신경 과학자들은 뇌의 다양한 영역과 영토의지도 제작자,이를 정의하는 특징과 활동, 연결하는 도로 및 고속도로,이를 묘사하는 경계입니다. 이마 바로 뒤에있는 뇌의 앞쪽에는 판단의 자리로 축하되는 전두엽 피질이 있습니다. 그 뒤에는 운동 계획 및 조정을 담당하는 모터 피질이 있습니다. 측면에 :시간적 엽, 기억과 감정 처리에 결정적인. 그 위에, 체성 감각 피질; 그 뒤에 시각 피질.
Northeastern University의 심리학자 인 Lisa Feldman Barrett에 따르면, 연구자들은 종종 뇌와 그 기능을 대륙에서 국가를 이끌어 낼 수있는 기능을 묘사 할뿐만 아니라“구식지도 제조업자가 그랬던 방식”을 묘사 할뿐만 아니라“구식지도 제작자”를 묘사 할뿐입니다. "그들은 심리적 또는 정신적 또는 행동에 관심이있는 측면에서 뇌를 구문 분석 한 다음,"마치 마치 마치 마치 마치 마치 마치 마치 경계가있는 것처럼 다양한 뉴런 네트워크에 기능을 할당합니다. "
.그러나 깔끔한 경계가있는 뇌지도는 단순히 단순화 된 것이 아니라 오도합니다. Barrett은“100 년 이상 과학자들은 사고, 느낌, 결정, 기억, 움직임 및 기타 일상 경험 사이의 뇌 경계를 열매로 검색했습니다. 최근의 많은 신경 학적 연구는 이러한 정신 범주가“뇌가 어떻게 구성되는지 또는 어떻게 작동하는지 이해하기위한 가이드가 열악하다”는 것을 확인한다.
.신경 과학자들은 일반적으로 특정 영역, 네트워크, 세포 유형으로 뇌의 물리 조직이 어떻게 조직되는지에 동의합니다. 그러나 뉴욕 대학교의 신경 과학자 인 데이비드 포펠 (David Poeppel)은“인식, 기억,주의, 감정 또는 행동 등 뇌가 수행 할 수있는 일과 관련이있을 때, 뇌가 성과를 거둘 수있을 것입니다.
.시각 피질이 시력을 가능하게하거나 청각 피질이 청각을 가능하게하거나 해마가 기억에 필수적이라는 논쟁의 여지가 없습니다. 이 지역의 손상은 그러한 능력을 손상시키고 연구자들은 그 영역에서 그 기본 메커니즘을 확인했습니다. 그러나 예를 들어 메모리는 해마 이외의 뇌 네트워크가 필요하며 해마는 기억 이외의 점점 더 많은인지 과정의 핵심으로 밝혀졌습니다. 때로는 겹치는 정도가 너무 커서 라벨이 의미를 잃기 시작합니다.
Barrett은“신경 과학자들이 뇌를 시도하고 이해하기 위해 사용하는 정신 범주 사이에 일종의 강한 병렬성이 있다는 생각과 정신적 사건의 신경 구현은 잘못된 것입니다.
몬트리올 대학의 신경 과학자 인 폴 시세크 (Paul Cisek)는 현재의 프레임 워크가 중요한 통찰력을 가져 왔지만, 신경 학적 및 심리적 조건에 대한 치료의 발전을 직접적으로 바꾸었던 결과 인 폴 시세크 (Paul Cisek)는 말했다.
그렇기 때문에 Barrett, Cisek 및 다른 과학자들은 우리가 뇌가 어떻게 작동하는지 진정으로 이해하기 위해 현장의 핵심 개념을 근본적으로 수정해야 할 수도 있다고 주장합니다. 그들은 그 도전에 맞서 싸울 때, 뇌에 대한 질문을 구성하는 새로운 방법을 발견하고 있으며, 새로운 답변 :이번 달에만, 그러한 접근법 중 하나는 기억 형성과 대사 조절 사이의 예기치 않은 연관성을 보여주었습니다. 그러나 새로운 틀이 뇌의 운영을 설명하는 데 성공하더라도 일부 연구자들은 그 성공의 가격이 우리의 인간 경험과의 연결 상실인지 궁금해합니다.
‘Sherlock Holmes보다 더 많은 별칭
기능적 자기 공명 영상 (FMRI) 및 기타 강력한 기술로 인해 점점 더 정교한 방식으로 살아있는 뇌를 검사 할 수 있었을 때, 신경 과학자들은 우리의 정신적 능력의 신체적 기초를 열광적으로 찾기 시작했습니다. 그들은 인식,주의, 학습, 기억, 의사 결정, 운동 제어 및 기타 고전적인 정신 활동 범주의 신경 기초를 이해하는 데 큰 진전을 이루었습니다.
.그러나 그들은 또한 이러한 범주와 지원하는 신경망이 예상대로 작동하지 않는다는 불안한 증거를 발견했습니다. 뇌의 건축이 확립 된 정신 범주 사이의 경계를 무시하는 것은 아닙니다. Barrett은“단일 뇌 네트워크가 Sherlock Holmes보다 별명이 더 많을 정도로 겹치는 것이 너무 많다는 것입니다.
.예를 들어, 최근의 연구는 뇌의 3 분의 2가 단순한 눈 움직임에 관여하고 있음을 발견했습니다. 한편, 호흡 중에 뇌의 절반이 활성화됩니다. 2019 년에 여러 과학자 팀은 시각 피질과 같은“인식”영역에서의 대부분의 신경 활동이 감각 입력보다는 동물의 움직임에 대한 정보를 인코딩하고 있음을 발견했습니다.
이 정체성 위기는 신경의 인식의 중심이나 다른인지 기능에만 국한되지 않습니다. 모든 척추 동물의 뇌의 구조 인 소뇌는 거의 전용 운동 제어에 전념하는 것으로 생각되었지만 과학자들은 또한 관심 과정, 감정 규제, 언어 처리 및 의사 결정에 대한 도구라는 것을 발견했습니다. 일반적으로 운동 제어와 관련된 뇌의 또 다른 고대 부분 인 기초 신경절은 여러 고급인지 과정에서 유사하게 연루되어 있습니다.
이러한 혼란스러운 결과 중 일부는 방법 론적 문제에서 비롯 될 수 있습니다. 예를 들어, 인간 뇌가 다른 기능을 수행하는 위치를 찾기 위해, 신경 과학자는 일반적으로 FMRI에 의해 측정 된 뇌 활동 패턴과인지 과정을 상관시킨다. 그러나 연구는 연구자들이 독서를 오염시킬 수있는 관련이없는 근육 트 위치와 피트에 더 경계해야한다고 제안합니다.
.NYU 의과 대학의 신경 과학자 인 György Buzsáki는“당신은 당신의 결과가 높은 수준의 인식에 대해 이야기하고 있다고 생각합니다.
그러나 그와 다른 과학자들은 최근의 발견이 신경 과학에서 더 깊은 개념적 문제를 강조한다고 생각합니다. Buzsáki는“우리는 선입견에 따라 뇌의 부동산을 나누고, 내가 걱정하는 한, 그 선입견이 경계를 가지고 있으며 뇌 기능에서 동일한 경계가 존재한다고 가정합니다.
2019 년 Stanford University의 신경 과학자 인 Russell Poldrack과 그의 동료들은 정신 기능에 대한 인정 된 범주가 얼마나 적절한 지 테스트하기 시작했습니다. 그들은 작업 기억, 반응 억제 및 학습을 포함하여인지 제어의 다양한 측면을 테스트하도록 설계된 실험에서 얻은 대량의 행동 데이터를 수집하여 머신 러닝 분류기를 통해이를 실행했습니다. 결과적으로 분류는 기대를 무시하고 전통적인 범주의 뇌 결과를 혼합하고이를 새로운 그룹으로 분류하는 새로운 그룹으로 분류하는 것 "이라고 Poldrack은 말했다.
Poldrack의 동료들의 또 다른 연구에 따르면 Poldrack은“인식이나 기억력을 측정하기위한 과제가“결국 다른 구성을 측정하는 것은 아니었다”고 Poldrack은 말했다. "이 두 범주는 실제로 부정확하다는 것을 암시합니다." 그는 "인식"또는 "기억"이 쓸모없는 용어가 아니라는 것은 아니라고 강조했다. 그러나“뇌가 무엇을하는지 이해하고 싶다면 특정 기능을 이해하는 데 훨씬 더 정확한 방법이 필요할 것입니다.”
Poldrack은“인식 테스트를 기억의 테스트와 차별화하는 방법이 명확하지 않다는 사실조차 명확하지 않다는 사실조차 명확하지 않다는 사실은 이러한 범주 적 구성이“실제로 마음의 실제 조직적 특징이 아닐 수도있다”고 말했다.
일부 과학자들은 시각적 피질이 비전에만 관여하지 않거나 메모리 네트워크가 이름이 제안한 것보다 더 많은 일을하고 있다고 알고있는 한, 우리는 반드시 카테고리 자체를 다시 생각할 필요는 없습니다. 그러나 Johns Hopkins University의 신경 과학자 인 John Krakauer는“때로는 지나치게 광범위하고 모호한 용어가 우리가 생성하는 실험과 가설에 해로운 영향을 줄 수 있습니다.
감정과 기분에 대한 연구에서 가장 분명했을 것입니다.
두려움과 혼란
Joseph Ledoux는 NYU의 신경 과학자이며 편도체에 대한 개척 작업으로 유명합니다. 그러나 그 프레임은 매우 잘못되었고 매우 해 롭습니다. "나는 편도체에서 두려움이 어떻게 나오는지 알게 된 사람으로서 수년에 걸쳐 계속 소개되었습니다." “그러나 나는 이런 식으로 소개 될 때 항상 일종의 플린 치가 될 것입니다. 마침내, 나는 충분했다.”
Ledoux는 지난 10 년 동안 편도체가 두려움을 일으키는 데 전혀 관여하지 않는다는 것을 강조했습니다. 그는 두려움은 상황에 대한인지 적 해석이며, 기억과 다른 과정에서 주관적인 경험을하는 것이라고 지적했다. 어떤 사람들이 두려움으로 경험하는 심리적 현상은 다른 사람들이 매우 다른 것으로 경험 될 수 있습니다. 연구에 따르면 두려움의 느낌은 전두엽 피질과 관련 뇌 영역에서 발생합니다.
반면에 편도체는 고대의 잠재 의식 및 생리적 메커니즘 인 위협 처리 및 반응에 관여합니다. Ledoux는“증거는 항상 행동을 일으키는 것이 항상 두려워하는 것은 아니라는 것을 보여줍니다.
Amygdala를 두려움 센터라고 부르는 것은 무해한 것처럼 보일지 모르지만 그는 계속해서“편도체는 모든 의미 론적 두려움을 물려받습니다.” 이러한 실수는 불안을 줄이기위한 약물을 포함하여 약물을 개발하려는 시도를 왜곡 할 수 있습니다. 스트레스를받는 동물에서 잠재적 치료가 테스트 될 때, 동물이 소심하게 행동하거나 생리 학적 각성을 덜 나타내면, 일반적으로 불안이나 두려움 수준의 감소로 해석됩니다. 그러나 약물은 누군가의 행동 또는 생리적 반응 (편도체의 생산량)을 변화시킬 수 있다고 Ledoux는 말했다.
"이 혼란 때문에 전체 분야가 고통 받고있다"고 그는 말했다.
그는 다른 영역에서도 비슷한 문제가 발생한다고 덧붙였다. 예를 들어 감각 자극의 물리적 처리와 의식적 경험이 종종 함께 번들로 인식되는 인식 연구와 같이 덧붙였다. 두 경우 모두 Ledoux는“이것들이 분리되어야합니다.”라고 생각합니다.
컨텍스트에서 기능적
그러나 다른 뇌 영역의 중요성을 괴롭히는 것은 특정 기능에서 신경계의 관여가 단순히 전부 또는 전혀 아님을 발견함으로써 더욱 복잡합니다. 때로는 처리중인 내용에 대한 세부 사항에 따라 결정됩니다.
피질의 고전적인 "메모리"시스템의 중요한 구성 요소 인 perirhinal cortex라고 불리는 내측 측두엽의 일부를 취하십시오. 국립 정신 건강 연구소 (National Institute of Mental Health)의 엘리자베스 머레이 (Elisabeth Murray)와 다른 사람들은 인간과 원숭이가 서로 닮은 쌍에서 원하는 이미지를 선택하도록 요청한 실험을했습니다.
그들은 특정 양의 특징 중첩이 존재할 때만 과제의 성능에 관여했다는 것을 발견했다. 이미지가 더 유사하거나 작아지면, 피질의 피질은 인간이나 원숭이가 얼마나 잘했는지와 관련이 없습니다. 마찬가지로, 전통적으로 시각적 인식에서 역할을 할당 한 열등한 시간 피질은 메모리 작업에 중요한 것으로 밝혀졌지만 특정 상황에서만 중요합니다.
은퇴 한 신경 생물학자인 Steven Wise (이전 NIMH)에게, 이번 발견은 피질 영역을 전문화 된 시각적, 청각, 체세포 감각 또는 임원 기능 측면에서 분류하는 대신, 연구원들은 그들이 나타내는 다양한 정보 조합을 연구해야한다는 것을 암시합니다. 한 영역은 주황색 사각형의 "오렌지"및 "정사각형"과 같은 간단한 기능 조합을 나타내는 데 관여 할 수 있습니다. 다른 영역은 시각적 특징의보다 복잡한 조합 또는 음향 또는 정량적 정보의 조합을 나타내도록 진화했을 수 있습니다.
Wise는이 뇌 조직 체계가 왜 전통적인 정신 활동지도에서 예상치 못한 기능적 중복이 왜 그렇게 많은지 설명한다고 주장합니다. 각 지역이 특정 정보의 조합을 나타내는 경우,“기억, 인식,주의, 그리고 행동의 통제를 위해 그렇게합니다.”라고 Wise는 말했다.
그렇기 때문에 Murray가 그녀의 실험에서 사용한 인식과 기억력 과제는 때때로 피질의 피질과 관련이 있습니다. 각 작업의 이미지가 변형됨에 따라 차별화 된 기능의 조합이 변경되었습니다.
Wise의 표현 프레임 워크는 뇌의 세분을 다시 생각하는 한 가지 방법 일뿐입니다. 다른 연구자들은 대부분의 신경 과학 연구를 안내하는 부품 목록에 문제가 있다는 데 동의하지만,이를 해결하는 방법에 대한 합의는 거의 없습니다.
그리고이 분야의보다 급진적 인 재고를 선호하는 과학자들조차도 개요하기가 어렵다는 것을 알게됩니다. “일이 어떻게 작동하지 않는지 쉽게 보여줄 수 있습니다. 이제 어려운 부분은 여기에서 어디로 가야할지입니다.”라고 메릴랜드 대학교의 신경 과학자 인 Luiz Pessoa는 말했습니다. “저는 종종 사용을 비판하고있는 많은 용어를 사용하여 나 자신을 사로 잡았습니다. ‘주의’,‘감정’,‘동기 부여’라고 말하지 않고 모든 것을 어떻게 말할 수 있습니까?
몬트리올의 시세는 진화론 적 관점에서 개념적 범주를 재건하기 시작한 몇몇 연구원 중 한 명입니다. 지난 5 년 동안, 그는 행동 시스템의 진보적 인 전문화를 조사하면서 척추 동물 진화를 통해 힘들게 나아갔습니다.
"기능적 세분은 뇌에 존재한다"고 그는 말했다. “그리고 그들은 실제로 그들에게 진화론적인 역사를 가지고 있습니다. 그 역사를 식별 할 수 있다면 개념을 더 잘 식별하는 데 도움이 될 것입니다.”
Cisek은 이미 새로운 뇌 활동에 대한 새로운 붕괴를 사용하여 기저 신경절이 일부 의사 결정 과제에서 중요한 역할을하는 이유를 설명했습니다. "당신은 '의사 결정'이라는 용어 나 '주의'라는 용어가 실제로 뇌의 사물에 해당하지 않는다는 것을 알고 있습니다." "대신 뇌에는 매우 실용적인 회로가 있으며,‘접근’또는‘피’와 같은 특정 일을합니다.…
Buzsáki도 비슷한 견해를 취합니다. "우리는 먼저 뇌 메커니즘을 살펴 봐야하며, 왜 그런 것들이 어떻게 진화했는지 살펴 봐야합니다." 예를 들어, 기억, 미래 계획 및 상상력은 동일한 신경 메커니즘에 의해 부분적으로 인코딩되며, 동일한 시스템이 다른 목적으로 재활용 될 수 있기 때문에 진화론 적 관점에서 의미가 있습니다. "당신은 모든 []에 대해 하나로 생각하는 것이 더 나을 수 있습니다."그는 말했다.
이 접근법은 이미 흥미로운 발견으로 이어지고 있습니다. Buzsáki는 수년 동안 해마의 뇌 활동 유형 인 Sharp Wave Ripples를 연구하여 기억의 저장 및 검색을 가능하게했습니다. 그러나 이번 달 자연 , 그의 전 박사 과정 학생 David Tingley와 Buzsáki의 실험실에있는 다른 사람들은 그들에게 완전히 새로운 기능을 공개했습니다. 혈당 수치를 조절하는 데 도움이되었습니다.
Buzsáki는“우리는 두 가지 매우 다른 극단을 연결하고 있습니다. 그는 이제 둘 사이의 더 깊은 연결을 밝히고 신체 규제에 대한 날카로운 파도 러플이 메모리 형성을 위해 얼마나 용도로 변경되었는지에 대한 통찰력을 얻기를 바라고 있습니다.
당황하지 마십시오
정신 범주 연구에 대한 대안 적 접근도 가능합니다. 예를 들어 Barrett, Pessoa 등은 전체 뇌 신경 활동과 동시에 다양한 행동을 고려하고 있습니다. Barrett은“부품이 상호 작용할 때 전체 시스템을 연구합니다. 기억, 인식 및 관심과 같은 기능적 범주는“뇌 상태의 특징”으로 이해 될 수 있습니다.
Poldrack은 그의 이전 행동 데이터에 대한 그의 초기 연구에서 등장한 반 직관적 인 그룹으로 인해 새로운 범주에 대한 모델이없는 데이터 중심 검색에 계속 관심을 갖고 있습니다. 그는 정신적 개념이 잠재적으로 계산 용어로 다시 작성 될 수 있다고 생각합니다. 아마도 인공 신경 네트워크에서 레이어를 정의하는 수학적 설명의 단순화 된 버전으로.
이러한 잠재적 솔루션 각각에는 단점이 있습니다. Barrett은“그러나 이전 질문에 대한 모든 질문에 의해 새로운 접근 방식을 평가하지는 않습니다. "새로운 질문을 기반으로 평가합니다."
"이 작업을 수행하는 올바른 방법은 없습니다."라고 그녀는 덧붙였습니다. "더 나은 방법과 더 나쁜 방법 만 있습니다."
Poldrack은 동의했다. "나는 우리 중 누구도 사람들에게 말하고 싶지 않다고 생각합니다. 더 이상‘기억’이라는 단어를 사용하지 마십시오." 그러나 뇌를 이해하기 위해서는 그것이 어떻게 작동하는지에 대한 직관에 도전해야 할 수도 있습니다.
또 다른 중요한 고려 사항은 새로운 프레임 워크가 얼마나 의미있는 지에 대한 것입니다. Krakauer는“지식의 관점에서 얻을 수 있지만 실제로 자신의 이해를 멈출 수 있습니다.
우리는 뇌가 어떻게 작동하는지 궁금해 할 때, 우리는 그것을 의미하기를 원한다고 설명했습니다. 사랑에 빠질 때 내 뇌에서 무슨 일이 일어나고 있습니까? 아니면 흥분 될 때? 우리가 주관적인 경험과 친숙한인지 개념에서 너무 멀리 떨어져 있다면, 뇌에 대해 배우는 것은 hitchhiker 's Guide to the Galaxy 와 같은“42”와 같을 것이라고 걱정합니다. :정답이지만 우리가 염두에두고있는 질문은 아닙니다. "이제 우리는 그와 함께 살기를 원합니까?" 크라 카우어가 물었다.
