신경과학에서의 심리생리학 연구

심리 생리학적 방법은 일반적으로 비침습적인 신경과학 방법의 하위 집합으로서 정신적 사건과 행동 모두에 대해 심리학에 대한 다양한 질문에 답하기 위해 다양한 분야에 걸쳐 사용됩니다. 심리 생리학은 다양한 기술로 분류됩니다. 각각의 기술에는 장단점이 있으며, 이를 아는 것은 연구자들이 특정 질문에 대해 각각 무엇을 제공하는지 결정할 수 있도록 합니다. 또한 이러한 지식은 연구 소비자가 특정 실험에서 결과의 의미를 평가할 수 있도록 합니다.

학습 목표

•더 넓은 신경과학 분야에서 심리 생리학의 자격을 갖춘 것이 무엇인지 알아봅니다.
•심리 생리학적 방법의 몇 가지 예를 검토하고 비교합니다.
•다양한 심리 생리학적 방법의 장단점을 이해합니다.

 

역사

19세기 중반, 피네아스 게이지라는 철도 노동자는 철로를 위한 길을 마련하기 위해 바위를 관통하는 폭파에 대한 폭발물을 설치하는 일을 맡았습니다. 그는 바위에 뚫린 구멍에 폭발물을 놓고, 그 위에 도화선과 모래를 올려놓은 다음, 다림질 철(약 1야드 길이에 지름이 1인치가 조금 넘는 단단한 쇠막대)을 사용하여 그것들을 모두 내려놓았습니다. 게이지가 이 일을 수행하고 있던 9월 오후, 그의 다림질 철은 불꽃을 일으키며 폭발물을 너무 일찍 터뜨렸고, 다림질 철은 공중으로 날아갔습니다. 게이지에게는 유감스럽게도, 그의 머리가 구멍 위에 있었고 다림질 철은 그의 얼굴 옆으로 들어갔다가 왼쪽 눈 뒤를 지나 정수리 밖으로 빠져나와 결국 80피트 떨어진 곳에 착륙했습니다. 게이지는 이 사고로 왼쪽 전두엽의 일부를 잃었지만 살아남아 12년을 더 살았습니다. 심리학적 관점에서 가장 흥미로운 것은 이 사고로 게이지의 성격이 변했다는 것입니다. 그는 더 충동적이 되었고, 계획을 수행하는 데 어려움을 겪었으며, 때로는 성격을 벗어난 저속한 비속어를 했습니다. 이 사례 연구는 특정한 심리 현상과 관련된 뇌의 특정한 영역이 있다고 믿게 합니다. 심리학을 연구할 때, 뇌는 정말 흥미로운 정보원입니다. 비록 연구라는 이름으로 게이지가 입은 피해 유형을 복제하는 것은 불가능하겠지만, 수년에 걸쳐 연구자들이 심리학과 생물학의 관계뿐만 아니라 심리학을 더 잘 이해하도록 돕기 위해 신경계 활동의 여러 측면을 안전하게 측정할 수 있는 방법이 개발되었습니다.

 

심리생리학이란?

심리 생리학은 종속 변수(연구자가 측정하는 것)가 생리학적 측정이고 독립 변수(연구자가 조작하는 것)가 행동적 또는 정신적인 모든 연구로 정의됩니다. 대부분의 경우 작업은 깨어있는 인간 참가자를 대상으로 비침습적으로 수행됩니다. 생리학적 측정은 혈류 또는 뇌의 신경 활동에서 심박 변이성 및 안구 운동에 이르기까지 많은 형태와 범위를 취합니다. 이러한 측정은 감정, 인지 및 그들 사이의 상호 작용을 포함한 과정에 대한 정보를 제공할 수 있습니다. 이러한 방식으로 생리학적 측정은 연구자가 행동, 인지 및 건강에 대한 질문에 답할 수 있는 매우 유연한 도구 세트를 제공합니다. 심리 생리학적 방법은 신경 과학 방법의 매우 큰 영역의 하위 집합입니다. 신경 조직의 병변, 중성 활성 화학 물질의 주입 또는 전기 자극을 통한 신경 활동의 조작과 같은 많은 신경 과학 방법은 침습적입니다. 현재 조사는 인간 대상에게 널리 사용되는 비침습적 방법을 강조합니다. 결정적으로 생리학과 명백한 행동 또는 정신 사건 사이의 관계를 조사할 때 심리 생리학은 후자를 전자로 대체하려고 시도하지 않습니다. 예를 들어, 행복은 즐거운 만족의 상태이며 다양한 생리학적 측정과 관련이 있지만, 그 생리학적 측정이 행복이라고 말할 수는 없습니다. 우리는 그 또는 그녀의 자기 보고, 생리학 또는 명백한 행동을 기반으로 누군가의 인지 또는 감정 상태에 대한 추론을 할 수 있습니다. 때로는 우리의 관심은 주로 내부 사건에 대한 추론이고 때로는 주로 생리학 자체에 있습니다. 심리 생리학은 두 가지 종류의 목표를 다룹니다.

 

중추신경계(Central Nervous System:CNS)

이 모듈은 완전한 것과는 거리가 멀지만 몇 가지 인기 있는 심리 생리학적 방법의 개요를 제공합니다. 각 방법은 광범위한 데이터 분석 전략을 사용하여 훨씬 더 확장적인 도구를 제공할 수 있습니다. 아래에서 설명하는 심리 생리학적 방법은 중추 신경계에 초점을 맞춥니다. 구조 자기 공명 영상(sMRI)은 연구원과 임상의가 사람 내의 해부학적 구조를 볼 수 있도록 하는 비침습적 기술입니다. 참가자는 지구 자기장보다 66,000배 더 큰 자기장에 놓이게 되는데, 이것은 그 또는 그녀의 몸에 있는 원자의 작은 부분이 같은 방향으로 줄을 서게 합니다. 그런 다음 몸은 몸 안의 원자에 흡수된 저에너지 무선 주파수로 펄스화되어 넘어지게 합니다. 이 원자들이 정렬된 상태로 돌아갈 때, 그들은 기계에 의해 측정된 무해한 전자기 방사선의 형태로 에너지를 발산합니다. 기계는 그런 다음 측정된 에너지를 몸 안의 조직의 3차원 사진으로 변환합니다. 심리 생리학 연구에서, 이 이미지는 다른 그룹의 사람들의 구조물의 크기를 비교하거나 (예를 들어, 우울증이 있는 사람들의 경우 영역이 더 작습니까?) 기능적 자기 공명 영상(fMRI)으로 측정된 공간 위치의 정확성을 높이기 위해 사용될 수 있습니다.

 

기능적 자기공명영상(fMRI)이란?

기능적 자기공명영상(fMRI)은 뇌의 여러 부위에서 신경 활동의 변화를 생각하는 동안 측정하는 등 조직의 활동 변화를 평가하는 데 사용되는 방법입니다. 이 기법은 sMRI의 원리를 기반으로 하며, 신경세포가 발화할 때 반드시 에너지를 보충해야 하는 성질도 이용합니다. 필요에 따라 혈류로부터 포도당과 산소가 뇌로 공급됩니다. 산소의 결합 부위가 포함된 헤모글로빈은 혈액을 통해 산소를 운반합니다. 이 부위가 산소로 포화되면 산소화 헤모글로빈이라고 합니다. 헤모글로빈 분자에서 산소 분자가 모두 방출되면 탈산소화 헤모글로빈이라고 합니다. 일련의 신경세포가 발화하기 시작하면 그 신경세포를 둘러싸고 있는 혈액 속의 산소가 소모되어 산소화 헤모글로빈이 감소합니다. 그러면 신체는 신경조직을 활성화시킨 혈액 속의 산소화 헤모글로빈을 풍부하게 보상하고 공급합니다. 해당 신경조직의 활동이 감소하면 산소화 헤모글로빈의 수준은 천천히 원래 수준으로 돌아가는데, 보통 몇 초가 걸립니다.