대뇌반구절제술로 보는 우뇌와 좌뇌

우뇌와 좌뇌가 동일하지 않다는 것과 서로 다른 기능을 가지고 있다는 것은 이미 널리 알려진 사실입니다. 예를 들어 좌뇌는 신체의 오른쪽 부분의 운동에 관여하고, 우뇌는 신체의 왼쪽 부분의 운동에 관여한다고 알려져 있습니다.  1960년대 연구자들은 인간의 뇌의 두 반구가 독립적으로 기능할 수 있는 정도와 분리되면서 발생할 수 있는 뇌의 독특한 능력을 탐구하고 싶어 했습니다. 그래서 오늘은 유명한 심리학 심험들 중에서 대뇌반구절제술을 시행한 환자에 대해서 이루어진 실험에 대해서 알아보려고 합니다. 

대뇌반구절제술

 

이론적 배경

로저스페리와 가자니가는 두개의 반구가 서로의 정보 이동을 방해받는다면 오른쪽과 왼쪽 신체 부분이 서로 협응 할 수 없게 될 것인가에 대해서 궁금해했습니다. 좌뇌와 우뇌를 연결해 주는 뇌량을 절제하는 것으로 사고와 이해의 과정이 양쪽 반구에 분리된 채로 존재할지, 뇌가 두 개로 분리되면 의사소통에 문제가 없을지, 왼쪽과 오른쪽의 감각정보는 어떤 영향을 받을지에 대해서 그 답을 찾고자 하였습니다.

 

실험방법

대뇌반구절제술을 시행한 환자를 대상으로 다양한 실험을 실시하였습니다. 먼저 시각능력을 검사했습니다. 단순히 빛이 수평으로 들어오는 판자를 이용하여 피험자가 이 판자 앞에 앉아 빛 중심부의 한 점을 볼 때, 전구는 왼쪽과 오른쪽  시각 영역에 교차하면서 번쩍이도록 했습니다. 그리고 물체의 사진을 보여주고 단어의 일부분을 왼쪽이나 오른쪽 대뇌반구에 있는 시각 영역에 전달되거나 둘 다에 전달되지 않도록 고안하였습니다. 정상적인 경우의 사람은 왼쪽과 오른쪽 눈으로 받은 정보를 뇌의 양쪽에 보냅니다. 그렇지만 물체나 단어를 피험자 앞에 정확하게 놓고 눈을 특정지점으로 고정시키면 이미지는 뇌의 오른쪽 또는 왼쪽 시각영역에만 전달됩니다.

다음으로는 촉각 자극을 검사했습니다. 물체와 피험자 사이에 스크린을 놓고 피험자가 손으로 물체를 만질수는 있으나 직접 볼 수는 없도록 하였습니다. 예를 들면 뇌의 한쪽 부분에 연필의 그림을 보여주고 스크린 너머에 있는 여러 가지 물건 들 중에서 연필을 찾을 수 있는지를 보았습니다. 

 

실험결과

실험에서 피험자는 오른손에 포크를 쥐어주면 물건의 이름과 생김새를 말로 표현할 수 있었지만 왼손에 쥐어주면 말로 표현하지는 못했지만, 여러 물건들 중에서 고르라고 하면 똑같은 물건을 고를 수 있었습니다. 피험자들은 화면 앞에 앉아서 중앙에 있는 점에 시선을 고정해야 했는데 왼쪽 화면의 정보는 우뇌로, 오른쪽 화면의 정보는 좌뇌로 가기 때문입니다. 그래서 시선을 고정시키는 것이 중요했습니다. 

피험자가 중앙에 시선을 고정하면 깜빡이는 불빛 자극을 화면에 비추었습니다. 그때 피험자는 불빛이 오른쪽에서만 보인다고 답하였습니다. 이 말은 우뇌가 시각적인 자극을 인식하지 못했다는 말입니다. 그런데 신기하게도 왼쪽에서 불빛을 제시한 후에 어느 쪽에서 불이 들어왔는지를 손으로 가리켜보라고 하면 제대로 왼쪽을 가리켰습니다. 이것은 불빛을 볼 수 있었다고 해야 할까요, 아니면 아니라고 해야 할까요? 이것은 좌뇌와 우뇌가 모두 시각적인 정보를 받아들이지만 좌뇌만 받아들인 정보를 언어로 표현할 수 있는 것으로 판단했습니다.

그래서 연구자들은 한쪽 뇌에만 그림이나 글자의 일부분을 순간적으로 제시하거나, 피험자의 스크린 반대편에 피험자의 손을 뻗게 하고 그 위에 물체를 놓아서 그 촉각에 의해 반대쪽 뇌에만 정보가 전달되도록 실험하였습니다. 그림이나 글자에 대한 정보와 물체를 만진 정보가 좌뇌로 가면 피험자는 평소처럼 언어로 그것을 표현했습니다. 하지만 그 정보들이 우뇌로 가면 왼쪽눈에서 본 자극이나 손에 있던 물체에 대한 정보를 언어로 표현하지 못했습니다. 

그리고 왼쪽에서 물체에 대한 그림을 보고 난 후에 여러 물체들을 제시하고 자신이 본 물체를 고르라고 하면 그 물체를 정확히 고를 수는 있었으나 그 물체의 이름을 표현하지는 못했습니다. 

또한 HEART라는 단어를 피험자에게 보여주면서 HE는 오른쪽 시야에 보이도록 하고 ART는 왼쪽 시야에 보이도록 하고  피험자에게 무엇이 보이는냐고 묻자 피험자는 ART라고 대답했습니다. 그리고 피험자에게 HE와 ART라고 각각 쓰여있는 두 개의 카드를 보여주고 왼손으로 그들이 본 단어를 가리키라고 하자, HE를 가리켰습니다. 이것은 오른쪽 뇌도 왼쪽 뇌와는 다른 방법으로 언어를 해석할 수 있다는 것을 증명합니다. 

 

결론

로저스페리, 가자니, 그리고 다른 연구자들에 의해서 이루어진 이러한 실험의 연구 결과와 후속 연구는 많은 분야에 매우 중요한 영향을 미쳤습니다. 뇌의 양쪽 반구가 많은 국재화된 기술과 기능을 가지고 있다는 것을 알게 되었습니다. 왼쪽뇌는 언어중추로 말하기, 쓰기, 계산, 읽기를 더 잘한다는 것을 알 수 있었습니다. 그리고 오른쪽 뇌는 얼굴 인식, 공간에서의 문제해결, 상징적인 이해, 예술적인 활동에 더 뛰어난 능력을 가지고 있다는 것을 알게 되었습니다. 이러한 연구로 심한 간질을 앓아 빈번하거나 위험한 발작을 일으키는 사람이나 머리를 다친 환자를 더 잘 이해하고 치료할 수 있게 되었습니다. 손상된 위치에 따라서 어떤 결함이 있는지를 예측할 수 있게 되었고, 그에 맞는 재활 방법으로 환자의 회복을 도울 수 있게 되었습니다.