인지심리 매니아

출처: Wired

번역: 인지심리 매니아

왜 우리는 음악을 듣고 감동할까? 음악은 순수하게 추상적인 예술 양식이며, 언어나 구체적인 개념이 없다. 음악이 전달하는 메세지는 애매모호하고 문맥에 영향을 받는다. 그러나 우리는 여전히 감동받는다. 우리가 제일 좋아하는 노래를 들을 때 우리 신체는 정서적으로 각성된다. 동공이 확장되고, 맥박과 혈압이 상승하고, 피부의 전기 전도성이 느려지며, 신체 운동과 관련된 뇌 영역인 소뇌가 이상하게 활성화된다. 혈액도 다리 근육으로 다시 이동한다. (일부 사람들은 이것이 우리가 발을 구르는 이유라고 추측한다.) 즉, 소리는 우리의 생물학적 뿌리를 자극한다. 쇼펜하우어의 말처럼, "우리는 현악기로 고문당하는 존재다".

우리는 이제 이러한 감정이 어디서 시작되는지, 공간 속의 공기진동이 어떻게 이런 강렬한 상태를 만들 수 있는지 이해할 수 있게 되었다. 몬트리올의 연구자들이 Nature Neuroscience에 게재한 새 논문은 음악이 왜 '즐거운 자극'인지 밝히는 데 초석이 되었다. 이 연구는 fMRI와 ligand-based 양전자 단층 촬영 (PET) 검사 등 화려한 방법을 사용하고 있지만, 실험 자체는 오히려 간단했다. 과학자들은 먼저 217명의 참가자 중 연주곡을 들으며 '감동'받은 경험이 있는 사람을 걸러내서 10명으로 압축했다(음악을 들을때마다 일관성있게 감동을 맏는 행운아들이었다.). 과학자들은 그 다음 참가자들에게 자신이 좋아하는 음악목록을 가져오게 한 다음 - 거의 모든 장르가 망라되었다. 테크노에서부터 탱고에 이르기까지 - 참가자에게 음악을 들려주는 동시에 그들의 뇌활동을 관찰했다.

과학자들은 다양한 방법론을 사용해서(PET와 fMRI) 음악에 반응하는 뇌를 정확하게 관찰할 수 있었다. 그들의 (ligand-based PET를 사용한) 첫번째 발견은 음악이 배측과 복측 선조체에서 도파민을 방출시킨다는 것이다. 이것은 특별히 놀라운 일이 아니다 : 이 부위는 그동안 즐거운 자극에 대해 반응하는 것으로 알려져 있었다. 이런 현상은 우리가 섹스를 하던 코카인을 흡입하던 Kanye의 음악을 듣던 마찬가지다. 이런 행동들이 세포들을 자극하기 시작하면 즐거움을 느끼게 된다. 행복은 여기서 시작된다.

이 반응들의 시간차를 유심히 관찰한 결과 놀라운 결과를 발견했다. 과학자들은 피험자가 감동을 받기 몇 초 전에 어떤 일이 일어나는지 관찰했다. 나는 정확한 뇌신경 간 상관관계까지 다루지 않을 생각이다 - 단지 당신이 다음 번에 좋아하는 음악을 들을 땐 당신의 오른쪽 NAcc에 감사하라고만 말하고 싶다 - 그 대신 이 실험에서 발견된 흥미로운 구분에 초점을 맞추고 싶다.

나는 다음 마디에 어떤 음이 올지 알 수 있어!

과학자들은 우리가 음악을 통해 감동 받기에 앞서 미상(caudate)의 활동이 증가한다는 것을 발견했다. '예상 단계'라고 불리는 이 현상의 목적은 음악에서 가장 좋은 파트가 나올 것을 예상하는 것이라고 주장했다.

감정적 반응이 최고조에 이르기 직전에 미상에서 왕성한 도파민 활동이 발생했다. 이 선조체의 하부는 감각, 운동,연상을 담당하는 뇌 부위와 연결되어 있으며, 자극-반응으로 이어지는 학습과 관련되어 있고, 음식 등 보상을 통한 강화에도 관여하는 것으로 알려져 있다.

즉, 추상적인 음정이 원시적 보상 단서, 우리를 침 흘리게 만드는 벨소리와 문화적 등가물이라는 것이다. 그들은 이렇게 요약하고 있다 :

예상 단계는 즐거운 청각자극이 다가온다는 시간적 단서로부터 시작하며, 기분좋은 감정을 일으키고 보상에 대한 기대를 만든다. 이 보상은 전적으로 추상적이며, 지연된 예상과 해결(음악에서 불협화음 등이 협화음으로 이동하는 것. Resolution)이라는 요인이 포함되어 있다. 사실, 작곡가와 연출가는 이 현상을 자주 사용한다.  예상된 결과를 지연시키는 방식으로 기대를 위반하여 정서적 각성을 일으킨 다음(예를 들면, 예상치 못한 음을 삽입하거나 템포를 느리게 하는 등) 이를 해결해서 완성에 대한 열망을 강하게 만드는 것이다. 음악에서 가장 좋아하는 부분을 들을 때 정서적 반응이 정점에 이르는 것은 우리의 기대가 충족되고 정확한 보상이 주어진 것임을 나타낸다. 

이 뉴런은 왜 음악이 클라이막스에 도달하기 15초 전에 활성화되는 것일까? 우리는 실질적 보상을 얻는 과정에서 도파민의 증가를 즐거움과 연결시킨다. 그리고 미상에 있는 이 세포들의 집합은 음악적 감동에 도달하기 전, 즉 멜로디 패턴이 해결되지 않은 상황에서 활성화된다. 왜 이런 현상이 일어날까?

이 질문에 대답하기 위한 한 가지 방법은 신경을 관찰하는 게 아니라 음악을 살펴보는 것이다. 음악은 보통 복잡한 패턴의 미로(최소한 문외한에게는)와 같다. - 음악은 수학적인 예술이다 - 교향곡을 포함한 모든 곡들의 가장 중요한 부분들은 이런 패턴이 깨질 때이며, 소리가 예측불가능할 때이다. 음악이 너무 뻔한 경우, 알람 시계처럼 지루하다(우리가 다음에 무슨 일이 일어날지 알고있다면 우리는 흥분하지 않는다.) 이런 이유 때문에 작곡가들은 음악의 도입 부분에만 으뜸음을 사용하다가 끝날때까지 사용을 미룬다. 우리가 예상하는 패턴에서 오래 벗어날수록, 패턴이 정상적으로 돌아왔을 때 정서적 분출은 극대화된다. 그래서 우리가 감동을 받게 되는 것이다.

음악 심리학자인 Leonard Meyer는 그의 고전적인 책 Emotion and Meaning in Music에서 베토벤의 String Quartet in C-sharp minor,Op. 131. 5악장을 분석하며 이런 심리학적 원칙들을 증명하고자 했다. Meyer는 음악이 어떻게 우리의 기대를 희롱하는지 - 복종하는 것이 아니라 - 보여주고자 했다. 이 주장을 증명하기 위해, 메이어는 베토벤의 작품을 50개로 나누어서 도입부가 전형적인 리듬, 하모니 패턴으로 이루어져 있음을 보여주었다. 그 다음 복잡한 음의 변화를 통해 전형적인 음들을 의도적으로 피하고 있음을 알 수 있다. 만약 E 장조라면, 베토벤은 불완전한 E 장조 화음을 사용하여서 직설적인 표현을 피하고 있다. 그는 자신의 음악에서 불확실한 요소를 보존하고 싶어했고, 우리 뇌가 불충분한 음계를 보완하도록 요구하게 만든다. 베토벤은 마지막까지 그 화음을 보류한다.

메이어에 따르면, 이런 음악의 긴장감(우리의 충족되지 않은 기대가 증가함에 따라)이 음악을 들으며 느끼는 감정의 근원이 된다고 한다. 이런 '체화된 의미'는 교향곡이 사용하거나 무시하는 패턴, 교향곡의 형식에서 발생하는 불확실성에서 발생한다. 메이어는 "인간에게 있어 이런 의심과 혼란은 비정상적인 것이다. 우리 마음은 이런 혼란과 직면할 때 문제들을 명확하게 해결하려고 시도한다"고 말했다. 그래서 우리는 베토벤이 만들어 놓은 패턴들 속에서 E 장조가 완성되기를 기다린다. 우리가 다음에 무슨 일이 일어날지 예측하는 동안 - 이것이 미상에서 도파민의 증가를 촉발한다 - 불확실성이 감정을 만들어낸다. 우리 신경은 이상한 배열 속을 탐색하며 이해하려고 노력한다. 우리는 음의 일부분을 예측할 수 있지만 전부를 예측할 수는 없다. 이것이 우리가 음악을 계속 듣고 보상을 기다리는 이유다. 음악은 규칙을 위반하면서 의미를 가지는 형식인 것이다.

라마찬드란 박사의 두뇌 실험실

작가

빌라야누르 라마찬드란, 샌드라 블레이크스리

출판

바다출판사

발매

2007.01.18

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난이도:

대상: 뇌에 관심있는 일반인

        인지심리학 교재에 나오는 환자들의 사례를 쉽게 이해하고 싶은 사람

인 지심리학 교재를 볼 때 건너뛰기 쉬운 부분이 환자들을 다룬 사례다. 우리가 의사도 아닌데, 긴 명칭을 가진 환자들의 병명을 외워가며 책을 읽어야 할 이유가 없다고 느낀다. 환자들의 증상과 인지심리학 이론이 어떤 관련성을 가지는지 이해도 안 간다. '주의'편에서 나오면 주의와 관련되어 있구나, '기억'편에서 나오면 '기억'과 관련이 있구나 짐작할 뿐, 병의 증상과 그것이 의미하는 심리학적 원칙 간 연결을 찾지 못하는 것이다. 결국, 인지심리학 교재는 역시 재미없다는 편견이 강화된다.

이 책은 거의 대부분 뇌에 손상을 입은 환자들의 사례를 다룬다. 심리학 전공자 뿐만 아니라, 호기심에 이 리뷰를 보는 일반인도 들으면 기겁할 소리다. 하지만 저자가 책을 재미있게 쓰는 바람에 생각보다 지루하지 않다.

이 책에선 교재에서 볼 수 있었던 환자들의 사례를 보다 생생히 접할 수 있다. 편측무시, 부정, 기억상실증 등이 그렇다. 더 나아가서 일반인의 상식을 뛰어넘는 흥미진진한 사례도 있다. 카프그라나 찰스 보넷 증후군, 거울인식 불능증은 이름처럼 생소할 뿐더러 증상 또한 신비롭다.

인지심리학에 나온 환자들의 사례를 이해하기 어려웠던 학생이라면, 꼭 읽어보길 권한다. 교과서보다 훨씬 쉽게 이해할 수 있기 때문이다. 일반인에게도 흥미로운 책이 될 것이다.

저 자는 이 증상들을 관찰함으로써 인간의 근본적인 본성을 파헤친다. 저자가 무엇보다 역점을 두는 부분은 '나'라는 존재가 내 머리 속 어디에 있는지를 파헤치는 것이다. 사례 속에서 환자들의 뇌에는 자신과 다른 또 다른 누군가가 있는 것처럼 보인다. 맹시(blindsight)의 경우, 환자는 물체를 보지 못해도 무의식적으로 물체를 잡을 수 있다. 물체를 보는 것 외에 물체를 잡는 '내'가 따로 있단 말인가? 부정 환자의 경우 마치 우리 머리 속 '변명하는 존재'가 통제력을 잃은 것처럼 보인다. 자신을 합리화하는 자기가 머리 속에 따로 존재한다는 말인가?

저 자는 개개 챕터에서 소개한 사례들을 토대로 인간의 자아가 구성되는 방식을 정리한다. 책 후반부에는 자아의 몇 가지 특징을 설명해 놓고 있다. 궁극적으로, '나'라는 존재는 수많은 두뇌활동의 결과물임을 설명한다. 그렇다면 인간의 정신활동은 인과적으로 필연적인 결과일 뿐인가? 우리가 말하는 '자유의지'라는 것은 정말 있는 것인가?  이를 설명하기 위해 감각질, 의식에 관한 설명도 하고 있다.

내 안의 수많은 '나'를 분해하면 결국 나라는 존재도 별 것 아닌 존재다. 우리의 정신활동도 어쩌면 육체와 두뇌에 국한된 물리, 화학적 작용일 뿐일 수 있다. 따라서 다른 동물과 다른 특별한 존재가 아니며, 나 또한 거대한 자연 현상의 일부일 뿐이라는 깊은 깨달음을 준다.

• 뇌는 '믿음' 엔진이다: 패턴을 찾는  영장류는 연상 학습을 발전시켰다
• 믿음은 잘못될 수 있으며 잘못된 의사결정을 낳을 수 있다.
  
• 뇌의 신경회로는 잘못된 믿음을 형성하는 데 기여할 수 있다.
  
• 뇌는 patternicity에 우선순위를 둔다 - 의미가 있는 신호나 의미 없는 노이즈의 경우 모두에서 의미있는 패턴을 찾고자 하는 경향성을 말한다.
  
• 그러나 믿음은 일종오류(false positive)와 이종오류(false negative)의 가능성을 모두 포함하고 있다. Patternicity는 일종오류에 따르는 비용이 이종오류의 비용보다 적을 경우로 나누어 볼 수 있다
  
• 뇌는 기본적으로 모든 패턴이 진실되고 중요하다고 생각한다
  
• 전대상회(Anterior cingluate cortex)는 패턴인식을 담당하는 뇌 부위이다.
  
• 패턴을 추구하는 경향은 통제력을 상실했다고 느낄 때 더 심해진다
  
• 비정상적인 믿음이 강한 사람은 의미있는 패턴을 찾는 경향이 강하다
  
• 우뇌는 패턴 처리에 더 민감하다(pattern effective)
  
• 도파민은 패턴 인식을 증가시킨다.
  
• 항정신병약물은 Patternicity를 감소시킨다. 정신병은 패턴을 잘못 인식하는 것이다.
  
• 도파민은 신호대 잡음 비율(signal to noise ratio)를 증가시킨다
  
• Facial recognition is highlighted in the brain and is a human pattern bias
• Fusiform gurus는 얼굴 인식에 중요한 뇌 부위이다.
  
• Agenticity: 특정 패턴에 의미나 고의, 주체성을 부여하는 경향을 말하며, 주로 보이지 않는 존재나 from the top down(무슨 뜻인지 몰라서 그대로 적음 - 역자 주). 외계인이나 미신, 종교적 믿음과 관련이 있다.
  
• Temporal lobe를 자극하면 유체이탈을 경험할 수 있다.
  
• 강한 믿음이나 기대는 패턴 인식에 영향을 미친다.
  

탁월한 결정의 비밀 작가 조나 레러 출판 위즈덤하우스 발매 2009.10.20 리뷰보기

Posted by 인지심리 매니아

고등학교 재학 시절, 한 친구가 수능 모의고사가 끝난 다음 나한테 이런 말을 한 적이 있다.

"이상해. 처음에 쓴 답이 미심쩍어서 고쳐쓰면 꼭 틀린단 말이야. 처음에 쓴 답이 오히려 신중하게 생각할 때보다 정답인 경우가 많더라고."

여 러 친구들이 모여서 어떤 전략이 더 현명한 방법일지 궁리해 봤지만 답은 찾을 수 없었다. 나도 뾰족한 답을 찾을 수 없었다. 어느 쪽이 맞는 말일까? 처음에 생각 난 답과 신중하게 생각하고 고쳐 쓴 답 중 정답이 될 확률은 어느 쪽이 높을까?

10년이 지난 다음 우연히 조나 레러의 '탁월한 결정의 비밀'을 읽다가 실마리를 발견했다. 하지만 안타깝게도 옛 친구들은 이미 대학에 진학한 상태다. 그래도 이와 동일한 궁금증을 갖고 있을 누군가를 위해 나름대로의 생각을 적어보고자 한다.

이 책은 도파민을 통한 '경험적 학습'이 직관으로 발전한다고 주장한다. 예상이 적중했을 때 도파민이 왕성해지고 반대로 무언가 예상과 다를 때는 negative 신호가 주어져서 일련의 학습이 일어난다는 것이다. 이렇게 학습된 지식은 우리의 직관을 이루게 되고, 의사결정을 해야 하는 순간 발휘된다.

이 직관은 엄청나게 많은 정보를 빠르게 처리하는 능력을 가지고 있기 때문에, 의식적인 사고의 수준을 뛰어넘기도 한다. 여기에 힌트가 있다고 생각한다. 10년 전 고등학교 친구는 당시 엄청난 양의 공부를 소화하고 있었다. 수없이 많은 문제집을 푸는 과정에서 친구는 의식적으로 기억하지 못하는 정보를 기억 어딘가에 저장했을 것이다(정답이 맞았을 때 느끼는 도파민 분출과 틀렸을 때 느끼는 부정적 감정을 반복하는 과정에서 말이다). 그리고 같은 문제가 나왔을 때 친구의 직관은 신속하게 해답을 내놓은 것이다.

한 가지 재미있는 사실은 의식이 이런 gut feeling을 방해할 경우 역효과가 날 수도 있다는 것이다. 친구는 바로 그 점에서 실수를 한 것이다. 때로는 전전두피질이 변연계의 결정에 관여하지 않는 게 좋을 때도 있다. 전전두피질의 능력은 제한되어 있기 때문이다. 친구는 수많은 경험을 통해 의식적으로 기억하지 못하는 해답을 내놓고도 다시 의식을 써서 답을 망친 것이다.

이 책은 인간의 의사결정에서 이성과 감정이 담당하는 역할을 재미있게 설명하고 있다. 심리학이나 신경과학 연구결과들을 다루고 있지만 내용이 재미있어서 딱딱하게 느껴지지 않는 '보기 드문' 책이다.

의사결정은 어떻게 해야 잘 할 수 있을까? 의사결정이란 언제나 어려운 것이다. 우리는 의사결정의 종류에 따라 어떤 도구를 사용할지 고민한다. 마트에서 라면을 살 때는 뇌의 어떤 부위를 사용해야 하는가? 수능 시험에 정답을 고칠까 말까 고민할 때는? 이 여자랑 결혼을 할지 말지는?

완 벽한 결론은 없지만, 저자는 어느 정도 해결책을 제시하고 있다. 위에서 든 친구의 사례처럼 경험을 통해 축적된 지식이 활용될 때는 속에서 우러나오는 직관(감정)을 믿어봐도 괜찮다는 것이다. 반면, 새로운 상황이거나 우리의 작업기억이 감당할 수 있을 정도의 정보가 주어진 상황이라면 이성을 사용해도 상관없다.

그래도 의사결정은 여전히 불확실한 영역이다. 우리는 신이 아니기에 앞날을 예측할 수 없고 잘못된 결정을 내리기도 쉽다. 결국 이성과 감정이라는 두 개의 도구를 어떻게 적절히 사용하는지가 핵심이 될 것이다. 만약 당신이 플라톤이 말한 마부와 말을 화해시켜서 의사결정 너머에 있는 저 이데아에 도착하고 싶다면, 이 책을 읽어보는 것도 좋을 것이다.

출처: Cognition & the Arts

번역: 인지심리 매니아

위에 추상화 2점을 관찰해보자. 오른쪽 그림은 마르셀 뒤샹의 '계단을 내려오는 누드 No.2'이다. 왼쪽은 몬드리안의 '회색나무'다. 어떤 그림이 훨씬 운동감 있는가?

Chai-Youn Kim과 Randolph blake의 연구에 의하면, 대부분의 관찰자는 뒤샹의 그림이 더 운동감 있다고 말할 것이다. 뒤샹의 위 그림은 그가 처음 시도했던 운동감을 표현하는 기법이 적용되었다. 그림 속 인물의 여러 이미지 - 각 이미지는 시간별 인물의 위치를 묘사하고 있다 - 가 한장의 그림에 겹쳐져 있다. 마치 다중노출로 촬영한 사진과 같다고 할 수 있다. 연속적인 이미지들을 통해 화가가 한 사건을 시간의 흐름에 따라 묘사했음을 알 수 있다.

Étienne Jules Marey, 'Chronographic Study of a Man Pole Vaulting' (1890) albumin print.

첫 번째 실험에서 연구자들은 추상화를 두 집단으로 분류했다. 한 집단은 뒤샹의 기법처럼 겹쳐진 이미지(superimposed images)를 사용한 그림들이었다. 다른 집단은 회색 나무처럼 superimposing image는 사용하지 않아서 운동감이 없는 그림들이었다. 참가자들은 각 그림이 얼마나 운동감 있는지 평가했다. 그 결과 참가자들은 운동감을 표현하는 기법을 사용한 그림이 더 운동감 있다고 평가했다. 이 결과는 평소 추상화에 조예가 있는 사람이건 문외한이건 동일했다. 하지만 이 두 집단을 비교한 결과 추상화에 조예가 있는 사람이 그렇지 않은 사람보다 운동감을 더 강하게 느꼈다.

두 번째 실험에서는 fMRI를 사용하여 그림을 보는 동안 뇌에서 어떤 일이 일어나는지 관찰했다. 추상화에 조예가 있는 사람과 문외한에게 운동감이 묘사된 그림과 그렇지 않은 그림을 보여주는 동시에 fMRI를 통해 스캐닝을 했다. 운동감이 묘사된 그림은 움직임의 지각을 담당하는 MT+ (middle temporal 영역과 medial superior temporal (MST)영역을 모두 지칭하는 뜻 같다 - 역자 주)영역의 활성화를 증가시켰다. 하지만 이 효과는 추상화에 조예가 있는 사람에 한했다. 문외한의 경우, 운동감을 묘사한 그림이나 그렇지 않은 그림 모두 MT+의 활성화 수준에서 차이가 없었다.

결 국 대부분 뒤샹의 그림이 몬드리안의 그림보다 운동감 있다고 인정하겠지만, 평가자의 신경 수준은 추상화에 대한 친숙도와 관련있는 듯 하다. 왜 이런 결과가 나왔는지 이유는 모르겠지만, 아무튼 이 연구는 현대 미술 박물관을 찾는 사람들의 머리 속이 어떨지 상상하게 만든다. 추상화에 깊은 인상을 받은 사람은 운동감을 묘사하기 위해 그림에 사용된 화법을 관찰해 볼 것이다. 그러나 오직 추상화에 조예가 깊은 사람만 실제 눈으로 지각하는 것과 동일한 방식으로 그림에서 운동감을 느낄 것이다.