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미래&과학과학

미래를 상상할 때, 뇌 안에서 벌어지는 일들

등록 :2021-05-24 10:19수정 :2021-06-10 22:28

휴식할 때 활성화하는 기본모드네트워크
앞쪽과 뒤쪽 두 영역으로 나뉘어 움직여
평가 역할 뒤쪽은 ‘긍정 상상’ 때 더 활성화

뭔가를 상상할 때와 멍때릴 때 활성화하는 뇌 영역은 같은 부위다. 픽사베이
뭔가를 상상할 때와 멍때릴 때 활성화하는 뇌 영역은 같은 부위다. 픽사베이

우리가 아무 일도 하지 않고 쉬거나 잠을 자는 동안에도 뇌는 열심히 활동하고 있다. 가만히 있을 때도 체내에서는 생명 유지를 위한 기초 신진대사 활동이 이뤄지는 것과 마찬가지다.

특별한 생각 없이 `멍 때리기'를 하는 중에도 계속해서 활동하는 뇌 부위를 `기본모드네트워크'(DMN)이라고 부른다. 2001년 미국 워싱턴대 의대 연구진이 처음 발견한 기본모드네트워크는 뇌의 앞쪽 전두엽 피질, 뒤쪽 대상 피질, 측두엽, 두정엽에 해당하는 영역으로 구성돼 있다.

이 부위를 처음 발견했을 땐 휴식 중에만 활성화하는 것으로 알았으나 나중엔 공상이나 계획 수립, 미래 상상을 할 때도 활성화하는 것으로 드러났다. 상상력의 원천지 역할을 하는 뇌 영역인 셈이다.

그동안 과학자들은 기본모드네트워크가 구체적으로 어떻게 작동하는지에 대해선 파악하지 못했다. 앞쪽과 뒤쪽 두개의 하위 영역으로 나뉘어 활성화한다는 건 알았으나, 두 영역의 구체적 역할이 무엇인지는 베일에 싸여 있었다.

뇌의 기본모드네트워크 부위. 앞쪽과 뒤쪽 두 영역으로 나뉘어 있다. 위키미디어 코먼스
뇌의 기본모드네트워크 부위. 앞쪽과 뒤쪽 두 영역으로 나뉘어 있다. 위키미디어 코먼스

최근 그 베일의 일부가 벗겨졌다. 미국 펜실베이니아대 연구진이 미래를 상상할 때 기본모드네트워크의 두 개 하위 영역이 각각 어떻게 작동하는지를 발견해 국제학술지 `신경과학저널'(Journal of Neuroscience) 최근호에 발표했다.

이에 따르면 기본모드네트워크의 두 하위 영역 중 하나는 상상 시나리오를 만드는 역할을 하고, 다른 하나는 이를 평가하는 일을 한다. 이는 뇌가 객관적 상황과 주관적 감정을 분리해 처리한다는 걸 뜻한다.

연구진은 기본모드네트워크의 작동 기제를 파악하기 위해 여성 13명과 남성 11명을 대상으로, 상상하는 동안의 뇌 활동을 기능성 MRI(자기공명영상장치)로 촬영하는 실험 연구를 진행했다.

상상할 때의 뇌 기본모드네트워크 활동. 빨간색은 시나리오의 생생함을, 파란색은 긍정-부정의 느낌을 관장하는 부위다.Credit: Lee et al., JNeurosci 2021
상상할 때의 뇌 기본모드네트워크 활동. 빨간색은 시나리오의 생생함을, 파란색은 긍정-부정의 느낌을 관장하는 부위다.Credit: Lee et al., JNeurosci 2021

연구진은 우선 실험 참가자들에게 7초 동안 가상의 상황이 적힌 32가지 문장을 프롬프터에 띄워주고 이 가운데 하나를 읽도록 했다. 예컨대 “열대지방 섬의 따뜻한 해변에 앉아 있다고 상상하십시오” “내년에 복권에 당첨됐다고 상상하십시오”같은 내용이다.

그런 다음 12초 동안 그 상황을 구체적으로 생각하고, 이어 14초 동안 자신이 생각한 상황이 얼마나 생생한지, 그리고 상황이 자신에게 어떤 감정을 주는지 평가하도록 했다. 생생함은 머리 속에서 그 상황이 얼마나 자세하게 그려지는지를, 감정 평가는 그 상황이 부정적인지 긍정적인지를 판단하는 것이다. 참가자들은 네 차례에 걸쳐 같은 실험을 반복했다. 그 때마다 연구진은 뇌의 활동을 관찰했다.

2019 한강 멍때리기 대회 장면. https://www.spaceoutcompetition.com/
2019 한강 멍때리기 대회 장면. https://www.spaceoutcompetition.com/

뇌 영상을 분석한 결과, 앞쪽 네트워크는 머리 속에서 그려지는 상황이 생생할수록 활동이 더 활발한 것으로 나타났다. 시나리오의 내용 자체에는 별다른 영향을 받지 않았다. 상상한 상황이 긍정적이든 부정적이든 활성화 정도는 모두 같았다. 반면 뒤쪽 네트워크는 부정적 상황보다 긍정적 상황에서 더 활성화됐다.

연구를 이끈 조지프 케이블 교수(심리학)는 “앞쪽 네트워크는 상상의 시나리오를 만드는 데 관여하며, 뒤쪽 네트워크는 상황에 대한 평가를 담당하는 것으로 보인다”고 말했다.

뇌가 어떤 특정 상황에서 이렇게 뚜렷하게 영역별로 역할 분담을 하는 경우는 보기 드문 사례라고 연구진은 설명했다. 연구진은 이번 연구로 상상력의 기반을 이해하는 첫 걸음을 내딛게 됐다고 평가했다.

이번 연구에서 참가자들은 상상 시나리오가 긍정적인지, 부정적인지에 대해서만 평가했다. 연구진은 앞으로 선과 악이라는 이분법을 넘어서는 더 복잡한 평가 실험을 통해 상상력의 비밀을 더 벗겨낼 수 있을 것으로 기대했다.

곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr
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