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하메로프는 미세소관이 양자 행동에 적합한 숙주가 될 것이라는 가설을 제시했다. 미세소관은 튜불린 단백질 이량체 서브유닛으로 구성되어 있다. 각 이량체는 8 나노미터(nm) 간격으로 소수성 주머니를 가지고 있으며 비국소화된 π 전자를 포함할 수 있다. 튜불린은 약 2 나노미터(nm) 간격으로 π-전자-풍부한 인돌 고리를 포함하는 다른 더 작은 비극성 영역을 가지고 있다. 하메로프는 이 전자들이 얽힐 만큼 충분히 가깝다고 제안했다. 그는 원래 튜불린-서브유닛 전자들이 보스-아인슈타인 응축을 형성할 것이라고 제안했지만, 이것은 신빙성을 잃었다. 그런 다음 그는 쌍극자 분자의 가설적인 일관된 진동인 프롤리히 응축을 제안했지만, 이 또한 실험적으로 신빙성을 잃었다.
예를 들어, 정보 처리에 더 적합한 A 격자 미세소관의 제안된 우세는 Kikkawa 등에 의해 반증되었다. 그들은 모든 생체 내 미세소관이 B 격자와 이음새를 가지고 있음을 보여주었다. Orch-OR은 미세소관의 일관성이 수상돌기 층상체(DLBs)를 통해 시냅스에 도달한다고 예측했지만, De Zeeuw 등은 DLBs가 갭 접합부에서 마이크로미터 떨어져 있음을 보여줌으로써 이것이 불가능함을 증명했다.
2014년에 하메로프와 펜로즈는 일본 국립재료과학연구소의 아니르반 반디오파디아이가 2013년 3월에 미세소관에서 양자 진동을 발견한 것이 Orch-OR 이론을 뒷받침한다고 주장했다. 마취제가 미세소관이 의심되는 양자 여기를 유지할 수 있는 시간을 줄인다는 실험 결과는 양자 의식 이론을 뒷받침하는 것으로 보인다.
2022년 4월, 앨버타 대학교와 프린스턴 대학교에서 수행된 두 가지 관련 실험 결과가 의식 과학 컨퍼런스에서 발표되었으며, 이는 미세소관 내에서 작동하는 양자 과정에 대한 추가 증거를 제공한다. 스튜어트 하메로프가 참여한 한 연구에서 앨버타 대학교의 잭 투신스키는 마취제가 지연 발광(미세소관과 튜불린이 포획된 빛을 재방출하는 과정)의 지속 시간을 단축시킨다는 것을 입증했다. 투신스키는 이 현상이 양자적 기원을 가지고 있으며, 초방사선이 한 가지 가능성으로 연구되고 있다고 추측한다. 두 번째 실험에서 프린스턴 대학교의 그레고리 D. 스콜스와 아라트 칼라는 레이저를 사용하여 튜불린 내의 분자를 여기시켰고, 이로 인해 예상보다 더 멀리 미세소관을 통해 확산되는 지속적인 여기가 발생했으며, 이는 마취 상태에서 반복했을 때는 발생하지 않았다. 그러나 유체로 가득 찬 세포외 공간의 넓은 길이 스케일로 인해 고전적 확산조차 매우 복잡할 수 있으므로 확산 결과는 신중하게 해석해야 한다. 그럼에도 불구하고 옥스퍼드 대학교 양자 물리학자 블랏코 베드랄은 의식과의 이러한 연관성은 매우 희박하다고 말했다.
또한 2022년에는 이탈리아 물리학자 그룹이 중력 관련 양자 붕괴 의식 모델을 지지하는 증거를 제공하지 못한 여러 실험을 수행하여 의식에 대한 양자적 설명의 가능성을 약화시켰다.
이러한 이론들은 과학적 틀 안에서 제시되지만, 과학자들의 개인적인 의견과 분리하기 어렵다. 이러한 의견은 종종 의식의 본질에 대한 직관이나 주관적인 아이디어에 기반을 둔다. 예를 들어, 펜로즈는 다음과 같이 썼다.
[내] 관점은 의식 활동을 시뮬레이션조차 할 수 없다고 주장한다. 의식적 사고에서 일어나는 일은 컴퓨터로는 제대로 모방할 수 없는 것이다... 만약 어떤 것이 의식적인 것처럼 행동한다면, 그것이 의식적이라고 말할 것인가? 사람들은 이에 대해 끝없이 논쟁한다. 어떤 사람들은 "글쎄, 우리는 운영적 관점을 취해야 한다. 우리는 의식이 무엇인지 모른다. 사람이 의식적인지 아닌지는 어떻게 판단하는가? 그들이 행동하는 방식으로만 판단한다. 컴퓨터나 컴퓨터 제어 로봇에도 같은 기준을 적용한다."라고 말할 것이다. 다른 사람들은 "아니, 단지 어떤 것이 느끼는 것처럼 행동한다고 해서 그것이 무언가를 느낀다고 말할 수는 없다."라고 말할 것이다. 나의 견해는 이 두 견해와 다르다. 로봇은 실제로 의식적이지 않으면 의식적인 것처럼 설득력 있게 행동하지 않을 것이다. 나는 만약 로봇이 전적으로 계산적으로 제어된다면 의식적일 수 없다고 말한다.
펜로즈는 계속해서 다음과 같이 말했다.
뇌가 하는 많은 일은 컴퓨터로 할 수 있다. 뇌의 모든 작용이 컴퓨터로 하는 일과 완전히 다르다고 말하는 것은 아니다. 나는 의식의 작용이 뭔가 다르다고 주장한다. 의식이 물리학을 초월한다고 말하는 것도 아니다. 다만 현재 우리가 아는 물리학을 초월한다고 말하는 것이다... 내가 주장하는 바는 우리가 아직 이해하지 못하는 물리학에 비계산적 성격의 매우 중요한 무언가가 있어야 한다는 것이다. 그것은 우리 뇌에만 국한된 것이 아니다. 그것은 물리 세계에 존재한다. 하지만 보통은 전혀 중요하지 않은 역할을 한다. 양자와 고전적 행동 수준 사이의 다리, 즉 양자 측정이 개입하는 곳에 있어야 한다.
우메자와, 비티엘로, 프리먼.
우메자와 히로오미와 공동 연구자들은 기억 저장의 양자장론을 제안했다. 주세페 비티엘로와 월터 잭슨 프리먼 3세는 마음의 대화 모델을 제안했다. 이 대화는 뇌의 고전적 부분과 양자 부분 사이에서 이루어진다. 그들의 뇌 역학 양자장론 모델은 펜로즈-하메로프 이론과 근본적으로 다르다.
양자 뇌 역학.
하랄트 아츠만스파커가 설명했듯이, "양자 이론은 현재 사용 가능한 가장 근본적인 물질 이론이므로, 양자 이론이 의식을 이해하는 데 도움이 될 수 있는지 묻는 것은 합법적인 질문이다."
20세기 초에 양자 이론을 의식과 연결시키려 한 원래의 동기는 본질적으로 철학적이었다. 의식적인 자유 결정("자유의지")은 완벽하게 결정론적인 세계에서는 문제가 있다는 것이 꽤 그럴듯하므로, 양자 무작위성은 실제로 자유의지에 대한 새로운 가능성을 열어줄 수 있다. (반면에, 무작위성은 목표 지향적 의지에 문제가 된다!)
리치아르디와 우메자와는 1967년에 뇌 세포 내외의 장거리 결맞음 파동의 양자에 대한 일반 이론을 제안하고, 남부-골드스톤 보손의 관점에서 기억 저장 및 검색의 가능한 메커니즘을 보여주었다.
마리 지부와 야스에 쿠니오는 나중에 이 결과를 "양자 뇌 역학"(QBD)이라는 이름으로 대중화하여 의식에 대한 함의를 가진 양자장론 틀 내에서 뇌의 기능을 설명하는 가설로 제시했다.
프리브람.
칼 프리브람의 홀로그램 뇌 이론(양자 홀로그래피)은 뇌에서 기억의 고차원 처리를 설명하기 위해 양자장론을 사용했다. 그는 자신의 홀로그램 모델이 결속 문제를 해결했다고 주장했다. 프리브람은 사고 과정에 대한 양자적 접근에 대한 연구에서 봄과 협력했다. 프리브람은 뇌에서 처리되는 대부분의 과정이 분산된 방식으로 이루어진다고 제안했다. 그는 미세 섬유질의 펠트 같은 가지돌기 필드가 장기 기억을 저장하고 검색할 때 양자장론의 원리를 따를 수 있다고 제안했다.
헨리 스탭은 양자 파동이 의식과 상호작용할 때만 감소한다고 제안했다. 그는 관찰자가 미래 행동의 기반으로 대체 양자 가능성 중 하나를 선택할 때 양자 상태가 붕괴된다는 주장을 한다. 따라서 붕괴는 상태와 관련된 관찰자의 기대 속에서 발생한다. 스탭의 작업은 데이비드 부르제와 단코 게오르기에프와 같은 과학자들의 비판을 받았다.
카테콜아민성 뉴런 전자 전달(CNET).
CNET은 카테콜아민성 뉴런에서 양자 역학적 전자 전달을 사용할 것이라고 가정되는 신경 신호 전달 메커니즘이다. 이 가설은 많은 독립적인 연구자들이 페리틴(이 뉴런에 풍부한 철 저장 단백질)에서 상온 및 주변 조건에서 전자 터널링이 발생한다는 관찰에 부분적으로 기반을 두고 있다. 이 메커니즘의 가설된 기능은 행동 선택을 돕는 것이지만, 메커니즘 자체는 강한 전자-전자 상호작용과 관련된 물리적 메커니즘을 사용하여 수백만 개의 인지 및 감각 신경 신호를 통합할 수 있을 것이다. 각 터널링 이벤트는 전자 파동 함수 붕괴를 포함하겠지만, 붕괴는 강한 전자-전자 상호작용에 의해 생성되는 물리적 효과에 부수적인 것일 것이다.
CNET은 이러한 뉴런의 여러 물리적 특성을 예측했으며, 이는 이후 실험적으로 관찰되었다. 예를 들어, 흑질 치밀부(SNc) 조직에서 전자 터널링과 SNc 조직에서 무질서한 페리틴 배열의 존재가 확인되었다. 이 가설은 또한 SNc 조직에서 발견되는 것과 같은 무질서한 페리틴 배열이 장거리 전자 전달을 지원하고 스위칭 또는 라우팅 기능을 제공할 수 있다고 예측했으며, 이 두 가지 모두 이후에 관찰되었다.
CNET의 또 다른 예측은 가장 큰 SNc 뉴런이 행동 선택을 중재해야 한다는 것이었다. 이 예측은 당시 예측 보상 도파민 신호 전달에 기반을 둔 이 뉴런의 기능에 대한 초기 제안과는 상반되는 것이었다. 하버드 의과대학의 파스칼 카이저 박사가 이끄는 팀은 이 뉴런이 실제로 움직임을 코딩한다는 것을 나중에 입증했으며, 이는 CNET의 초기 예측과 일치한다. CNET 메커니즘은 아직 직접적으로 관찰되지 않았지만, 페리틴에 태그된 양자점 형광체나 전자 터널링을 감지하는 다른 방법을 사용하여 관찰할 수 있을 것이다.
CNET은 통합 정보 이론(IIT) 및 감각운동 이론(SMT)과 같은 여러 다른 의식 모델에 결속 또는 행동 선택 메커니즘으로 적용 가능하다. 많은 기존 의식 모델이 행동 선택이나 결속을 구체적으로 다루지 못한다는 점이 지적된다. 예를 들어, O'Regan과 Noë는 결속을 "가짜 문제"라고 부르지만, "객체 속성이 지각적으로 단일 객체의 일부로 보이는 것이 어떤 통합된 방식으로, 예를 들어 뇌의 단일 위치에서나 단일 과정에 의해 '표현'되어야 하는 것을 요구하지는 않는다. 그렇게 표현될 수도 있지만, 이에 대한 논리적 필연성은 없다."라고도 말한다. 물리적 현상에 "논리적 필연성"이 없다고 해서 그것이 존재하지 않거나, 일단 식별되면 무시할 수 있다는 의미는 아니다. 마찬가지로, 전역 작업 공간 이론(GWT) 모델은 예측 보상 도파민 신호 전달 연구에서 얻은 뉴런에 대한 이전 이해를 바탕으로 도파민을 조절하는 것으로 취급하는 것으로 보이지만, GWT 모델은 Kaiser가 관찰한 바와 같이 행동 선택을 중재하기 위해 선조체의 순간 활동 모델링을 포함하도록 조정될 수 있다. CNET은 경쟁하는 뉴런 세트의 동시 작동으로 인한 발작을 초래할 수 있으므로, 이 기능에 대한 선택 메커니즘으로 해당 뉴런에 적용 가능하다. CNET 자체는 의식 모델이 아니지만, 신경 결속 및 행동 선택을 통해 다양한 의식 모델을 통합할 수 있다. 그러나 CNET이 의식과 어떻게 관련될 수 있는지에 대한 더 완전한 이해를 위해서는 페리틴 배열의 강한 전자-전자 상호작용에 대한 더 나은 이해가 필요하며, 이는 다체 문제를 내포한다.
양자 심리에 대한 이러한 가설들은 펜로즈가 논의에서 인정했듯이 여전히 가설적인 추측에 머물러 있다. 실험에 의해 검증될 예측을 내놓을 때까지는 이러한 가설들은 경험적 증거에 기반을 두고 있지 않다. 2010년, 로렌스 크라우스는 펜로즈의 아이디어를 비판하는 데 조심스러웠다. 그는 "로저 펜로즈는 많은 뉴에이지 사이비 과학자들에게 빌미를 제공했다... 많은 사람들은 펜로즈의 제안이 합리적인지 의심스러워한다. 뇌는 고립된 양자 역학 시스템이 아니기 때문이다. 어느 정도는 그럴 수도 있다. 기억이 분자 수준에 저장되고, 분자 수준에서 양자 역학이 중요하기 때문이다."라고 말했다. 크라우스에 따르면, "양자 역학이 극도로 이상하고, 극도로 작은 규모에서 짧은 시간 동안 온갖 이상한 일들이 일어난다는 것은 사실이다. 그리고 실제로 우리는 이상한 양자 현상을 만들어낼 수 있다. 하지만 양자 역학이 우주에 대해 바꾸지 않는 것은, 만약 당신이 어떤 것을 바꾸고 싶다면, 여전히 무언가를 해야 한다는 것이다. 생각만으로 세상을 바꿀 수는 없다."
가설을 실험으로 검증하는 과정은 개념적/이론적, 실용적, 윤리적 문제로 가득하다.
양자 효과가 의식 기능에 필수적이라는 생각은 아직 철학의 영역에 있다. 펜로즈는 그것이 필요하다고 제안하지만, 다른 의식 이론들은 그것이 필요하다고 언급하지 않는다. 예를 들어, 대니얼 데닛은 1991년 저서 설명된 의식에서 양자 효과가 필요하지 않다고 지적하는 다중 초안 모델이라는 이론을 제안했다. 어느 쪽이든 철학적 주장은 과학적 증거가 될 수 없지만, 철학적 분석은 모델 유형의 주요 차이점을 나타내고 어떤 종류의 실험적 차이점이 관찰될 수 있는지 보여줄 수 있다. 그러나 철학자들 사이에 명확한 합의가 없기 때문에 양자 심리 이론이 필요하다는 개념적 지지는 없다.
개념적 접근 방식 중 하나는 양자 물리학의 법칙이 적용될 것이라고 기대하지 않고, 양자역학을 다른 연구 분야인 의식을 이해하기 위한 유추로 사용하는 것이다. 이 접근 방식의 예는 슈뢰딩거의 고양이 아이디어이다. 에르빈 슈뢰딩거는 원칙적으로 중첩 상태의 기본 입자에 의존하게 함으로써 대규모 시스템의 얽힘을 어떻게 생성할 수 있는지 설명했다. 그는 잠긴 강철 방에 고양이가 있는 시나리오를 제안했는데, 고양이의 생존은 방사성 원자가 붕괴하여 방사선을 방출했는지 여부에 달려 있었다. 슈뢰딩거에 따르면, 코펜하겐 해석은 상태가 관찰되기 전까지 고양이가 살아있으면서 죽어있는 상태에 있다고 암시한다. 슈뢰딩거는 살아있으면서 죽어있는 고양이의 아이디어를 심각한 가능성으로 홍보하려 하지 않았다. 그는 이 예시가 양자역학에 대한 기존 견해의 부조리함을 설명하려는 의도였다. 그러나 슈뢰딩거 시대 이후, 물리학자들은 양자역학의 수학에 대한 다른 해석을 제시했으며, 그 중 일부는 "살아있고 죽어있는" 고양이 중첩을 상당히 실재적인 것으로 간주한다. 슈뢰딩거의 유명한 사고 실험은 시스템이 언제 양자 상태 중첩으로 존재하기를 멈추는가라는 질문을 던진다. 마찬가지로, 결정을 내리는 행위가 두 가지 결정 결과의 중첩을 가지는 것과 유사한지 물을 수 있다. 따라서 결정을 내리는 것은 뇌를 상태 조합에서 하나의 상태로 줄이기 위해 "상자를 여는" 것을 의미한다. 이러한 의사 결정 유추는 양자역학에서 파생된 형식을 사용하지만, 의사 결정이 이루어지는 실제 메커니즘을 나타내지는 않는다.
이러한 방식으로, 이 아이디어는 양자 인지와 유사하다. 이 분야는 뇌에 미세 물리적 양자역학적 특성이 있다는 가설에 의존하지 않으므로 양자 심리와 명확하게 구별된다. 양자 인지는 양자 유사 패러다임, 일반화된 양자 패러다임, 또는 양자 구조 패러다임에 기반을 두고 있는데, 이는 뇌와 같은 복잡한 시스템의 정보 처리가 양자 정보 및 양자 확률 이론의 틀에서 수학적으로 기술될 수 있다는 것이다. 이 모델은 양자역학을 유추로만 사용하며, 양자역학이 작동하는 물리적 메커니즘이라고 제안하지는 않는다. 예를 들어, 양자 인지는 일부 결정이 두 가지 대안 사이의 간섭이 있는 것처럼 분석될 수 있다고 제안하지만, 이는 물리적인 양자 간섭 효과가 아니다.
실제적인 문제점.
양자-마음 가설에 대한 주요 이론적 주장은 뇌의 양자 상태가 신경 처리 활동에 유용할 수 있는 규모에 도달하기 전에 결어긋남을 잃을 것이라는 주장이다. 이 가정은 맥스 테그마크에 의해 자세히 설명되었다. 그의 계산에 따르면 뇌의 양자 시스템은 서브-피코초 시간 척도로 양자 결어긋남이 발생한다. 뇌의 반응은 이처럼 빠른 시간 척도에서 계산 결과나 반응을 보이지 않았다. 일반적인 반응은 밀리초 단위로, 서브-피코초 시간 척도보다 수조 배 더 길다.
대니얼 데닛은 1초 미만의 시간 척도에서 발생하는 착시에 대한 자신의 다중 초안 모델을 지지하는 실험 결과를 사용한다. 이 실험에서는 눈에서 몇 도 떨어진 각도로 서로 다른 색깔의 두 개의 빛이 연속적으로 깜박인다. 플래시 사이의 간격이 1초 미만일 경우, 먼저 깜박인 빛이 두 번째 빛의 위치로 이동하는 것처럼 보인다. 또한, 빛이 시야를 가로지르면서 색깔이 변하는 것처럼 보인다. 녹색 빛은 붉은 빛의 위치로 이동하는 것처럼 보이면서 붉은색으로 변하는 것처럼 보인다. 데닛은 두 번째 빛이 관찰되기 전에 빛이 색깔을 바꾸는 것을 어떻게 볼 수 있는지 묻는다. 벨만스는 약 1초 정도에 발생하는 또 다른 착시인 피부 토끼 환상이 뇌에서 모델링이 일어나는 동안 지연이 있음을 보여주며, 이 지연은 벤자민 리벳에 의해 발견되었다고 주장한다. 1초 미만의 시간에 발생하는 이러한 느린 착시들은 뇌가 피코초 시간 척도에서 기능한다는 주장을 지지하지 않는다.
펜로즈는 다음과 같이 말한다.
뇌의 작용에 양자역학을 적용하려는 문제점은 양자 신경 신호의 경우, 이 신경 신호가 뇌의 다른 물질을 방해하여 양자 결맞음이 매우 빠르게 사라진다는 것이다. 일반적인 신경 신호로는 양자 컴퓨터를 만들려고 시도조차 할 수 없다. 너무 크고 너무 무질서한 환경에 있기 때문이다. 일반적인 신경 신호는 고전적으로 다루어져야 한다. 하지만 미세소관 수준으로 내려가면 그 안에서 양자 수준의 활동을 얻을 가능성이 매우 높다.
내 그림에서 나는 미세소관에서 이러한 양자 수준 활동이 필요하다. 이 활동은 하나의 미세소관에서 다음 미세소관으로만 가는 것이 아니라, 하나의 신경 세포에서 다음 신경 세포로, 뇌의 넓은 영역에 걸쳐 이어지는 대규모의 것이어야 한다. 우리는 양자적 성격의 어떤 종류의 결맞음 활동이 필요하며, 이는 하메로프가 미세소관을 따라 발생한다고 주장하는 계산 활동과 약하게 결합되어야 한다.
여러 가지 접근 방식이 있다. 하나는 물리학, 양자 이론에 직접적으로 접근하는 것이고, 사람들이 수행하기 시작하는 특정 실험들이 있으며, 양자 역학의 수정을 위한 다양한 계획들이 있다. 아직 실험들이 이러한 특정 아이디어들을 시험할 만큼 충분히 민감하지 않다고 생각한다. 이러한 것들을 시험할 수 있는 실험들을 상상할 수 있지만, 수행하기가 매우 어려울 것이다.
펜로즈는 인터뷰에서 다음과 같이 말하기도 했다.
...의식이 무엇이든, 그것은 계산 가능한 물리학을 초월해야 한다... 의식이 양자 역학에 의존하는 것이 아니라, 현재 양자 역학 이론이 잘못된 곳에 의존하는 것이다. 그것은 우리가 아직 모르는 이론과 관련이 있다.
뇌에서 양자 효과를 입증하려면 이 문제를 설명하거나, 이 문제가 왜 관련이 없는지, 또는 뇌가 어떻게든 체온에서 양자 결맞음 손실 문제를 우회하는지 설명해야 한다. 펜로즈가 제안했듯이, 그것은 "아직 모르는" 새로운 유형의 물리 이론을 필요로 할 수 있다.
디팩 초프라는 "육체와 분리되어" 존재하는 "양자 영혼", 인간의 "무한한 가능성의 장에 대한 접근", 그리고 양자 신비주의 주제들, 예를 들어 양자 치유 또는 의식의 양자 효과를 언급했다. 그는 인체를 물질이 아닌 에너지와 정보로 구성된 "양자 역학적 신체"로 뒷받침되는 것으로 보며, "인간의 노화는 유동적이고 변화 가능하다; 그것은 가속화될 수 있고, 늦춰질 수 있으며, 한동안 멈출 수 있고, 심지어 역전될 수도 있다"고 믿으며, 이는 마음 상태에 의해 결정된다. 로버트 토드 캐롤은 초프라가 자신의 가르침을 정당화하기 위해 아유르베다와 양자역학을 통합하려고 시도한다고 말한다. 초프라는 자신이 "양자 치유"라고 부르는 것이 양자역학의 원리에 기반을 두고 있다고 주장하는 효과를 통해 암을 포함한 모든 종류의 질병을 치료한다고 주장한다. 이로 인해 물리학자들은 그가 의료 상태 및 인체와 관련하여 양자라는 용어를 사용하는 것에 반대하게 되었다. 초프라는 "양자 이론은 관측자 효과, 비국소성, 상관관계에 대해 많은 것을 이야기한다고 생각한다. 그래서 의식이 양자 역학을 이해하는 데 있어 방정식에 포함되거나 적어도 등치되어야 한다고 믿는 물리학자 학파가 있다고 생각한다."라고 말했다. 한편, 그는 또한 양자 효과가 "단지 은유일 뿐이다. 전자나 광자가 정보와 에너지의 나눌 수 없는 단위인 것처럼, 생각은 의식의 나눌 수 없는 단위이다."라고 주장한다. 그의 저서 양자 치유에서 초프라는 양자 얽힘이 우주의 모든 것을 연결하며, 따라서 의식을 창조해야 한다는 결론을 내렸다.
대니얼 데닛에 따르면, "이 주제에 관해서는 모든 사람이 전문가다... 하지만 그들은 자신들의 의식 경험의 본질에 대해 어떤 가설도 받아들일 수 없다고 판단할 수 있는 특별한 개인적인 권위를 가지고 있다고 생각한다."
양자 효과는 뇌의 생리 기능에 중요하지만, 양자 심리 가설의 비평가들은 생물학에서 알려졌거나 추측되는 양자 현상의 효과가 신경 계산, 나아가 의식 현상의 출현에 중요한 영향을 미 미칠 수 있는지에 대해 의문을 제기한다. 대니얼 데닛은 "양자 효과는 자동차, 시계, 컴퓨터에 존재한다. 하지만 대부분의 것들, 즉 대부분의 거시적 객체들은 양자 효과에 무관심하다. 그것들은 양자 효과를 증폭시키지 않으며, 그것들에 의존하지도 않는다."라고 말했다.
로널드 폴 부카(Ronald Paul Bucca)는 뉴욕 소방청(FDNY) 화재조사국의 소방수사관(파이어 마셜)로, 9·11 테러 당시 세계 무역 센터 (1973년~2001년) 남쪽 타워에 진입해 구조 활동을 벌이다가 붕괴로 순직한 미국의 소방관이자 군사정보 예비역 준위이다. 그는 FDNY 역사에서 임무 수행 중 사망한 유일한 소방수사관으로 기록된다.
뉴욕주 뉴욕에서 태어났으며, 성인 이후 뉴욕시에 거주하며 소방과 군 복무, 간호 자격 등 다방면의 경력을 축적하였다. 배우자는 Eve Bucca이며, 자녀로 Jessica와 Ronald Jr.가 있다.
군 복무와 정보 활동.
부카는 미 육군 101공수사단에서 현역으로 복무한 뒤, 미 육군 예비군 제11특수부대단(그린 베레)에서 활동하고 국방정보국(DIA)에서 군사정보 분석 임무를 수행하였다. 또한 예비군 준위로 임관하여 대테러 임무를 지원하였다. 일부 자료는 그가 베트남전 시기에 특수부대원(그린 베레)으로 복무했다고 전한다.
소방 현장과 구조 철학.
FDNY 입직 이후 엔진95, 라더2, 체력단위(Fitness Unit), 구조1(Rescue 1) 등에서 근무하였다. 구조1 근무 중 동료 구조를 시도하다 5층 높이에서 추락해 중상을 입었으나, 약 1년 만에 현업으로 복귀해 동료들로부터 'The Flying Fireman'이라는 별칭을 얻었다. 이후 화재조사국(대테러·방화 수사 협업 포함)에서 현장 경험을 수사·분석과 접목하였다.
1993년 세계 무역 센터 폭탄 테러 조사.
1992년에 소방수사관으로 승진한 뒤, 1993년 세계 무역 센터 폭탄 테러 사건 조사에 참여하였다. 뉴욕 지역 합동테러대책반(JTTF)에 FDNY 대표로 파견되어 기관 간 공조에 관여하였으나, 2000년 FDNY의 해당 의석이 폐지되면서 활동이 종료되었다.
2001년 9월 11일 남쪽 타워에서의 활동.
2001년 9월 11일, 그는 남쪽 타워의 스카이 로비(78층)까지 도달한 뒤 구조 대상을 찾으며 피해 상황을 상급자와 공유하였다. 당시 부카는 대대장 오리오 팔머(Orio Palmer)와 함께 타격 구역까지 접근한 최초·최고층 진입자 중 하나로 평가된다. 남쪽 타워 붕괴와 함께 순직하였으며, 시신은 2001년 10월 23일 계단실 인근에서 신원 확인되었다. 2002년 8월 "뉴욕 타임스"는 78층 교신 기록을 분석하며 "평정된 음성, 질서 있는 지시"라고 평가하였다. 2014년 9월 "데일리 비스트"는 "빛났다"(he "shined")고 표현하며 추락 부상 후 복귀와 고층 진입 결단을 현장 리더십의 사례로 제시하였다.
직무 혁신과 조직 내 영향.
현장 구조·진압과 수사·정보의 접목을 강조하였고, 위험물·테러 대응에서 선제적 분석과 교육을 중시하였다. 이러한 관점은 이후 뉴욕시의 테러 대응 역량 강화·정보 연계의 제도화 논의로 이어지는 데 영향을 주었다고 평가된다.
2005년 9월 9일, 백악관은 9·11 당시 임무 수행 중 사망한 공공안전 요원들에게 9/11 Heroes Medal of Valor를 수여했으며, 부카도 추서 대상에 포함되었다. 그의 이름은 국립 9·11 추모공원 남측 풀(S-14 패널)에 새겨져 있다.
이름을 딴 시설과 프로그램.
이라크 남부 움카스르 인근의 주요 구금시설은 2003년 '캠프 부카(Camp Bucca)'로 명명되었다. 국방정보국은 그가 담당했던 대테러 임무의 공헌을 기려 예비역 대원에게 수여하는 'Ronald P. Bucca Award'를 제정하여 매년 시상한다.
가족과 사적 삶.
배우자 Eve Bucca와 슬하에 1남 1녀를 두었다. 아들 Ronald P. Bucca Jr.는 이후 미 육군 특수부대(그린 베레)에 입대하여 복수의 해외 파병을 수행하였다.
유산과 문화적 재현.
부카의 이름은 FDNY와 군·정보 공동체의 추모 행사, 교육 프로그램, 계단오르기(메모리얼 스테어 클라임) 등에서 반복적으로 언급되며 대도시 재난대응의 상징적 사례로 다뤄진다.
지각심리학(Perceptual psychology)은 인간 인지 시스템의 의식적이고 무의식적인 선천적 측면인 지각과 관련된 인지심리학의 하위 분야이다.
이 분야의 선구자는 제임스 J. 깁슨이었다. 주요 연구 중 하나는 어포던스, 즉 주변 환경의 사물이나 특징의 인지된 유용성에 대한 것이었다. 깁슨에 따르면, 그러한 특징이나 사물은 그 자체로 분리되거나 구별되는 사물이 아니라 어포던스로 인식되었다. 이러한 관점은 소프트웨어 사용자 인터페이스 및 사용성공학, 심리학의 환경주의, 그리고 궁극적으로 정치경제학과 같은 여러 다른 분야의 중심이 되었는데, 여기서는 지각적 관점이 경제 거래의 핵심 투입물이나 결과, 즉 자원과 폐기물의 누락을 설명하는 데 사용되었다.
제라드 에간과 로버트 볼턴은 사람들이 주어진 상황에 대한 자신의 지각에 따라 행동한다는 전제에 기초하여 대인 관계 상호 작용의 영역을 탐구했다. 행동은 명백하지만, 사람의 생각과 감정은 가려져 있다. 이는 사람 사이의 가장 흔한 문제가 우리가 다른 사람의 감정과 생각을 짐작할 수 있다는 가정에 기반을 둔다는 아이디어를 낳는다. 그들은 또한 이 범위 내에서 효과적인 의사소통을 위한 방법을 제시했다. 여기에는 반영적 경청, 주장 기술, 갈등 해결 등이 포함된다. 지각심리학은 종종 환자가 문제 해결 기술을 향상시키도록 돕기 위해 치료에 사용된다.
생득론 vs. 경험론.
지각심리학에 대한 생득론적 및 경험론적 접근 방식은 지각 발달의 기초가 무엇인지 알아내기 위해 연구되고 논의되었다. 생득론자들은 인간이 필요한 모든 지각 능력을 가지고 태어난다고 믿는다. 생득론은 지각에 대한 선호되는 이론이다. 경험론자들은 인간이 지각 능력을 가지고 태어나는 것이 아니라 대신 그것을 배워야 한다고 믿는다.
포르티나리 제단화(Portinari Altarpiece, 1475년 경) 또는 포르티나리 삼면화(Portinari Triptych)는 플랑드르의 화가 휘호 판 데르 후스의 삼면화로, 토마소 포르티나리가 의뢰했으며, 목동들의 경배를 묘사한다. 크기는 이며, 현재 이탈리아 피렌체의 우피치 미술관에 소장되어 있다.
이 제단화는 인물과 종교적 상징으로 가득 차 있다. 15세기 후반 플랑드르 미술 작품 중 가장 많이 연구된 그림으로 꼽힌다.
이 작품은 병원 설립자의 후손인 이탈리아 은행가 토마소 포르티나리가, 피렌체 최대 병원 중 하나인 산타 마리아 누오바 병원 내 교회를 위해 의뢰했다. 포르티나리는 메디치 가문의 메디치 은행 대표로서 40년 이상 브뤼허에서 살았다. 포르티나리 자신은 그의 두 아들 안토니오와 피젤로와 함께 왼쪽 패널에 묘사되어 있으며, 그의 아내 마리아 디 프란체스코 바로첼리와 딸 마르가리타는 오른쪽 패널에 함께 묘사되어 있다. 피젤로를 제외한 모든 인물은 그들의 수호성인과 함께 있다. 수호성인은 성 토마스 (창을 들고 있음), 성 안토니우스 (종을 들고 있음), 막달라 마리아 (연고병을 들고 있음) 그리고 성 마르가리타 (책 들고 용을 밟고 있음) 등이다.
1483년 이 작품이 피렌체에 도착했을 때, 포르티나리 가문의 예배당에 설치되었고, 이를 본 이탈리아 예술가들은 깊은 감명을 받았으며, 많은 예술가들이 이를 모방하려 했다. 가장 좋은 예가 도메니코 기를란다요가 피렌체의 산타 트리니타 성당에 있는 사세티 예배당을 위해 그린 《》이다. 그러나 목자들의 자연주의적 묘사는 1450년경으로 거슬러 올라가는 안드레아 만테냐의 《목자들의 경배》(메트로폴리탄 미술관, 뉴욕)에서도 이미 찾아볼 수 있다.
제단화가 원래 보관되었던 산타 마리아 누오바 병원은 1285년 폴코 포르티나리가 지었다. 이 병원은 침대 12개로 시작하여 15세기에는 약 200개까지 늘어났다. 병원의 명성과 성장은 피렌체 뿐만 아니라 유럽의 많은 도시에서 잘 알려지게 만들었다. 병원은 자선 목적으로 지어졌지만, 나중에는 포르티나리 유산의 일부가 되어 폴코 이후 세대에게 명예를 가져다주었다.
토마소 포르티나리가 이 제단화를 의뢰한 시기는 브뤼허에서 경력이 정점에 이르렀던 1470년대였다. 이 제단화의 엄청난 크기, 그리 판 데르 후스를 제작자로 선택한 것은 후원자의 부와 권력을 보여주는 증거였다.
중앙 패널에서 세 명의 양치기들이 아기 예수 앞에서 무릎을 꿇고 있다. 판 데르 후스는 이 소박한 인물들을 매우 사실적으로 그렸다. 무릎을 꿇은 천사들이 성모와 아기를 둘러싸고 있는데, 아기는 구유에 있지 않고 황금빛 후광에 둘러싸인 채 바닥에 누워 있다. 예수 경배를 이렇게 특이하게 묘사한 것은 아마도 스웨덴의 비르지타 성녀의 환상에 기반한 것일 것이다.
배경에는 중심 주제인 아기 예수 탄생과 관련 있는 장면들을 작게 그렸다. 왼쪽 패널의 뒤쪽에는 요셉과 마리아가 베들레헴으로 피난 가는 길을 그렸고, 중앙 패널의 오른쪽 뒤에는 천사가 목지들을 방문하는 모습, 오른쪽 패널에는 동방 박사들이 베들레헴으로 찾아오는 모습을 그렸다. 휘호 판 데르 후스는 하나의 그림에 동일한 인물들이 반복적으로 등장하는 방식으로 연속적인 이야기를 그렸다. 중앙 패널에서는 먼저 배경에 인물들을 배치한다. 여기에는 양치기들의 머리 위에 천사가 보인다. 이 장면은 천사가 목자들을 방문하여 그리스도의 탄생 소식을 전하는 장면이다. 중앙 패널의 전경에서는 (동일한) 목자들이 성모 마리아 맞은편에서 그리스도를 숭배하는 모습으로 묘사된다.
대부분의 삼면화 제단화는 보통 닫힌 채로 보관되기 때문에, 포르티나리 제단화는 특별한 경우, 예를 들어 주일이나 축제일에만 열렸을 것이다. 휘호 판 데르 후스의 삼면화 외부에는 수태고지 장면을 장식적으로 묘사했다. 화가 휘호 판 데르 후스는 성모 마리아와 가브리엘 천사를 그리자유로 그렸는데, 그리자유란 조각을 모방하는 방식으로 그리는 것을 의미한다. 그림 속 두 인물은 얕은 벽감에 배치되어 있다. 이 작품이 네덜란드에서 완성될 당시, 제단화 외부에 그리자유를 묘사하는 것이 전통이었다. 이 전통은 조각이 종교 예술의 주요 매체였던 중세에서 유래했다. 15세기와 16세기 독일 일부 지역에서는 조각이 여전히 우월하다고 여겨졌고, 반 데르 후스의 작품처럼 접이식 제단화의 중앙에는 조각이 있어야 한다고 보았다.
후원자로서는 휘호 판 데르 후스처럼 그림 자체로 그림과 조각을 만들 수 있는 예술가를 고용하는 것이 더 경제적이었다. 여러 장인을 고용하는 대신 한 예술가와 계약하면 되기 때문이다. 이는 판 데르 후스에게도 도움이 되었는데, 전체 의뢰를 그와 조수들이 맡을 수 있었기 때문이다. 휘호 판 데르 후스 시대에 인기 있었던 또 다른 개념은 삼면화 외부에 수태고지 장면을 묘사하는 것이었다. 이 경우, 수태고지를 거쳐 패널를 열면 제단화 내부에는 그리스도의 삶의 장면이 담기는 것이 보통이었다.
휘호 판 데르 후스의 제단화는 15세기 예수 탄생 장면 중 가장 복잡하고 숨겨진 도상학 상징를 담고 있다고 여겨진다. 삼면화 중앙 패널에는 예수 탄생과 목자들의 경배 장면이 묘사되며, 그 오른쪽 배경에는 목자들에게 알림 장면이 있다.
그림에는 성찬에 대한 헌신을 나타내는 특정 상징들이 있다. 중앙 패널의 천사들은 전례복을 입고 있다. 이 전례복은 보조 사제들이 첫 장엄 대미사에서 입는 것과 동일하다. 중앙 패널의 왼쪽 상단과 오른쪽 하단에는 첫 장엄 대미사에서 전통적으로 대사제가 입는 전례용 코프(망토 형태의 반원형 전례복)를 입은 두 천사가 있다. 무릎을 꿇고 있는 천사의 오른편에는 두 천사가 있다. 이 두 천사는 옆으로 트여 있는 짧은 소매 의복인 달마티카 코프를 입고 있다. 달마티카는 보통 장엄 대미사에서 집사나 보조 집사가 입는다. 장엄 대미사에서는 모든 보조 사제의 전례복 아래에 아마포 장백의를 입는다. 그림 속 모든 천사들은 같은 아마포 장백의를 입고 있다. 액자의 왼쪽 하단에 무릎을 꿇고 있는 천사는 아마포 장백의와 스톨을 입고 있다. 이러한 천사들의 전례복은 중앙 패널에 있는 밀 이삭과 함께 성찬을 상징한다. 천사들의 전례복은 이 제단화를 바라보는 사람들이 제단에서 거행되는 성스러운 성사를 기억하도록 만들어졌다.
그리스도께서 오심으로써 구약성경이 끝날 것을 상징하는 두 가지 구조물, 즉 오른쪽에 있는 낡은 헛간과 왼쪽에 있는 로마네스크 건축 양식 건물은 허물어지기 시작한다. 헛간 근처의 기둥은 마리아가 출산할 때 지지대 역할을 했을 것으로 생각된다. 황소와 당나귀 또한 종교적 의미를 지닌다. 황소는 그리스도를 받아들인 교회를 상징하며, 그 머리는 그리스도를 알아보고 치켜들어 있다. 반면 당나귀는 머리를 아래로 숙이고 있는데, 이는 시나고그에서 예배하던 유대인들이 그리스도를 믿지 않았음을 나타낸다.
붉은 옷을 입은 인물은 마리아의 남편인 요셉이다. 요셉 앞에는 나막신이나 샌들이 놓여 있다. 이 샌들은 성스러운 곳에 들어가거나 신성한 땅을 밟기 전에 신발을 벗는 것을 상징한다. 따라서 요셉이 밟고 있는 땅, 즉 아기 그리스도가 누워 있는 땅은 거룩한 곳이라는 의미이다.
전경의 상징적인 꽃들에는 그리스도의 수난을 상징하는 진홍색 백합과 흰색 및 보라색 붓꽃, 겸손을 상징하는 제비꽃, 십자가의 세 못을 상징하는 세 개의 붉은 카네이션, 그리고 성령을 상징하는 하늘매발톱이 포함된다. 이 꽃들은 알바렐로 꽃병에 담겨 있다. 알바렐로는 원래 약초, 향신료 및 기타 치료 효능이 있는 유기 화합물을 보관하고 운반하는 데 사용되었다. 묘사된 모든 꽃들은 약효를 가지고 있다.
입안 감각, 입안 느낌, 마우스필(mouthfeel)은 음식이나 음료에 의해 입안에서 느껴지는 물리적 감각을 의미하며, 맛과는 구별된다. 이는 맛, 냄새와 함께 음식 품목의 전반적인 풍미를 결정하는 기본적인 감각 속성이다. 입안 감각은 때때로 질감이라고도 불린다.
이것은 포도주 시음 및 식품 유변학과 같이 식품을 테스트하고 평가하는 것과 관련된 많은 분야에서 사용된다. 이것은 입천장에서의 초기 인식부터 첫 물기, 씹기를 거쳐 삼키기 및 뒷맛에 이르기까지 평가된다. 예를 들어, 포도주 시음에서 입안 감각은 일반적으로 입안에서 와인의 일반적인 감각에 대한 수식어(풍부함, 달콤함, 떫음, 쫄깃함 등)와 함께 사용된다. 연구에 따르면 질감과 입안 감각은 포만감에도 영향을 미칠 수 있으며, 특히 점성도의 영향이 가장 크다.
입안 감각은 종종 제품의 수분 활성과 관련이 있다. 단단하거나 바삭한 제품은 수분 활성이 낮고, 부드러운 제품은 중간에서 높은 수분 활성을 가진다.
마사텍어(Mazatec)는 멕시코 남부 오아하카주의 시에라 마사테카(Sierra Mazateca) 지역과 푸에블라주 및 베라크루스주의 인접 지역에서 사용되는 원주민 언어로, 마사텍인들이 사용한다.
보통 "마사텍어"라는 하나의 언어로 묘사되지만, 다양한 방언 간의 차이가 서로 의사소통이 불가능할 정도이므로 언어군으로도 여겨진다. 이 언어군은 오토망게어족의 포폴로카어파에 분류된다. 멕시코의 원주민 언어 권리 기본법(Ley General de Derechos Lingüísticos de los Pueblos Indígenas)에 의해 마사텍 언어들은 스페인어나 다른 원주민 언어들과 함께 멕시코의 "국가 언어"로 지정되어 있다.
마사텍어는 마사텍 지역의 여러 소규모 공동체에서 활발하게 사용되고 있으며, 많은 마을에서는 거의 모든 사람이 마사텍어를 사용한다. 하지만 우아우틀라 데 히메네스(Huautla de Jiménez)와 할라파 데 디아스(Jalapa de Díaz)와 같은 일부 큰 지자체에서는 사람들 사이에 스페인어의 사용이 늘어나고 있다.
다른 오토-망게어족 언어들처럼 마사텍 언어들은 성조어에 해당하며, 성조는 어휘 항목과 문법 범주를 구분하는 데 필수적인 역할을 한다. 마사텍어에서 성조의 중요성은 많은 마사텍 공동체에서 사용하는 휘파람 언어 체계에서 활용되는데, 이를 통해 마사텍어 화자들은 휘파람 소리만으로 온전한 대화를 나눌 수 있다.
한면수(Han Myun Soo)는 대한민국의 법과학·법유전자학 전문가로, 국립과학수사연구원 유전자감식센터 센터장을 지냈으며 이후 동국대학교 경찰사법대학원에서 과학수사학을 강의하는 초빙교수로 활동한다. 유전자감식 제도의 정착과 현장 적용, 관련 법·제도 고도화 논의에 관여하였다.
한면수는 1959년 1월 5일에 태어났다. 중앙대학교에서 식품공학을 전공하고 동 대학원에서 석사와 박사 학위를 취득하였다. 이후 국립과학수사연구소(현 국립과학수사연구원)에서 유전자 분석 실무를 맡아 조직 내 유전자 분석 기능의 제도화를 추진하였다.
연구와 기여.
한면수는 국립과학수사연구원에서 STR·miniSTR 기반 DNA 프로파일링 분석 체계를 현장 사건 수사에 적용하는 표준 절차를 확립하는 데 참여하였다. 한국 내 법과학 실무에서 유전자감식이 증거능력을 갖추도록 기법의 타당성과 관리·검증 절차를 강조하였다. 또한, 과학수사의 날 기념 행사에서 유전자감식 제도 정착과 법제 개선 공로로 포상을 받았다. 2012년 9월, 헤럴드경제는 그를 "한국 DNA 분석의 '대부'"로 소개하며 과학수사 고도화에 기여한 이력과 현장 사례를 집중 조명하였다.
현장 적용과 대표 사례.
실무에서 장기 미제 사건과 연쇄 범죄의 증거물에 STR 분석을 적용하여 용의자 특정에 기여하였다. 2012년 인터뷰에서 그는 강력 사건 수사에서 유전자감식이 단서 확정에 실질적으로 작동하는 과정을 설명하였다. 2002년 보도에서는 국과수의 유전자 감식으로 장기 미제 사건의 실체가 확인된 사례가 소개되었다. 2012년 1월, 일요신문 인터뷰에서 그는 "강호순 사건 실마리도 내 손으로 풀었죠"라고 말하며 유전자감식의 작동 방식을 구체적으로 설명하였다. 2006년 이후 법학·정책 연구에서는 DNA 데이터베이스의 범위와 데이터 삭제 등을 둘러싼 기본권 침해 가능성과 통제 장치의 필요성을 제기하였다.
제도 설계와 법·윤리.
유전자신원확인정보의 수집·보관·활용과 관련한 법제 논의에 현장 관점의 의견을 제시하였다. 한편, 학계와 정책 연구에서는 DNA 데이터베이스의 범위·보관기간·삭제절차를 둘러싼 기본권 침해 가능성과 통제 장치를 검토하였다.
대한의학유전학회 추계학술대회 등에서 과학수사 분야 강연을 진행하였다.
교육 및 강연.
중앙공무원교육원 등 공공 교육과정에서 과학수사 및 유전자감식 강의를 수행하였다.
인간의 뇌에서 전대상피질(Anterior cingulate cortex, ACC)은 뇌량의 전방부를 둘러싸는 "목줄"과 유사한 띠이랑의 전방부이다. 이는 브로드만 영역 24, 32, 33으로 구성된다.
이는 주의 할당, 보상 예상, 의사결정, 충동 제어(예: 성과 모니터링 및 오류 감지), 및 정서와 같은 특정 고수준 기능에 관여한다.
일부 연구에서는 이를 전중대상피질(aMCC)이라고 부른다.
전대상피질은 인지적(등쪽) 및 정서적(배쪽) 구성 요소에 따라 해부학적으로 나눌 수 있다. ACC의 등쪽 부분은 전전두피질 및 두정엽과 연결되어 있으며, 운동 시스템 및 전두안영역과도 연결되어 있어 하향식 및 상향식 자극을 처리하고 뇌의 다른 영역에 적절한 제어를 할당하는 중앙 스테이션 역할을 한다. 반대로 ACC의 복측 부분은 편도체, 측좌핵, 시상하부, 해마체 및 전방 섬엽과 연결되어 있으며, 정서 및 동기 정보의 현저성을 평가하는 데 관여한다. ACC는 초기 학습 및 문제 해결과 같이 작업을 수행하는 데 노력이 필요할 때 특히 관여하는 것으로 보인다.
세포 수준에서 ACC는 방추형 세포 또는 폰 이코노모 뉴런이라고 불리는 특수 뉴런이 풍부하다는 점에서 독특하다. 이 세포는 진화적으로 비교적 최근에 나타난 현상이며(인간과 다른 영장류, 고래, 코끼리에서만 발견됨), 이 뇌 영역이 어려운 문제 해결에 중점을 두는 것과 ACC와 관련된 병리에 기여한다.
ACC를 활성화시키는 일반적인 과제는 참가자 내부에 오류를 일으킬 수 있는 일종의 갈등을 유발하는 것이다. 이러한 과제 중 하나는 에릭슨 플랭커 과제라고 불리며, 왼쪽 또는 오른쪽을 가리키는 화살표와 두 개의 방해 화살표로 구성되어 호환 가능한(««&lt;) 또는 호환 불가능한(» &lt;») 시험을 생성한다. ACC를 활성화시키는 또 다른 매우 일반적인 갈등 유발 자극은 스트룹 과제인데, 이는 일치하는(빨간색으로 쓰인 ) 또는 불일치하는(파란색으로 쓰인 ) 단어의 잉크 색깔을 명명하는 것을 포함한다. 사람들이 단어의 잉크 색깔을 정확하게 명명하려는 시도와 독해 능력이 충돌하기 때문에 갈등이 발생한다. 이 과제의 변형으로는 카운팅 스트룹(Counting-Stroop)이 있는데, 참가자들은 버튼을 눌러 중립 자극('dog'가 네 번 제시됨) 또는 간섭 자극('three'가 네 번 제시됨)을 세는 것이다. 스트룹 과제의 또 다른 버전인 감정 카운팅 스트룹(Emotional Counting Stroop)은 카운팅 스트룹 테스트와 동일하지만, 과제의 간섭 부분에서 "murder"와 같은 분할되거나 반복되는 감정적인 단어도 사용한다. 따라서 ACC는 과제의 의사결정에 영향을 미친다.
많은 연구들은 ACC에 오류 감지, 과제 예측, 주의, 동기 부여, 그리고 정서적 반응 조절과 같은 특정 기능을 부여한다.
오류 감지 및 갈등 모니터링.
ACC 이론의 가장 기본적인 형태는 ACC가 오류 감지에 관여한다는 것이다. 스트룹 과제와 관련된 연구에서 증거가 도출되었다. 그러나 ACC는 정확한 반응 중에도 활성화되며, 이는 참가자들이 A가 제시된 후 문자 X에 반응해야 하고 다른 모든 문자 조합(일부 문자는 다른 문자보다 경쟁적임)을 무시해야 하는 문자 과제를 사용하여 입증되었다. 그들은 더 경쟁적인 자극에 대해 ACC 활성화가 더 크다는 것을 발견했다.
유사한 이론은 ACC의 주요 기능이 갈등 모니터링이라고 제시한다. 에릭슨 플랭커 과제에서 호환되지 않는 시험은 가장 많은 갈등과 ACC에 의한 가장 많은 활성화를 유발한다. 갈등이 감지되면 ACC는 뇌의 다른 영역에 갈등하는 제어 시스템에 대처하도록 신호를 보낸다.
전기 연구를 통한 증거.
ACC가 오류 감지 기능을 가지고 있다는 증거는 오류 발생 시 ACC 내에서 고유하게 생성되는 오류 관련 음성파 (ERN) 관찰에서 비롯된다. 잘못된 응답 후 발생하는 ERP (응답 ERN)와 오류 응답 후 피험자가 피드백을 받은 후 발생하는 신호 (피드백 ERN) 사이에 구분이 이루어졌다.
측면 전전두 띠피질(PFC) 손상 환자는 ERN 감소를 보인다.
강화 학습 ERN 이론은 실제 반응 실행과 적절한 반응 실행 사이에 불일치가 존재하며, 이는 ERN 방출을 초래한다고 가정한다. 또한, 이 이론은 ACC가 뇌의 제어 영역으로부터 상충되는 입력을 받을 때, 어떤 영역이 운동 시스템에 대한 제어를 부여받아야 하는지를 결정하고 할당한다고 예측한다. 도파민의 다양한 수준은 사건 결과에 대한 기대를 제공함으로써 이 필터 시스템의 최적화에 영향을 미치는 것으로 여겨진다. 따라서 ERN은 기대 위반을 강조하는 등대 역할을 한다. 피드백 ERN의 발생에 대한 연구는 기대 위반이 클수록 이 전위의 진폭이 더 크다는 증거를 보여준다. 다시 말해, 사건이 일어날 가능성이 낮을 경우, 오류가 감지되지 않으면 피드백 ERN이 더 커진다. 다른 연구에서는 오류 비용과 반응 평가를 변화시킴으로써 ERN이 유발되는지 여부를 조사했다.
이러한 실험에서 참가자는 응답 후 돈을 얻거나 잃었는지에 대한 피드백을 받았다. 작은 이득과 작은 손실에 대한 ERN 응답의 진폭은 비슷했다. 두 결과 모두 동일함에도 불구하고 손실에 대해서는 ERN이 유발되지 않았고, 승리가 없을 때만 ERN이 유발되었다. 이 패러다임의 결과는 승패 모니터링이 상대적인 기대 이득과 손실을 기반으로 한다는 것을 시사한다. 예상과 다른 결과가 나오면 ERN은 예상 결과보다 커질 것이다. ERN 연구는 또한 ACC의 특정 기능을 국소화했다.
rostral ACC는 오류 발생 후에 활성화되어 오류 반응 기능을 나타내는 반면, dorsal ACC는 오류 및 피드백 후에 활성화되어 더 평가적인 기능을 시사한다(fMRI 증거는 다음도 참조 ). 이 평가는 본질적으로 감정적이며 특정 오류와 관련된 고통의 양을 강조한다. ERN 연구에서 발견된 증거를 요약하면, ACC가 자극에 대한 정보를 받아들이고, 적절한 반응을 선택하고, 행동을 모니터링하며, 기대 위반이 있을 경우 행동을 조정하는 것으로 보인다.
배측 전대상피질(dACC)의 활동은 사회적 배제를 포함한 사회적 과정의 탐지 및 평가 모두에 관여하는 것으로 밝혀졌다. 반복적인 개인 사회 평가 과제에 노출되었을 때, 우울증이 없는 여성은 두 번째 노출 시 dACC에서 fMRI BOLD 활성화가 감소한 반면, 우울증 이력이 있는 여성은 BOLD 활성화가 증가했다. 이러한 차등 활동은 사회적 평가에 대한 반추 증가 또는 반복적인 사회적 평가와 관련된 각성 증가를 반영할 수 있다.
전대상회는 다른 사람을 돕는 노력에 관여한다.
보상 기반 학습 이론.
더 포괄적이고 최근의 이론은 ACC를 더 능동적인 구성 요소로 설명하며, 오류를 감지하고 모니터링하며, 오류의 정도를 평가하고, 운동 시스템이 구현할 적절한 형태의 행동을 제안한다고 주장한다. 전기 연구의 초기 증거는 ACC가 평가 구성 요소를 가지고 있음을 나타내며, 이는 실제로 fMRI 연구에 의해 확인되었다.
ACC의 등쪽 및 부리쪽 영역 모두 오류와 관련된 보상 및 손실에 의해 영향을 받는 것으로 보인다. 한 연구에서 참가자들은 정확하고 부정확한 반응에 대해 각각 금전적 보상과 손실을 받았다.
dACC에서 가장 큰 활성화는 손실 시 나타났다. 이 자극은 어떤 오류도 유발하지 않았으므로, 오류 감지 및 모니터링 이론만으로는 이러한 ACC 활성화가 발생하는 이유를 완전히 설명할 수 없다. ACC의 등쪽 부분은 보상 기반 의사결정 및 학습에 중요한 역할을 하는 것으로 보인다. 반면에 ACC의 부리쪽 부분은 오류에 대한 정서적 반응에 더 많이 관여하는 것으로 여겨진다. 이전에 설명된 실험의 흥미로운 확장으로, 오류 발생 시 ACC 활성화에 대한 보상 및 비용의 영향을 조사했다. 참가자들은 화살표 대신 각 반응 버튼에 할당된 문자 세트를 사용하여 에릭슨 플랭커 과제의 버전을 수행했다.
목표물은 일치하거나 불일치하는 문자 세트로 둘러싸여 있었다. 엄지손가락 이미지(위, 아래 또는 중립)를 사용하여 참가자들은 얼마의 돈을 얻거나 잃었는지에 대한 피드백을 받았다. 연구원들은 참가자들이 실험 중에 돈을 잃었을 때 부리쪽 ACC 활성화가 더 크다는 것을 발견했다. 참가자들은 실수를 했을 때 좌절감을 느꼈다고 보고했다. ACC는 오류 감지 및 정서적 반응과 밀접하게 관련되어 있기 때문에, 이 영역이 자신감의 기초를 형성할 수 있다. 종합적으로, 이러한 결과는 등쪽 및 부리쪽 영역 모두 오류의 정도를 평가하고 후속 반응을 최적화하는 데 관여한다는 것을 나타낸다. 이러한 개념을 확인하는 연구는 시선 이동 과제를 사용하여 ACC의 등쪽 및 부리쪽 영역의 기능을 탐색했다.
참가자들은 정향성 시선 이동(pro-saccade)을 해야 할지 또는 반정향성 시선 이동(anti-saccade)을 해야 할지를 나타내는 신호를 받았다. 반정향성 시선 이동은 대상이 반대 위치에 나타나 충돌을 일으키기 때문에 방해 신호를 억제해야 한다. 결과는 부리쪽 및 등쪽 ACC 영역에 대한 다른 활성화를 보여주었다. 초기 정확한 반정향성 시선 이동 성능은 부리쪽 활성화와 관련이 있었다. 반면에 등쪽 영역은 오류가 발생했을 때뿐만 아니라 정확한 반응에도 활성화되었다.
등쪽 영역이 활성화될 때마다 오류 발생률이 더 낮아 ACC가 노력적인 수행에 관여한다는 더 많은 증거를 제공한다. 두 번째 결과는 오류 시험에서 ACC가 정확한 반응보다 늦게 활성화되어 일종의 평가 기능을 명확하게 나타낸다는 것을 보여주었다.
의식에서의 역할.
뇌의 ACC 영역은 의식 경험과 관련된 많은 기능과 연관되어 있다. 짧은 '감정적' 비디오 클립을 보여주었을 때, 더 감정적으로 인지하는 여성 참가자들에게서 더 높은 ACC 활성화 수준이 나타났다. 더 나은 감정 인식은 감정적 단서 또는 목표물에 대한 향상된 인식과 관련이 있으며, 이는 ACC 활성화에 반영된다.
의식이 ACC와 관련되어 있다는 생각은 몇 가지 증거에 의해 뒷받침되는데, 피험자의 반응이 실제 반응과 일치하지 않을 때 더 큰 오류 관련 음성파가 생성되는 것으로 보인다.
한 연구에서는 피험자가 자신의 오류를 인지하지 못했을 때도 ERN이 나타나는 것을 발견했다. 오류를 유발하는 데 의식이 반드시 필요한 것은 아니지만, 피드백 ERN의 진폭 효과에 영향을 미칠 수 있다. 보상 기반 학습 이론과 관련하여 의식은 기대 위반을 조절할 수 있다. 의식 증가는 기대 위반 감소로 이어질 수 있으며, 의식 감소는 반대 효과를 가져올 수 있다. ACC 활성화에 대한 의식의 효과를 완전히 이해하기 위해서는 추가 연구가 필요하다.
놀라운 가설에서 프랜시스 크릭은 특히 전대상고랑인 전대상피질이 인간의 자유의지의 중심일 가능성이 있다고 지적한다. 크릭은 외계인 손 증후군과 같이 독립적인 의지 감각을 방해하는 것으로 보이는 특정 병변을 가진 환자의 스캔을 기반으로 이러한 제안을 한다.
통증 등록에서의 역할.