뇌는 우리가 자는 동안에도 결정을 내릴 수 있다

: By Thomas Andrillon과 Sid Kouider

뇌가 우리가 수면 중에 결정을 내릴 수 있습니다.

잠자는 동안 잠자는 동안 우리의 마음이 바깥 세상에서 종결된다는 아이디어는 오늘날의 잠자는 삶의 모습과 우리의 두뇌가 완전히 전환되지 않는다는 것을 증명할 수있는 최근의 과학적 발견에도 불구하고 고대와 아직 수면에 깊이 빠져있는 생각입니다 우리의 환경에서.

오히려 우리 뇌는 그 문을 살짝 열어둘 수 있습니다. 예를 들어, 우리는 자신의 이름이나 알람시계, 화재 경보기처럼 특히 두드러지는 소리를 들을 때, 똑같이 크지만 덜 중요한 소리보다 더 쉽게 깨어납니다.

뇌를 자동 조종 장치로 설정하기

연구 중 현재 생물학에서 출판 됨 우리는 한 걸음 더 나아가 복잡한 자극은 우리가 잠들어 있는 동안에만 처리되는 것이 아니라, 깨어 있을 때와 마찬가지로 이 정보를 사용해 결정을 내릴 수 있다는 것을 보여주었습니다.

우리의 접근 방식은 간단했습니다. 우리는 뇌가 어떻게 빠르게 반응하는지에 대한 지식을 바탕으로 구축했습니다. 복잡한 작업을 자동화합니다예를 들어, 자동차를 운전하려면 많은 정보를 동시에 통합하고, 신속하게 결정을 내리고, 복잡한 모터 시퀀스를 통해 실행에 옮겨야 합니다. 마치 우리가 자동 조종 장치를 사용한다고 말할 때처럼, 아무것도 기억하지 않고 집까지 운전할 수도 있습니다.

우리가 잠들어 있을 때, 지시에 주의를 기울이거나 지시를 실행하는 데 중요한 뇌 영역 비활성화됩니다물론, 이로 인해 작업 수행을 시작할 수 없게 됩니다. 하지만 우리는 실험 참가자들에게 수면 시작 직전에 자동화된 작업을 시켰을 때, 수면 시작 후에도 뇌에서 어떤 과정이 지속되는지 확인하고 싶었습니다.

이를 위해 우리는 참가자들에게 말한 단어를 두 가지 범주로 분류하도록 하는 실험을 수행했습니다. 첫 번째 실험에서는 동물이나 사물을 지칭하는 단어, 예를 들어 "고양이"나 "모자"를 지칭했습니다. 두 번째 실험에서는 "망치"와 같은 실제 단어와 "파부"와 같은 가짜 단어(발음은 가능하지만 사전에는 없는 단어)를 지칭했습니다.

참가자들은 왼쪽이나 오른쪽 버튼을 눌러 들은 단어의 범주를 표시하도록 요청받았습니다. 과제가 더 자연스럽게 진행되자, 계속해서 단어에 반응하도록 했지만, 잠들도록 했습니다. 참가자들은 어두운 방에 누워 있었기 때문에 단어가 재생되는 동안 대부분 잠이 들었습니다.

동시에 참가자들의 머리에 EEG 전극을 부착하여 각성 상태를 모니터링했습니다. 참가자들이 잠든 후, 듣고 있던 단어의 흐름을 방해하지 않고 같은 범주의 새로운 항목을 제시했습니다. 이 실험의 목적은 참가자들이 단어의 의미를 추론하도록 유도하거나(첫 번째 실험), 단어가 사전에 포함되어 있는지 확인하도록 유도하는 것이었습니다(두 번째 실험).

물론, 참가자들은 잠이 들면 버튼 누르기를 멈췄습니다. 따라서 참가자들의 뇌가 여전히 단어에 반응하는지 확인하기 위해 뇌의 운동 영역의 활동을 살펴보았습니다. 왼쪽 버튼을 누르려고 계획하는 것은 우반구를, 반대의 경우도 마찬가지입니다. 운동 영역에서 뇌 활동의 편측화를 살펴보면, 누군가가 반응을 준비하고 있는지, 그리고 어느 쪽을 향해 있는지 파악할 수 있습니다. 이 방법을 수면자에게 적용함으로써, 수면 중에도 뇌가 듣고 있는 단어의 의미에 따라 좌우 반응을 일상적으로 준비한다는 것을 확인할 수 있었습니다.

더욱 흥미로운 점은 실험이 끝나고 깨어난 후, 참가자들이 잠자는 동안 들었던 단어는 전혀 기억하지 못했지만, 깨어 있을 때 들었던 단어는 매우 잘 기억했다는 것입니다. 즉, 참가자들은 완전히 잠든 상태에서도 복잡한 정보를 처리했을 뿐만 아니라, 무의식적으로도 처리했다는 것입니다. 저희 연구는 수면 중뿐만 아니라 무의식 상태에서도 뇌가 정보를 처리하는 능력에 대한 새로운 시각을 제시합니다.

잠자는 동안 행동 준비하기

이 연구는 시작에 불과합니다. 중요한 질문들이 아직 풀리지 않았습니다. 수면 중에 행동을 준비할 수 있다면, 왜 실제로 행동을 하지 않는 걸까요? 잠자는 뇌는 어떤 종류의 처리를 할 수 있고 할 수 없을까요? 문장이나 일련의 문장을 처리할 수 있을까요? 꿈을 꿀 때 무슨 일이 일어날까요? 이러한 소리들이 꿈의 풍경에 반영될까요?

하지만 가장 중요한 것은, 우리의 연구가 수면 중에도 학습한다는 오랜 환상을 되살린다는 것입니다. 수면이 중요하다는 것은 잘 알려진 사실입니다. 이전에 배운 정보를 통합하다 또는 조건화와 같은 기본적인 학습 형태가 발생할 수 있습니다. 우리가 잠들어 있는 동안하지만 더 복잡한 형태의 학습이 일어날 수 있을까요? 그리고 이를 위해 뇌가 치러야 할 희생은 무엇일까요?

수면은 뇌와 전체에 중요합니다. 수면 부족은 죽음으로 이어진다 약 2주에서 4주 후에요. 사실, 수면은 모든 동물에게 보편적인 중요한 현상이라는 점을 명심해야 합니다. 우리는 여기서 수면이 전부 아니면 전무의 상태가 아니라는 것을 증명했습니다. 밤 동안 뇌가 배우고 무언가를 하도록 강요하는 것이 장기적으로 궁극적으로 유익하다는 것도 아닙니다.

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저자에 관하여

토마스 안드릴론 Thomas Andrillon은 파리 고등사범학교(Ecole Normale Supérieure de Paris)의 박사 과정 학생입니다. 그는 Sid Kouider(PhD)의 지도 아래 프랑스 파리 고등사범학교(ENS) 인지과학 연구소(Laboratoire de Sciences Cognitives et Psycholinguistique)와 Giulio Tononi(MD, PhD)의 지도 아래 미국 위스콘신 매디슨 대학교(University of Wisconsin at Madison, WI) 수면 및 의식 센터(Center for Sleep and Consciousness)에서 연구를 진행하고 있습니다. 그의 박사 과정 프로젝트는 자연 수면 중에 뇌가 어떻게 그리고 얼마나 깊이 정보를 처리할 수 있는지 이해하는 것을 목표로 합니다. 그는 또한 수면과 같은 무의식적 또는 단절된 상태에서 처리된 새로운 정보를 학습하는 뇌의 능력을 조사하는 데 관심이 있습니다. 이러한 질문에 답하기 위해 그는 행동 및 전기 생리학적 기록(EEG, 두개내 기록)을 사용하여 인간과 동물을 연구하고 있습니다.

시드 쿠이더는 파리 고등사범학교(Ecole Normale Supérieure de Paris)의 선임 연구 과학자(CNRS)입니다. 그는 의식의 신경생물학적 및 심리학적 기반을 연구하는 인지신경과학자입니다. 그는 주로 의식적 과정과 무의식적 과정이 심리적 및 신경적 수준에서 어떻게 다른지에 관심을 두고 있습니다. 그는 다양한 행동 및 뇌 영상 기법(예: fMRI, EEG/MEG)을 사용하여 인간이 무의식적으로 사물을 처리하는 방식(예: 잠재의식적 지각 상황)을 연구하고 이를 의식적 처리 상황과 비교합니다. 그는 이러한 연구 분야를 확장하여 언어 발달 전 아기의 의식과 관련된 신경 상관관계를 연구하고 있습니다.