심리학과, 상담학과, 임상심리사 2급, 정신보건 등 인지심리학 요점 요약 6. 인지신경과학적 차원에서의 주의

6. 인지신경과학적 차원에서의 주의

1) 인지신경과학(cognitive neuroscience)
□ 인지심리학+인지과학의 이론과 방법으로 뇌, 행동, 그리고 인지의 관계를 연구함
□ 인간의 신경해부 구조가 지각, 기억, 주의, 학습과 같은 인지 과정에 어떤 제약을 주는지
밝혀내고자 함
□ 양전자 방출 단층 촬영법(PET), 기능자기 공명영상법(fmri), 뇌손상법, 뇌파 측정기법 등을
사용하여 주의 및 주의와 관련된 표상들을 처리하는 심리적 과정들(mental processes)의
배후에 어떤 신경망이 있는지를 밝혀내고자 했음

뇌에서 분산된 주의망

 
전대상회에 있는 집행기가 작업기억을 지원하는 전두엽, 정향주의를 지원하는 두정엽,
그리고 시각 세부특징을 추출하는 후두엽의 정보처리를 조정하고 있다.

2) 인지 신경 과학적 접근 설명을 하기 위한 연구소개
□ 사전단서(pre-cueing task)를 사용하여 한 연구

□ 실험결과: 조건1~3을 먼저 제시하고 화면의 별을 제시하였더니, 조건1의 사람들이 가장
정확하고 빠르게 반응하였음
□ 해석: 별이 나오기 전에 사전에 어느 위치에서 나올지 사전 정보를 주면 그 쪽 방향으로
주의를 주고 있기 때문에 빠르게 반응한 것이라 해석할 수 있음. 그러나 별이 나올 위치와
다른 위치에서 사전단서를 주면 이미 주의가 이탈해있기 때문에 별이 나왔을 때
반응하기까지 시간이 좀 걸림
□ 정향주의(orienting attention): 마치 소리가 나는 곳으로 동물들이 귀를 쫑긋 하는 정향
반사처럼 사전 단서가 제시된 방향 쪽으로 주의가 가는 것을 의미함
□ 위 연구들을 뇌 영역이 손상된 환자들에게 제시하였음
① 우반구 두정엽 손상이 된 환자들은 원래 왼쪽 시야에 있는 물체들은 마치 없는 것처럼 느껴짐
- (잘 보이는) 오른쪽 시야 내에서 별이 나오는 위치랑 다른 위치에 사전단서를
주면(부당조건) 조금 반응시간이 느렸음
- (잘 안 보이는) 왼쪽 시야 내에서 별이 나오는 위치랑 같은 위치에 사전단서를 주면
(잘 보이는) 오른쪽 시야에서 타당조건을 준 조건만큼 반응시간이 비슷했음
- 해석: 우반구 두정엽 손상 때문에 부당한 위치에서 주의를 이탈시키는 과정에 문제가
있었기 때문에 (잘 보이는) 오른쪽 시야 내에서 조차 부당조건에서 반응이 매우 느렸던 것임
② 중뇌의 상구는 안구이동을 지원하는 뇌 신경 구조물로써, 상구가 손상된 환자들은 눈이
한 위치에서 다른 위치로 빠르게 움직이는 안구운동 장애를 보임
- 눈을 재빨리 움직이기 힘든 방향에 사전단서를 제시하면 반응시간이 느렸음
- 해석: 상구의 손상 때문에 주의를 한 위치에서 다른 위치로 이동시키는 과정이 크게
영향을 받았기 떄문임
③ 뇌의 시상침이 손상된 환자들은 두정엽 손상자 또는 중뇌 손상자와 다른 반응을 보였음
- 우반구 두정엽 손상자들은 (잘 안보이는) 왼쪽 시야에서 조차 타당조건에서는 (잘 보이는)
오른쪽 시야에서 보인 반응만큼 곧잘 했는데, 우반구 시상침 손상자들은 그렇지 않았음
- 즉, 시상침이 손상되면 방향과 상관없이 표적에 주의를 잘 몰입시키지 못하는 것임
- PET 촬영법으로 원숭이의 뇌 활동을 측정한 연구에서도 두정엽, 상구, 시상침이 같은
반응을 보였음을 확인함

3) 스트룹 명명과제를 활용한 인지신경과학적 접근
□ 스트룹 명명과제를 잘하려면 단어의 모양을 무시하고 단어를 채운 색깔에만 주의를 해서 그
이름을 빨리 말해야 함
□ 정상인 뇌를 PET로 측정해보니, 인쇄된 단어들을 보기만 했을 때 별로 활동하지 않았던
전대상회(anterior cingulate) 부위가 참여자들이 실험조건의 자극판을 보고 있을 때 활발한
포도당 대사를 보였음

□ 즉, [전대상회]라는 부위는 주의를 통제시키는 역할을 하는 부위로 간주됨(이 과제는 단어를
보고 떠오르는 의미에 대한 자동적 처리를 억제해야하기 때문)
□ 전대상회는 숫자 거꾸로 빼는 과제를 할 때에도 활발하게 작용하였음

4) 실생활에서 주의주기: 집중
(1) 조명과 집중
□ 교실에서 칠판이 녹색인 이유: 집중력을 높이고 장시간 공부로 지친 눈의 피로를 풀어주기 위함
□ 실제로 심리적 안정감을 위해 공부방 벽지를 푸른색이나 아이보리색으로 선택하나, 실제로
공부에 영향을 미치는 건 색깔이 아니라 조명임
□ 형광등 같은 직접 조명(일반적으로 밝은 곳, 순간적 각성은 가능하나 오래 집중 힘듦) 보다
스탠드 같은 간접 조명(조금 어둡고 안정감 주는 조명, 오래 집중 가능)이 더 집중가능
□ 예: 패스트푸드점에서 밝은 조명을 쓰는 이유도 고객이 빨리 먹고 나가야 매장회전율이 높아지기 때문임

 

(2) 뇌 훈련하기
□ 뇌는 뉴런이라는 신경세포의 집합
□ 뉴런을 사용하지 않으면 그 역할을 잃어버림
□ 집중/주의할 수 있는 뇌를 단련시키기 위해서는 매일같이 조금이라도 공부(학습)하는 것이
좋음(뇌세포 단련)
□ 50분 공부-10분 휴식으로 계획을 했을 때 SNS 나 컴퓨터 하는 활동이 휴식이 되어선
안됨(여전히 뇌에 자극을 주는 활동임)

 

(3) 집중력 높이는 방법
□ 3시간 공부해도 학습 효과 없는 학생 vs 1시간 공부해도 되는 학생의 차이 ⇒ 집중력
□ 집중력을 높이는 가장 기본 ⇒ 정서적 안정(스트레스가 많고 마음이 불안하면 집중 못함)
□ 건강하지 않은 신체 역시 집중 못함

5) 공부/학습/업무의 길을 알고 있는 ‘우리 몸’
□ 1998년 12월, NASA(미국 항공 우주국)은 화성 기후 탐사궤도 우주선을 우주로 날려 보냄
⇒ 실패로 끝남
- 우주선이 행성에 진입할 때는 행성의 인력에 영향을 받게 되는데, 너무 늦게 진입하면
추락함, 너무 빨리 진입하면 이상한 방향으로 날라가 버림
- 적절한 속도를 정밀하게 계산해서 해야함
□ 왜 실패했을까?
- 적절한 속도로 진입하려면 역추진 엔진을 가동해야하는데, 역추진 엔진이 너무 강력하게
돌았던 것임
- NASA 우주선은 하청업체들이 부품을 조립해서 완성함 → 나라마다 측정법 차이 있음 → 혼선 생겨서 실패함
□ 문제가 있다는 걸 몰랐을까?
- 문제가 있는 것을 알았지만 다른 더 중요한 일에 쫓겨 그 일을 먼저 하다가 이 부분을 놓침 
- 너무 시간을 빡빡하게 잡아놓아서 세세한 주의를 기울이지 못함
- 절박한 일정에 누구도 제대로 못 쉬며 문제를 곰곰이 생각할 여유가 없었음

(1) 문제 해결의 열쇠: 휴식
□ 무언가 열심히 하는 것도 좋지만, 때로는 아무것도 안 해야 될 때가 있다.
□ 뇌가 휴식에 들어가면 뇌는 우리가 집중할 때 못하던 것을 해내기 시작(무의식의 힘 발휘)
□ 실험

□ 해석
- 우리에게는 감당할 수 있는 정보의 양이 한정되어 있음
- 이때 의식적인 생각을 하면 매우 복잡한 사항에서도 생각을 단순화하려는 욕구가 생기게
됨(= 큰 그림을 못 보고 자잘한 특징에 집중하게 된다는 뜻)
- 하지만 무의식은 의식보다 처리할 수 있는 정보의 양이 많음
- 의식적일 때보다 정교하게 생각할 수는 없기에 정보 양이 적을 때는 힘을 발휘하지 못함.
정보가 너무 많은 복잡한 사항일 때는 무의식이 더 훌륭하게 해냄
- 무의식은 선형적 사고에서 벗어날 가능성이 크기 때문에 창의적 사고를 가능하게 해줌
- 예: 아인슈타인은 생각이 막힐 때마다 바이올린 연주를 함
- 예: 우디 앨런은 기발한 아이디어를 내려고 몇 번씩 샤워
▣ 결론: 풀리지 않은 복잡한 문제 해결을 해야할 때는 무의식 힘이 발휘되도록 “휴식”과
“여유로운 시간”을 보내야 함

 

(2) 최고의 공부 전략: 운동
□ 뇌유래 신경 영양인자(BDNF)의 중요성
- BDNF : 뇌의 시냅스 근처에 있는 저장소에 모여 있다가 혈액이 펌프질할 때 분비되는
단백질, 새로운 신경세포를 생성하고 기존 신경세포를 보호, 시냅스 연결을 촉진하는 뇌의
가소성에 핵심적 역할을 함
- BDNF는 학습과 기억의 가장 중요한 토대를 마련해주는 것임
- BFNF는 운동할 때 생성됨
□ 운동은 장기 상승작용(LTP) 현상을 자극시킴
- 장기상승작용(LTP): 학습과 기억의 토대를 형성하는 주요 세포 메커니즘 가운데 하나
기억과 학습을 관장하는 해마가 운동으로 더욱 건강하고 젊어지는 상태로 회복됨
□ 이 외에도 운동하면 세로토닌, 도파민, 노르에피네프린 생성을 증가시킴
- 뇌의 각성상태, 집중력, 기분전환을 통한 학습의 긍정적 태도 증가, 인내심과 자제력을
높이는 역할을 함
□ 사례
- 2009년 캐나다 시티파크 고등학교의 절반 학생은 ADHD 학생임 → (수업 전) 러닝머신과
자전거에서 20분 운동 → 5개월 후, 거의 모든 학생의 독해력, 작문, 수학 점수가 상승됨
- 운동과 학습에 관한 권위자인 존 레이터: “신체는 밀어붙이도록 만들어졌다. 우리는
신체를 밀어붙이면서 뇌도 함께 밀어붙인다. 학습과 기억력은 우리 조상들이 식량을 찾게
해주었던 운동기능과 함께 진화했다. 따라서 뇌에 관한 한 몸을 움직이지 않으면
무언가를 배울 필요도 없다고 할 수 있다.”
□ 어떤 운동이 좋을까?
- 2016년 핀란드 지바스키야 대학 연구팀 실험

① 쥐를 3개 집단으로 나눔 집단1. 아무것도 안 시킴 집단2. 쳇바퀴를 계속 돌게 하는 유산소 운동 시킴 집단3. 근력강화 운동시킴

② 7주 후 뇌 사진 촬영 집단1. 아무 변화없음 집단2. 멀리 달린 쥐일수록 새로운 신경세포가 뇌를 장악 집단3. 근력강화를 많이 한 쥐 또한 신경세포가 생기긴 했으나 집단2 만큼은 아니었음

- 해석: 유산소 운동이 뇌 건강에는 가장 효과적 (존 레이터: 일주일 4-5회, 30분씩 하는 것이 가장 좋음)

(3) 최고의 공부 전략: 수면
□ 사례
- 미국 오하이오주 허드슨 고등학교는 등교시간 30분 늦춤(7:30 → 8:00) → 학업성취도
상승(오하이오주에서 2등 수직 상승)
- 미네소타 연구: 미국 8개 고등학교 학생 9천명 대상으로 등교시간을 8:30으로 늦춤 →
평균성적 상승

□ “일찍 자면 안 되나?” → “안 된다. 청소년들은 특히 안 된다”
- 사춘기 청소년들은 뇌 속 수면 호르몬인 멜라토닌이 성인보다 늦게 분비됨
(15세 이상부터 시작~20세 정점, 20세 이후부터 서서히 내려옴)
- 정점일 때는 성인보다 1.5-2시간 정도 늦게 멜라토닌이 분비됨
(일반적으로 밤 11시 넘어야 잠이 온다는 뜻)
- 개인차가 있으나 어릴수록 늦게 자고 늦게 일어나는 것이 몸의 생리와 맞는 것임

(4) 낮잠, 커피 그리고 설탕
□ 밤잠 늘리는 게 힘들다면? 낮잠시간을 확보하라
- 일부 연구에서는 낮잠 이후 학습이 밤에 푹 자고 공부하는 것만큼 강력하다고 주장함
- 낮잠의 효용(사라 메드닉): 생산성 증가, 기민성 증가, 운동 반사 빨라짐, 정확성 증가,
인지능력 강화, 체력 강화, 의사결정 개선, 기분 전환, 창의성 강화, 기억력 강화,
스트레스 감소, 약물과 알코올 의존 감소, 편두통과 위염 빈도감소, 체중 감소촉진,
심장질환/당뇨/암 위험 최소화 등
- 낮잠은 아침에 일어난 후 7-8시간 후가 가장 적당, 30분을 넘기지 않는 게 좋음
- 점심 먹고 식곤증이 오는 게 아니라, 아침부터 깨어있는 시간 기준으로 7~8시간이 지났기 때문임
□ 미국 일부 기업(P&G, CISCO,, 허핑턴 포스트 등)은 낮잠 효용을 인식하고 직원들에게
편의(침대, 낮잠시간, 잔잔한 음악 등) 제공하여 20분 자고 나면 알람해줌
□ 커피마시는 건 어떨까?
- 뇌가 열심히 공부하면 그 부산물로 아데노신이라는 물질이 생기고 이것은 뇌의 수용기에
들러붙음 → 그런데 아데노신은 일정 수준 이상 수용기에 쌓이면 우리는 피곤함을 느낌
- 한편, 수용기에는 카페인도 붙어있음 → 수용기에 카페인이 붙어있으면 아데노신이
붙어있을 수 없음 → 그래서 피곤함 덜 느낌(“나는 피곤해도 커피마시면 멀쩡해“)
- 적절히 단 커피를 마시면 일정기간이지만 밤 늦게 일해도 낮과 비슷한 집중력 가능함