이나 의문, 관련된 퍼온 글, 함께 읽은면 좋을 것 같은 책목록, 좋은 동영상.........


많은 분들이 글을 올리는 것이야말로 우리 소모임이 열심히 나아가고 있다는 증거이고 다른 분들을 자극할 것입니다.




한편 아마 많은 분들이 책을 읽으면서 몇몇 뇌 구조물(해마, 시상하부......)들에 대한 해부학적 그림이 있었으면 하실 것입니다. 좋은 그림을 가지고 계시거나 찾으신 분이 계시면 올려주시면 공부하시는 회원님들께 큰 도움이 될 것 같습니다. 저도 찾아보겠습니다. 그리고 너무 자세한 해부도는 지금은 필요없을 듯 합니다. 우리가 지금 공부하는 내용과 관계가 있는 구조들만이 담긴 간단한 그림이면 충분할 것입니다.






TNGS의 적용, 두 번째 이야기



(2) 기억과 학습



에델만의 지각 범주화 개념을 이해하였다면 이 두 가지 개념의 설명은 바로 이어질 수 있다.



먼저 기억은 여러 가지 형태로 정의될 수 있지만 에델만은 논점을 분명히 하기 위해 “실행을 반복하는 능력”으로 정의한다. 기억은 과거의 경험이나 느낌을 반복해서 떠올리는 것이라고 간단히 정의할 수 있다는 것이다. 그런데 여기서 에델만이 말하는 실행은 정확히 지각 범주화의 실행을 말하는 것이다. 즉 기억은 이전에 경험한 자극을 다시 경험할 때 이전의 지각 범주화를 반복 실행할 수 있는 능력을 말한다. 앞서 설명한 바와 같이 지각 범주화의 신경생물학적 기반은 reentry에 의해 상호연결되는 선택된 뉴런집단의 발화이다. 그렇다면 기억의 신경생물학적 기반은 무엇인가? 바로 이와 같이 선택된 뉴런집단들내에서 이루어진 특정 시냅스들의 연결 강화이다. 나는 이 개념을 생각할 때 모래밭 위에 홈이 파이는 장면이 상상되곧 한다. 어떤 경험이나 느낌이 강렬하여 뉴런들간의 연결망 속에 각인된다는 것은 마치 모래밭 위에 홈이 특정한 패턴으로 파이는 것과 유사하지 않을까? 그러면 나중에 다시 물(자극)이 들어오게 되면 다른 데로 흐르지 않고 이미 파여진 홈을 따라서 흐르게 되는 것과 유사한 것이 기억이 아닐까? 사실 이와 같은 메타포는 에델만의 기억 개념을 정확하게 표현하지는 못한다. 그러나 기억이 특정 범주화를 유도하는 시냅스의 연결 강화라는 에델만의 설명을 내가 직감적으로 이해하는 데에는 도움을 주었다.



기억을 설명하면서 에델만이 강조하는 점이 있다. 뇌에 의한 기억은 컴퓨터에 의한 "복제적 " 기억과는 다르다는 것이다. 컴퓨터는 어떤 입력을 코드화된 정보 형태로 저장한다. 그리고 나중에 동일한 입력이 들어오면 저장된 코드 패턴을 정확하게 되살려 출력한다. 그러나 뇌는 어떤 자극에 의하여 관련 기억을 되살릴 때, 즉 지각 범주화를 다시 실행할 때, 이전과 정확하게 같은 뉴런집단들과 시냅스들이 활성화되지는 않는다. 사실 우리가 어떤 것을 기억해 낼 때 정확하게 기억 당시의 상황을 그대로 떠올리는 것은 아니다.

이와 같이 뇌에 의한 기억도  강화된 시냅스들을 중심으로 이전과 유사한 범주화 반응을 낳기는 하지만 정확하게 동일한 즉 “복제한 듯한” 범주화를 만들어내는 것은 아니다. 엄밀히 따지자면 현재의 자극이 과거와 동일할 수도 없다. 왜냐하면 자극은 개별적인 것이 아니라 항상 어떤 상황 즉 맥락안에 있으며 그런 형태로 지각되기 때문이다. 사실 지각 범주들은 불변의 것이 아니며 현재의 행위에 의해 수정된다.

따라서 뇌는 “유사자극” 에 대해 이전에 강화된 시냅스 연결을 통해 유사한 지각 범주화를 실행하여 유사한 반응(행위)를 만들어내는 것이다. 이것은 뇌가 상당한 수준의 일반화 능력을 지니고 있다는 의미이며 이와 같은 의미에서 에델만이 기억은 “지속적인 재범주화 과정”이라고 표현한 것은 정확한 지적이다.



다음으로 학습...

우선 생존에 영향을 미치는 사건들이 예상할 수 없게 이어지는 상황 속에서 한 동물이 이에 적응할 필요에 부응하기 위해, 행위에 영향을 주는 학습은 필수적이라는 점이 언급되어야 할 것이다. 또한 학습은 범주화(지각)와 기억에 좌우된다. 그러나 지각 범주화와 기억이 학습에 필수적이긴 하지만 그것만으로 충분하지는 않다. 여기에 추가되어야 할 것은 범주화를 수행하는 부분과는 다른 부분들에 의해 중재되는 가치계와의 연결이다. 어떤 종에서든 학습은 전면적 지도화와 가치 중추를 이어 주는 신경 작용에서 기인한다. 학습은 기대되는 상황에서 적응 가치를 가지고 있는 행위들에 범주화를 연결시키는 역할을 한다.

여기서 “기대”라는 용어는 설명이 좀 필요하다. 일부 조정장치처럼 생리적 시스템들은 세트 포인트를 가지고 있다. 기대라는 용어는 단순히 시스템의 각 부분을 구성하는 생리적 구조들의 세트 포인트가 아직 충족되지 않은 그런 상황을 의미한다. 



이와 관련하여 여담 한마디...

학습이란 지각 범주화를 적응적 가치가 있는 행위 즉 생리적 구조들의 세트 포인트에 가까워지도록 유도하는 행위와 연결시키는 과정이기 때문에 이것은 또한 쾌락 중추와 강하게 연결되어 있다. 왜냐하면 쾌락, 기쁨, 행복감 등은 지각 범주화가 적응적 가치가 있는 행위와 잘 연결되었음을 나타내 주는 신호이기 때문이다.



Continued...

  

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  • ?
    김갑중 2007.11.29 04:43
    진화론도 진화한다 ( ? )
    우리 모임의 공부법도 시간이 지나면서 체계를 잡아가리라 생각합니다.
    이렇게 회장님( 엄준호 박사님)의 개인 의견과 친절한 설명을 곁들이니 너무 좋습니다.
    박문호 박사님께서는 에델만을 지리산으로 탁월한 비유를 하셨지요.
    자칫하면 지루할 수도 있는 공부라는 뜻이 함축돼 있는것 같습니다.
    만들어진 신 ( God delusion )의 < 불가능한 산 오르기 ( p 189 )>에 나오는 말을 옮겨봅니다.
    ' 산의 한쪽은 깎아지른 듯한 절벽이어서 오를 수가 없지만, 다른 한쪽은 정상까지 완만한 비탈을 이루고 있다.
    정상에는 눈이나 편모같은 복잡한 장치가 놓여있다.
    그런 복잡성이 자발적으로 자체 조립될 수 있다는 불합리한 생각은 절벽의 밑에서 단번에 정상가지 뛰어오르는 것에 비유할 수 있다.
    대조적으로 진화는 산을 돌아가서 완만한 비탈을 따라 정상까지 천천히 올라가는 것에 비유된다. 쉽지 않은가?
    절벽을 뛰어 오르는 것과는 달리 완만한 비탈을 오르는 것은 아주 간단하여 다윈이 그 사실을 발견할 때가지 너무나 긴 세월을 기다려야 했
    다는 사실이 놀랍게 여겨질지도 모르겠다."

    다윈도 도킨스도 쎈 사람들입니다.
    뒷풀이로 박문호 박사님 댁에서 오랜 시간 비탈길을 그렇게 열심히 올라가신 흔적을 볼 수 있어 놀라우면서도 역시 그러셨었구나 했지요.
    열심히 우리 가까이 있는 good teacher를 존경하고 따라가면 우리도 정상에 오를 날이 있지 않겠는지요.
    화이팅입니다.
  • ?
    엄준호 2007.11.29 04:43
    네 맞습니다.
    우리 주변에서 우리 공부에 도움을 주는 모든 것이 우리의 "선생님"입니다.
    그 선생님들의 도움을 받아 차분히 그러나 쉬지 않고 오르다보면 어느덧 정상에 오른 우리 자신을 발견하게 될 것을 믿어 의심치 않습니다.
    화이팅

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