영화를 보는 동안 뇌에서 무슨 일이 일어나는가

신경과학자들은 사람들이 영화 클립을 보는 동안 뇌를 스캔하여 지금까지 가장 자세한 뇌 기능 지도를 만들었습니다. 11월 6일 Cell Press 저널 Neuron 에 발표된 fMRI 분석은 참가자들이 Inception, The Social Network, Home Alone을 포함한 다양한 독립 영화와 할리우드 영화의 짧은 클립을 시청했을 때 어떻게 다른 뇌 네트워크가 밝아지는지 보여줍니다. 이 팀은 사람, 무생물, 액션, 대화가 있는 장면을 처리하는 데 관여하는 다른 뇌 네트워크를 식별했습니다. 또한 쉽게 따라갈 수 있는 장면과 따라갈 수 없는 장면에서 다른 실행 네트워크가 어떻게 우선순위가 매겨지는지도 밝혔습니다.

매사추세츠 공과대학(MIT)의 주저자이자 신경과학자 레자 라지메르는 "우리의 연구는 자연스러운 상황에서 뇌의 다양한 영역과 네트워크의 레이아웃을 파악하려는 최초의 시도"라고 말했습니다.

뇌의 여러 영역은 매우 상호 연결되어 있으며, 이러한 연결은 우리가 자극을 인식하고 행동하는 방식과 관련된 기능적 네트워크를 형성합니다. 뇌 기능적 네트워크에 대한 대부분의 연구는 휴식 중인 사람들의 fMRI 스캔을 기반으로 했지만, 뇌나 피질의 많은 부분은 외부 자극이 없는 상태에서는 완전히 활동하지 않습니다.

이 연구에서 연구자들은 fMRI 스캐닝 중에 영화를 상영하는 것이 뇌의 기능적 네트워크가 복잡한 청각적, 시각적 자극에 어떻게 반응하는지에 대한 통찰력을 제공할 수 있는지 조사하고자 했습니다.

"휴식 상태 fMRI에서는 자극이 없습니다. 사람들은 내부적으로만 생각하기 때문에 무엇이 이러한 네트워크를 활성화했는지 알 수 없습니다."라고 Rajimehr는 말합니다. "하지만 영화 자극을 사용하면 돌아가서 다른 뇌 네트워크가 영화의 다른 측면에 어떻게 반응하는지 알아낼 수 있습니다."

영화 감상 중의 뇌를 매핑하기 위해 연구진은 인간 연결체 프로젝트에서 이전에 수집한 fMRI 데이터 세트를 활용했습니다. 이 데이터 세트는 176명의 젊은 성인을 대상으로 다양한 독립영화와 할리우드 영화의 짧은 클립을 60분 동안 시청하는 동안 수집한 전체 뇌 스캔으로 구성되었습니다.

연구자들은 모든 참가자의 뇌 활동을 평균화하고 머신 러닝 기술을 사용하여 뇌 네트워크, 특히 대뇌 피질 내부를 식별했습니다. 그런 다음, 이러한 다양한 네트워크 내의 활동이 영화의 장면별 콘텐츠(사람, 동물, 사물, 음악, 연설, 내러티브 포함)와 어떻게 관련이 있는지 조사했습니다.

분석 결과, 인간의 얼굴이나 몸, 움직임, 장소 및 랜드마크 인식, 인간과 무생물 간의 상호 작용, 언어 및 사회적 상호 작용 등 감각 또는 인지 처리의 특정 측면과 연관된 24개의 서로 다른 뇌 네트워크가 발견되었습니다.

그들은 또한 "실행 제어 도메인"(사람들이 계획하고, 문제를 해결하고, 정보를 우선순위화할 수 있게 해주는 뇌 영역)과 더 구체적인 기능을 가진 뇌 영역 사이에 역관계를 보였습니다. 영화의 내용이 따라가기 어렵거나 모호할 때, 실행 제어 뇌 영역에서 활동이 증가했지만, 더 쉽게 이해할 수 있는 장면에서는 언어 처리와 같은 특정 기능을 가진 뇌 영역이 우세했습니다.

"실행 제어 도메인은 일반적으로 인지 부하가 ​​높을 때 어려운 과제에서 활성화됩니다."라고 라지메르는 말합니다. "영화 장면이 꽤 쉽게 이해될 때, 예를 들어 명확한 대화가 진행 중일 때 언어 영역이 활성화되지만, 맥락, 의미론 및 장면 의미의 모호성이 포함된 복잡한 장면이 있는 상황에서는 더 많은 인지적 노력이 필요하므로 뇌는 일반적인 실행 제어 도메인을 사용하도록 전환합니다."

이 논문의 분석은 평균적인 뇌 활동을 기반으로 했기 때문에 연구자들은 향후 연구에서는 개인 간, 다른 연령대의 개인 간, 발달 장애나 정신 장애가 있는 개인 간에 뇌 네트워크 기능이 어떻게 다른지 조사할 수 있을 것이라고 말합니다.

"향후 연구에서는 개별 피험자의 지도를 살펴볼 수 있으며, 이를 통해 각 피험자의 개별 지도를 해당 피험자의 행동 프로필과 연관시킬 수 있습니다."라고 Rajimehr는 말합니다. "이제 각 영화 프레임의 특정 콘텐츠가 이러한 네트워크를 어떻게 구동하는지 더 자세히 연구하고 있습니다. 예를 들어 의미론적 및 사회적 맥락, 즉 사람과 배경 장면 간의 관계입니다."

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/11/241106132234.htm