우리의 결정은 무의식적인 뇌 신호(시그널)로 조작될까?

이제 새로운 논란의 여지가 많은 논문에 대해 말한다. 우리의 결정에 앞서 가는 뇌 신호는 단순히 우리의 행동을 예상하는 것이 아니라 신체적 원인이 있다. 연구원들은 우리의 행동 타이밍과 잠재준비성은 우리의 호흡과 연결돼 있다고 "Nature Communications" 저널에 보고 했다. 

▲ 뇌파가 EEG를 사용하여 도출 될 때, 전형적인 뇌 신호가 행동 직전에 나타난다. © EPFL

우리의 결정은 얼마나 자유로울까?
아마도 우리의 뇌에 의해서만 원격으로 통제되고 있을까?
뇌 연구자, 심리학자 및 철학자들은 이 질문에 대해 수십 년 동안 토론해 왔다.
이유는 하나의 결정을 알기 전에도 우리의 행동을 보여주는 특징적인 뇌 신호 소위 ‘잠재준비성’이 있기 때문이다. 이 신호는 행동 전에 약 500밀리 초, 주관적으로 행동하기로 결정하기 전 약 200밀리 초 발생한다.

기대 또는 우연의 일치?

이것이 무엇을 의미할까? 일부 과학자들은 잠재준비성이 뇌가 우리의 의식적인 결정을 기대하고 있음을 나타내는 것으로 간주한다. 따라서 자유 의지는 실제로 자유롭지는 않지만 뇌의 무의식적 예비 결정에 달려 있다. 그러나 이제 우리는 여전히 확인된 시점까지 최소한 이 예비 결정을 뒤집을 수 있다는 증거가 있다.

그러나 그것을 보는 또 다른 방법이 있다. 이것에 따르면, 잠재준비성은 행동하려는 우리의 의도와 직접적으로 연관되어 있지 않고, 뉴런 "배경 소음"의 무작위 변동이다. 지금까지 이 의견의 대표자들은 결정이 내려지기 전에 왜 이 신호가 발생하는지 설명 할 수 없었다. 우연의 일치인 경우 누락되기도 했기 때문이다.

테스트에서 자유의지

바로 여기에 스위스 연방 기술연구소(EPFL)의 박형동의 연구와 그의 팀이 참여한 이유가 있다. 그들은 이 잠재력이 호흡이나 심장 박동에 영향을 받는 뇌파와 같은 신체적 자기 인식의 신호와 연결될 수 있는지 확인했다. 이것이 사실이라면, 이것은 보다 무작위적인 가능성을 지지 할 수 있다.

실험에서 연구자들은 먼저 피험자들이 스스로 선택한 간격으로 버튼을 누르고 뇌파와 호흡 및 심장 박동을 등록하게 했다. 두 번째 참가자 그룹은 고전적인 Libet 테스트를 반복했다. 그들은 숫자판에 원형 빨간색 점이 있는 시계를 봤다. 또한 원하는 간격으로 버튼을 클릭해야하지만 클릭해야한다는 느낌이 들 때 주의해야 했다.

행동할 때 호흡이 영향을 받음

클릭 직전에 EEG(electroencephalogram, 뇌파도)에 예상 가능성이 나타났다. 그러나 대상이 버튼을 클릭 한 시간은 생각했던 것보다 덜 무작위 적이었다. "참여자들은 숨을 들이 마실 때 보다 내 쉴때 더 자주 버튼을 눌렀다. "피실험자의 호흡 패턴은 체계적으로 그들의 의식적인 움직임과 관련이 있었다. 참가자들은 이 타이밍을 알지 못했다. 이러한 관계는 심장 박동과 관련이 없었다”고 보고한다.

EEG 평가는 또한 준비 가능성이 호흡 리듬과 밀접한 관련이 있음을 보여주었다.
신호의 진폭은 위상에 따라 변경되었다. 박씨는 “잠재준비성은 적어도 부분적으로 호흡과 관련된 피질 처리 과정을 반영한다. 호흡은 인간의 인식과 움직임 통제의 기본적 측면인 의도적 인 행동에 영향을 미친다.”고 말한다.

의지는 자유이지만 타이밍은 제한적

흥미로운 점은 잠재준비성이 더 이상 무의식적인 준비만으로 의도적인 행동을 반영하지 않는다는 점이다. 대신 무의식적인 물리적 과정에 의해 영향을 받는다. 이것은 잠재준비성이 우리의 결정에 대한 직접적인 기대가 아니라 뉴런 활동의 변동으로 인한 것이라는 결론을 뒷받침 할 수 있다. 

이것이 확인되면, 이것은 우리의 자유 의지가 오랫동안 생각했던 것보다 더 자유롭다는 표시 일 것이다. 그러나 우리의 행동 타이밍은 여전히 ​​무의식 조작의 대상이 될 수 있다.
실험에서 알 수 있듯이 호흡과 같은 신체적 과정이 중요한 역할을 하기 때문이다.
EPFL의 선임 저자 올랍 블랑케(Olaf Blanke) 교수는 "이것은 자유의지 행위가 우리 몸의 다양한 내부 상태의 인질인 것처럼 뇌에서 이런 상태를 준비하는 한 예가 될 뿐이다"라고 말했다.
(Nature Communications, 2020; doi : 10.1038 / s41467-019-13967-9)
출처 : Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL)

[더사이언스플러스=문광주]

[저작권자ⓒ the SCIENCE plus. 무단전재-재배포 금지]