by CaptPiper from Flickr


1992년 미국의 완구업체인 Mattel Toys가 세계적 히트 상품이 바비(Barbie) 인형이 말하는 것을 출시한 적이 있습니다.  어떤 말을 하게 했는지 아시나요?  바로 "Math class is tough! (수학은 너무 어려워)" 였습니다.  이 인형은 부모와 교사들에게 상당한 논쟁을 불러 일으켰는데, 실제 연구에 따르면 남자들이 여자들보다 다른 모든 조건을 동일하게 맞추었을때 수학 점수가 더 높다고 합니다. (출처: Psychology Today).

이 논쟁은 우리가 생각하는 것보다 우리의 뇌와 생각하는 방식이 남자와 여자의 차이가 실제로 상당히 다르다는 것을 의미합니다.  중요한 것은 차별이 아니라 실제로 다름을 인정하고, 서로를 이해하는 것입니다.  과거에 생물학적으로 다른 점에 대해서도 포스팅한 적이 있으니, 같이 읽으시면 더욱 좋겠습니다.

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남자와 여자, 뇌의 구성부터 차이가 있다.

뇌는 회백질(gray matter)과 백질(white matter)로 구성됩니다.  뇌 뿐만 아니라 척수도 그렇게 구성이 되어 있죠.  보통 회백질에는 세포체가 많이 모여있고, 백질에는 신호를 전달하는 수초의 다발이 많이 있습니다.  재미있게도, 체적으로 따졌을 때 남자들이 여자들보다 회백질의 양이 6.5배가 많습니다.  반대로 백질은 여자들이 남자보다 10배가 많습니다.  세포체가 많은 회백질은 뇌에서 이런저런 입력신호를 처리하는 역할을 하고,  백질은 이들 사이의 연결을 담당한다고 이야기할 수 있습니다.  조금 더 달리 이야기하면 남자들은 구체적인 데이터를 처리하는 영역이 더 넓은데 비해, 여자들은 무수한 연결을 통해 다양한 패턴을 처리할 수 있는 영역이 더 넓은 것입니다. (출처: Live Science) 물론, 뇌의 영역을 어떻게 훈련시키고, 활용하느냐의 문제는 개인의 차이와 환경에 의해 많이 좌우가 되겠지요?  어쨌든 남자들이 여자들보다 수학을 잘하고, 여자들이 남자보다 언어 능력이 좋다는 사실은 상당히 근거가 있다고 하겠습니다.


뇌를 활용하는 방식에도 차이

일반적으로 정보를 처리할 때 여자들이 양쪽 뇌를 균형되게 잘 쓰는데 비해, 남자들은 언어를 주관하는 주뇌(좌측이든 우측이든, 좌측이 많습니다)를 주로 많이 쓴다는 이야기도 있습니다.  보통 주뇌가 보다 분석적이고, 문제해결을 잘하고, 작업에 집중하는 등의 능력과 관련이 있기 때문에 남자들이 여자보다 일벌레(?)가 많은 것도 같습니다.  여자들의 경우도 주뇌를 잘 사용하지만, 반대편 뇌도 잘 활용하는 편입니다.  반대편 뇌(보통 우뇌가 많습니다)는 감성을 처리하고, 직관과 논리로 설명할 수 없는 아름다움 등을 찾아내는 능력과 관련이 있습니다.

어떤 심리학자들은 여자들이 쇼핑을 좋아하는 것과, 일상생활에서 좋아하는 것들이 남자들이 보기에는 하찮고 쓸데없는 것으로 보는 경향이 많이 있고, 이로 인해 대화가 잘 이루어지지 않고 소통을 못하는 경우가 의외로 많다고 지적을 합니다.  심리치료의 경우에도, 여자들은 비교적 순응적이고 잘 받아들이는데 비해, 남자들은 받아들이지 않는 경우가 많고, 말수가 적으며 자신을 잘 개방하지 않는 경향이 있습니다.  그보다는 문제의 해결에 골몰한다거나, 혼자서 보내는 시간이 많습니다.  그에 비해 여자들은 확실히 그룹을 만들기를 좋아하고, 수다를 좋아합니다.  


통합의 시대, 남성성과 여성성도 선입견?

그러나, 시대가 변화하면서 이런 정적인 개념보다는 보다 통합적인 훈련들이 많이 되면서 상당부분 비슷해지는 양상이 보입니다.  남자들도 수다떨기 좋아하고, 감성적인 여성성(?)이라고 불렸던 특징들을 가진 사람들이 늘어나고 있고, 여자들도 반대로 일벌레이면서, 논리적인 접근을 많이 하는 사람들이 늘고 있습니다.  사회의 변화에 따라 서로 다른 훈련과 경험을 하기 때문에 그런 것이겠지요?  

그렇더라도, 일련의 차이에 대해서는 조금이나마 알아두는 것이 사회를 살아가는데 도움이 되리라 봅니다.  다름을 인정하고, 이를 슬기롭게 조화시켜나가는 것!  그것이 날이 갈수록 연결이 많아지고, 사람들과의 관계가 중요해지는 현대사회에서 경쟁력을 갖추는 지름길이 될 것입니다.

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by Hljod.Huskona from Flickr


오늘 포스팅은 2009년 TED 미팅에서 정보 디자이너이자 이미지와 우리 뇌의 인식과 관련한 멋진 강의를 해준 오토데스크의 Tom Wujec이 발표한 내용을 바탕으로 재구성을 하였습니다.  전체 발표를 보고자 하시는 분은 이 블로그 포스팅 하단에 임베딩한 비디오를 참고하시기 바랍니다.


시각중추가 시작지점

현대의 인지심리학자들 이론에 따르면 뇌는 세계가 있는 그대로를 인지 하는 것이 아니라 다양한 과정을 통한 발견의 순간들로 받아들이게 됩니다.  이러한 인지의 과정은 눈에서 시작하는 것이 가장 강렬합니다.  빛이 들어와서, 망막을 자극하면 시각회로의 작동이 시작되고, 이 신호들은 주로 뇌의 가장 뒷 부분에 위치한 시각 영역 피질로 흘러 들어갑니다.  이 영역에서는 보통 가장 단순한 위치를 인식하고, 단순한 모양 정도를 인식합니다.  하지만 이 영역은 곧 뇌의 여러가지 영역으로 신호 정보를 흘려 보냅니다.  이를 통해 약 30 개 정도의 서로 다른 부분이 선택적으로 신호를 받아서 의미를 만들어냅니다. 


시각을 인지하는 시각중추


다양한 연결에 따른 뇌의 다른 부위의 활성화

이렇게 시각중추에서 시작된 뇌의 신호는 실제로 다양한 인지기능과의 연관을 위하여 우리 뇌의 다양한 부분으로 신호가 전달되어 해당 부위를 활성화하게 됩니다.  아래 그림은 그 중에서 가장 중요하게 생각되는 ventral stream과 dorsal stream이라는 부위입니다.




Ventral stream은 뇌가 시각적으로 받아들인 신호를 인식하게 되는 부분으로, 시각적으로 들어온 신호가 "무엇인지"를 인지합니다.  다양한 물체를 보았을 때 이 부분이 활성화 되어서 물체가 무엇인지를 인식하게 되는 것입니다.  그리고, dorsal stream은 물체가 실제 공간 상에서 어디에 있는지를 인식합니다. 

Ventral stream과 dorsal stream이 "무엇"을 "어디서"를 책임지고 이해를 한다면, 아래 그림에 보이는 limbic system(변연계)는 감정을 느끼게 합니다.  이 부분은 우리 뇌의 가장 깊숙한 부분에 있으며, 진화의 역사를 보아도 많은 동물들이 가지고 있는 뇌에서 제일 오래된 부분입니다.  이 영역은 우리가 감정을 느끼는 부분으로, 소위 말하는 마음이라는 것의 실체를 가장 많이 가지고 있는 곳입니다.  어떤 물체나 장면을 보았을 때 감정적인 반응을 불러 일으킵니다.




뇌는 다양한 프로세스를 조합하여 인식을 한다.

가장 중요한 세가지 영역을 소개했지만, 실제로 어떤 의미를 인식할 때에는 이와 같은 다양한 프로세스 영역들이 조합이 됩니다.  뇌는 이러한 정보들을 병렬적으로 처리를 하기 때문에 실제로 많은 수의 데이터가 하나의 의미를 인지하기 위해서 동원되는 것입니다.

예를 들어, 어떤 이미지를 본다고 할 때 눈은 들어오는 시각정보를 전체적으로 인식하기 보다는 집중하는 곳을 중심으로 이곳저곳의 부분이 선택되어 시각에 의한 논리가 구성됩니다.  이것들을 조합한 뒤에, 그 의미를 형성하게 됩니다.  이런 현상을 이해하고 나면 정보의 습득 및 인지를 보다 심화할 수 있는 방법을 고안할 수 있습니다.  그 대표적인 장치가 Perceptive Pixel의 "Magic Wall" 입니다.  아래 유튜브 동영상은 CNN이 이 기술을 이용해서 보도를 하는 장면입니다.




이 기술은 주요한 아이디어를 비교하고 대조할 수 있게 합니다.  서로 우리의 능동적인 동작을 통해 연관된 이미지를 조합하고 생성하는 활동을 하게 되면, 뇌의 여러 부분이 활성화되고 동시에 변연계(limbic system)도활성화되기 때문에 인지에도 도움이 될 뿐만 아니라, 변연계와 밀접하게 연관되어 있는 단기 기억력에도 영향을 미치게 됩니다.

우리는 보는 것을 통해서 의미를 찾아내고 시각신호들을 해석하는 활동을 통해서 의미를 해석합니다.  그렇기 때문에, 단순히 말로 설명하는 것보다 이미지가 있으면 의미의 전달을 가속화 하거나 보다 명확히 할 수 있고, 동시에 더욱 잘 기억할 수 있게 됩니다.  시각과 상호작용을 통한 학습이 중요한 이유가 여기에 있습니다.


실생활에서의 응용

Magic Wall과 같은 첨단 시스템을 활용하는 것도 좋지만, 우리의 업무나 실생활에서도 이러한 뇌과학에 대한 이해는 다양하게 응용이 될 수 있습니다.  

가장 쉽게 응용할 수 있는 방법이 전략을 짤 때 벽전체가 거대한 화이트 보드로 만들어져서 많은 사람들이 동시에 그림과 도식화, 그리고 글을 쓰면서 토의를 하는 방법입니다.  특히, 협업을 할 때 유용한 방법으로 팀을 짜서 전체적인 전략 계획을 하나의 거대한 벽에 그리는데, 모든 사람이 다른 부분들을 전부 볼 수 있게 되기 때문에 무척 강력합니다.  전략 계획을 세우는데 있어서는 언제나 부분적인 부분도 이해를 하지만, 전체적인 이해도 가능해지게 되지요.  일방적인 강의나 받아적기 형식보다는 모든 참여자들이 공통으로 자신들의 생각을 그려 넣고, 빼는 과정을 통해 전체를 완성해 나가는 방식입니다.  일단 완성이 되면, 모두가 동의할 때에만 다음으로 넘어갑니다.  이렇게 하면 모든 사람이 전체적인 전략과 자신이 맡은 세부전략을 다 이해할 수 있습니다.

이런 비주얼한 방식을 접목시키기 쉽도록 하기 위한 디지털 기술의 발전이 중요합니다.  증강현실 기술과 같은 비주얼한 기술과 현실세계를 접목시키는 시도, 그리고 터치 스크린이나 동작인식을 통해 조작을 할 수 있도록 만드는 기술이 중요한 이유 중의 하나가 여기에 있습니다.  커다란 스크린을 사용하여 여러가지 영상을 동시에 상호작용을 통해 보여주고, 내용에 대한 이해를 하는 것과 동시에 다양한 의견들이 집단적으로 접목될 수 있도록 만드는 다중회의 시스템 같은 것들이 미래에는 보편화 될 것입니다.




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최근 UCLA 연구진의 연구결과 비만한 사람이 그렇지 않은 사람에 비해 뇌조직의 양이 8% 적은 것으로 나타났습니다.  이는 정상체중인 사람에 비해 16세 정도 더 나이가 든 사람들과 비슷한 것으로 비만이 뇌의 퇴행성 변화를 촉진(?)한다는 것을 반증하는 결과이기도 합니다.

이 연구는 70대인 정상인을 대상으로 94명에 대해 뇌 자기공명영상(MRI, Magnetic Resonance Imaging)을 찍은 사진을 분석해서 얻어진 것으로, 이 연구를 주도한 UCLA 신경과 교수인 Paul Thomson은 이러한 뇌조직의 부족은 우리 뇌가 가지고 있는 여유분이 줄어드는 것과 마찬가지로 노인성치매(알쯔하이머병)의 위험도가 높은 사람의 경우 증상의 시기는 더 빨리 나타나고, 정도는 심할 가능성이 있다고 주장했습니다.  물론, 반대로 비만한 사람이 적절한 운동이나 식이요법으로 적절한 체중을 유지한다면 노인성치매에 걸릴 위험도를 상당히 낮출 수 있다고 말할 수도 있겠습니다.

사실 비만의 해악은 한 두가지가 아니죠?  심장질환의 위험요인이고, 당뇨병과 고혈압, 그리고 일부 암, 심지어는 성기능 장애에 이르기까지 말입니다.  더구나 이제는 뇌의 퇴행성 변화를 빨리 일으킨다는 것까지 알려졌기 때문에, 체중을 적절하게 유지하는 것이 건강의 첩경이라는 사실이 점점 더 명확해지고 있습니다.

이번 연구결과에 의하면, 비만한 사람들에게 주로 문제가 되는 뇌의 부위는 전두엽(frontal lobe)과 측두엽(temporal lobe) 였다고 합니다.  이들 지역은 주로 계획을 세우거나 기억력에 매우 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있습니다.  또한, 주의와 실행력에 중요한 anterior cingulate gyrus, 장기기억에 중요한 해마(hippocampus) 부위 등도 정상인에 적은 것으로 밝혀졌습니다.  

앞으로는 다른 건강을 위협하는 것들도 많지만, 비만이야 말로 진정한 적으로 생각하고 의지를 가지고 체중을 관리해야 겠다는 것을 다시금 강하게 느끼게 되네요 ...


from
"Brain structure and obesity."
Cyrus A. Raji, April J. Ho, Neelroop N. Parikshak, James T. Becker, Oscar L. Lopez, Lewis H. Kuller, Xue Hua, Alex D. Leow, Arthur W. Toga, Paul M. Thompson.
Human Brain Mapping, Early view, accessed 27 August 2009.
DOI: 10.1002/hbm.20870

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CNN에 충격적인 기사가 실렸습니다.  원문은 아래 링크를 참고하시기 바랍니다.

Dead athletes' brains show damage from concussions by CNN


어느 정도 예상은 했지만, 이 정도 일줄이야 ... 입니다.  과거 복서들의 펀치드렁큰 증세가 이와 유사했습니다만, 그 정도가 훨씬 심하네요.  위의 사진의 왼쪽은 정상적인 건강한 뇌조직이고, 오른쪽은 중년의 미식축구 선수의 뇌조직입니다.  지속적인 뇌진탕으로 인해 축적된 손상이 회복할 수 없는 수준에 이른 것을 알 수 있습니다.  오른쪽 뇌조직 사진에 갈색으로 보이는 진한 조직들은 치매를 일으키는 알쯔하이머병에서 보이는 탱글(neurofibrillary tangle)이라는 것으로 이미 뇌조직 전반이 퇴행화되어 있음을 보여줍니다.

메사추세츠 주 보훈병원(Veterans Administration Hospital)의 신경병리학 의사인 Dr. Ann McKee에 따르면 이 정도의 뇌손상은 80세 정도의 알쯔하이머병에 의한 치매노인의 뇌와 유사한 정도로 심각하다고 합니다.  이 연구는 미국 NFL 미식축구 선수로 뛰다가 중년에 사망한 5명의 선수들(John Grimsley, Mike Webster, Andre Waters, Justin Strzelczyk, Terry Long)이 기증한 뇌조직으로 진행되었으며, 이를 CTE(Chronic traumatic encephalopahy, 만성 손상성 뇌병증)라고 명명하였습니다. 

단순히 뇌의 일부분만 이런 손상이 있는 것이 아니라 속안의 깊은 부분까지 뇌손상의 정도가 워낙 광범위했다고 합니다.  이들은 이러한 뇌손상으로 인해 감정을 제대로 조절하기 어려워지고, 지나치게 성욕이 과다하게 된다거나, 숨쉬기도 힘들어지는 등의 여러 가지 증상을 보이다가 결국에는 죽음에 이르게 되는 무서운 경과를 보였다고 합니다.

최근까지 단순한 뇌진탕(concussion)은 머리에 충격으로 인해 잠시 의식을 잃었다가, 이후에도 약간의 후유증을 보이는 정도의 질환으로 인식되었고, MRI나 CT와 같은 영상에는 그다지 큰 변화를 관찰할 수 없는 수준의 미약한 증거만을 남깁니다.  그래서, 상당히 과소평가되어 철저히 관리가 되지 않은 경우가 많습니다. 

이번 연구에는 과거 하버드 출신의 첫번째 프로레슬러WWE에서 활약했던 크리스 노윈스키(Chris Nowinski)의 역할이 지대했습니다.  그 역시 경기 중 받은 뇌진탕 후유증으로 은퇴를 하게 되었고, 그 후유증으로 우울증과 기억력 감퇴를 겪었지만, 병원에서는 원인을 찾아내지 못했다고 합니다.  이에 그는 반복적인 충격과 뇌진탕에 의해 알쯔하이머 병이 가속화되는 것으로 의심을 하고, 보스턴 대학의 Dr. Robert Cantu와 함께 Sports Legacy Institute라는 연구소를 설립하고 본격적인 연구에 들어갔습니다.   

연구를 위해서 그는 열정적으로 여러 차례 뇌진탕 병력이 있는 은퇴하고 사망한 운동선수들의 뇌를 얻기 위한 노력을 경주했습니다.  가족들의 동의를 얻으면, 뇌조직을 얻어서 이를 연구하면서 CTE라는 새로운 병에 대한 정의를 확립해 나갔습니다.  현재까지의 결과를 보면 6명의 운동선수들의 뇌를 통해 그들의 노력은 어느 정도 결실을 얻은 것 같습니다.

현재까지 약 100명의 운동선수들이 자신들의 사후에 뇌를 기증할 것에 동의하였다고 합니다.

이번 연구의 결과와 연구는 스포츠의 안전성과 선수보호라는 막중한 의무에 대한 경각심을 다시 한번 불러 일으키게 될 것 같습니다.  또한, 마땅히 그래야 할 것이구요 ...  뇌에 손상이 다른 사람보다 훨씬 많이 올 수 있는 직업적 손상이 예상되는 선수들에 대한 적절한 보호대책이 강구되어야 할 것 입니다.


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