JANGUN


Cognitive Neuroscience
인지 신경과학


지음 : Marie T. Banich, Rebecca J. Compton
옮김 : 김명선, 강은주, 강연욱, 김현택



목차

Part I 기초
1 신경계 입문
2 뉴런들은 어떻게 서로 통신하는가
3 방법론
4 반구 특성화

Part II 정신기능의 신경학적 기저
5 운동통제
6 초기 지각 과정
7 대상 재인
8 공간 인지
9 언어
10 기억
11 주의
12 집행기능
13 정서와 사회인지

Part III 주요 현상
14 정신병리
15 뇌의 발달과 가소성
16 전반적 인지장애


1 신경계 입문

인지 신경과학이란 무엇인가?
- 인지 신경과학은 신경적 처리와 관련해서 정신기능을 연구하는 것인데 동물 연구로부터 사람 연구, 실험실 실험으로부터 컴퓨터 시뮬레이션에 이르는 모든 연구들을 포함한다
- 인간 신경심리학은 인간의 뇌 기능과 정신적 과정 사이의 연결을 연구하는 특정한 학문 분야로서, 주로 뇌 손상을 지닌 사람들의 수행에 대한 연구를 한다

신경계의 기본 구조 단위
- 뉴런들은 전기 화학적 신호들을 통해 정보를 주고받는 세포들이다.
- 교세포는 뉴런들에 영양분을 공급하는 공급원 역할을 하고 신경계 손상을 복구하는 것을 돕는 지지세포다

신경해부학적 용어와 뇌의 ‘지리학’
- 앞쪽이 전측 혹은 문측이다
- 뒤쪽이 후측 혹은 미측이다
- 머리 꼭대기 근처가 상측 혹은 배측이다
- 바닥 쪽이 하측 혹은 복측이다
- 몸의 중앙 혹은 중심선 쪽이 내측이다
- 머리의 양 측면 쪽이 외측이다

중추신경계의 주요 하위 구조
- 척수는 신경계가 정보를 주고 받는 주요 통로이다
- 연수는 심장박동과 숨쉬기와 같은 생명 유지 기능의 통제, 경계와 각성에 중요하다
- 소뇌는 숙련되고 유연한 운동에 중요하다
- 뇌교는 뇌 신경들로부터의 정보가 신경계로 들어가는 뇌 영역이다
- 중뇌에는 감각자극을 탐지하는 것과 관련된 두 가지 중요한 구조물이 있다. 청각정보를 처리하는 하구, 시각정보를 처리하는 상구
- 시상하부는 먹이 찾기, 성적 상대 찾기, 도망치는 것과 같이 동기와 관련된 행동에 있어서 중요하다
- 시상은 감각계 정보가 피질로 진행하는 동안 재조직화되고 피질정보가 말초로 진행하는 동안에 재조직화하는 데 있어서 주요 중계센터이다
- 주된 하위피질 구조는 운동 통제와 관련된 기저핵과, 전통적으로 정서와 관련하여 중요한 역할을 한다고 알려졌으며 지금은 기억과 같은 다른 기능에도 연관된다고 알려져 있는 변연계이다
- 대뇌피질은 인간 뇌에 주요 구조이다. 감각 입력을 처리하고, 운동 출력을 통제하며, 또한 사물 인식, 공간적 처리, 기억과 같은 높은 수준의 정신적 기능과 연관되어 있다.

대뇌피질에 대한 상세한 관찰
- 일차감각피질은 어떤 특정한 감각 양식의 정보들이 말초 수용기로부터 받아들여지는 중추신경계의 첫 번째 영역이다.
- 운동피질은 신체 근육들의 정교한 운동 통제를 조절하는 뉴런들의 마지막 출구이다
- 일차체감각은 통증, 온도, 질감, 압력을 포함한 촉각정보들을 처리한다
- 시각피질은 빛과 어둠 사이의 대조를 처리한다
- 청각피질은 음의 주파수(음의 고저)에 관한 처리를 한다
- 전두엽은 행동의 계획, 지도, 평가에 관련된 뇌 영역이다.
- 두정엽은 다중 양식적 처리-감각양식, 기억, 개인의 내적 상태등의 정보를 통합-와 관련된 뇌 영역이다
- 측두엽은 기억, 시각 자극 재인, 정서 및 음악을 포함하는 청각 처리에 관련된 뇌 영역이다.



2 뉴런들은 어떻게 서로 통신하는가

신경계에서의 전기화학적 신호전달
- 전기적 신호를 통해 뉴런 내에서 정보가 전달된다.
- 흔히 세포 ‘발화’라고 불리는 활동전위는 세포막을 가로지르는 전하 차이의 변화로, -70mV에서 +40mV로 변화하고, 다시 되돌아온다.
- 활동전위는 신경전달물질을 방출시킨다. 이 신경전달물질은 시냅스 틈으로 확산되고 인접한 뉴런의 시냅스후막에 있는 특정 수용기에 결합한다
- 이러한 화학적 결합은 시냅스후 전위를 발생시키는데, 시냅스후 전위는 시, 공간적으로 합산되며, 활동전위를 일으킬 수 있다.
- 뉴런의 반응성은 뉴런이 다시 발화하기 전 ‘재설정’에 필요한 시간에 의해 제한된다
- 시냅스후 전위 효과는 일시적으로 제한될 수 있는데, 시냅스전 뉴런의 신경전달물질 재흡수, 신경잔달물질의 효소 불활성화, 인접한 교세포의 신경전달물질 흡수, 시냅스 틈에서 멀리 확산되는 것들이 그 방법이다.

신경전달물질
- 신경전달물질은 화학물질로 뉴런 내부에서 합성되고 활동전위와 함께 방출된다.
- 아미노산은 중추신경계에서 가장 일반적인 유형의 신경전달물질이다. 중추신경계에서 주요 흥분성 아미노산은 글루타메이트이고 주요 억제성 아미노산은 GABA이다
- 다른 유형의 신경전달물질들은 아세틸콜린과 모노아민(도파민, 노르에피네프린, 세로토닌)으로 구분된다. 이 신경전달물질들을 생성하는 뉴런의 세포체는 피질하 영역과 뇌간에 위치하며 피질 전체로 널리 투사한다.

신경전달의 화학적 조절
- 시냅스전 조절은 신경전달물질의 생산량이나 시냅스 틈으로의 방출량, 자가수용기에 의해 통제되는 되먹임 조절 등의 영향으로 일어날 수 있다.
- 시냅스 틈에서 일어나는 조절은 재흡수 기제나 신경전달물질 분해의 영향을 받는다
- 시냅스후 조절은 수용기에 결합하는 물질이나 수용기를 차단하는 물질에 의해 일어난다

수초화
- 수초화는 뉴런 주위에 있는 핍돌기교세포가 지질로 된 돌출부로 축색을 감싸서 절연시켜주는 과정이다.
- 수초화는 신경계에서 원거리 정보의 전송에 걸리는 시간을 절약해준다.
- 수초화되어 있는 축색 다발 부분을 백질이라고 하고, 세포체가 모여 있는 부분을 회백질이라고 한다.



3 방법론

서론
- 두뇌의 기능적 구조학과 행동 간의 관계는 다양한 집단과 다양한 기법으로 연구될 수 있다. 연구자가 대답하고자 하는 질문에 따라서 연구의 초점이 두뇌의 신경해부학일 수도, 두뇌의 신경생리학일 수도 있으며, 또는 두뇌가 행동을 통제하는 방식 자체에 대한 것일 수도 있다.
- 다양한 기법들을 조합으로 사용할 수도 있는데, 서로 다른 기법들로부터 오는 수렴적 증거들이 두뇌-행동 관련성의 근본적 측면을 밝히는 데 가장 강력한 도구이기 때문이다.

연구 참가 집단
- 손상영역이 규명된 두뇌 손상 환자들은 연구자들로 하여금, 그 특정 두뇌 영역 손상 결과로 어떤 기능이 상실되었는가를 조사할 수 있게 해준다. 이런 기법은 한 기능에 관여하는 모든 두뇌 영역을 다 확인하게 할 수는 없지만, 그 과제를 수행하는 데 결정적인 두뇌 영역만을 규명한다.
- 신경학적으로 정상인 사람들은 (1) 두뇌 손상을 입은 개인의 행동 수행과 비교할 수 있는 기저선, (2) 두뇌의 기본적 신경해부학적 구조에 대한 정보, 그리고 (3) 두뇌영상기법과 함께 사용하여, 어떻게 두뇌가 함께 작용하는가에 관한 증거 등을 제공한다.
- 인간이 아닌 동물들은 두뇌-행동관계에 대한 유용한 정보를 제공할 수 있는데, 이는 인간의 두뇌가 다른 포유류 특히 원숭이들과 영장류의 신경계와 많은 공통점을 가지고 있기 때문이다.

두뇌 해부학 측정 기법
- 이들 기법은 두뇌의 구조적 건전성에 대한 정보를 제공한다
- CAT(컴퓨터단층촬영)과 같은 기법은 X-ray를 이용하여 뼈, 핏줄, 두뇌조직, 뇌척수액에 따라 다른 조직의 밀도에 대한 정보를 제공한다
- 자기공명영상(MRI)은 자기장을 이용하여 두뇌 안의 특정 물질, 예를 들어 물과 지질과 같은 물질의 분포에 대한 그림을 제공한다

생리적 기능을 평가하는 방법
- 기능두뇌영상법들은 신경 발화의 부산물로 일어나는 두뇌의 생리적 활동에 대한 정보를 제공하는데 그런 정보들은 두뇌 활동이 일어나고 있는 곳이 어디인지에 대해 매우 훌륭한 정보를 제시한다.
- 양전자단층활영(PET)은 방사능 꼬리표를 붙이고 있는 분자를 이용하여 두뇌의 다른 부위에서 일어나는 생리학적 활동에 관한 측정치를 제공한다. 특정 신경전달물질의 결합은 물론 산소와 혈당의 소비를 조사하는데 사용될 수 있다.
- 기능자기공명영상(fMRI)은 주로 산소화된 혈류와 탈산소화된 혈류의 자기성의 차이를 탐지하여 작용하는데, 이는 뉴런들이 활발한 두뇌 영역을 확인하는 것을 가능하게 한다. 전기자기 측정방법은 신경 발화와 더불어 발생하는 전기적 신호나 자기장 신호를 기록하는 방법으로 언제 신경 활동이 일어났는지에 대한 대단히 정확한 정보를 제공한다
- 단세포 기록법은 사람에게는 아주 드문 경우를 제외하곤 쓰이지 않고 주로 동물에게 사용되는데 단일 세포 안으로 전극을 삽입하여서 연구자가 어떤 유형의 자극이 그 세포를 발화하게 하는지를 결정할 수 있게한다.
- 뇌파검사(EEG)는 뉴런 집단의 수상돌기에서 동기화된 전기활동의 총합의 주파수를 조사하는 데 쓰인다. 이는 각성, 졸음, 수면과 같은 상태를 구별하거나 간질에서 발생하는 전기 스파이크를 탐지하는 데 유용하게 쓰인다.
- 사건 경위 전위 (ERP)는 사건에 대한 반응으로 기록되는 전위이며 시간-잠금되어 있다. ERP 신호의 서로 다른 부위는 특정 감각 또는 인지 과정과 연관되어 있다.
- 자기뇌파검사(MEG)는 두뇌의 전기활동에 수반되는 자기 전위차에 대한 정보를 제시한다. MEG 신호의 서로 다른 부위는 특정 감각, 또는 인지 처리 과정과 관련되어 있다.
- 광 기록법은 뇌를 통과하는 빛의 흡수와 분산에 대한 정보를 제공한다. 이런 정보들은 몇 초 단위로 변화하며 일어나는 두뇌의 산소화된 혈류와 탈산소화된 혈류의 국소적 변화를 추론하는데 사용되며, 수 밀리 초 단위로 발생하는 신경 발화와 관련된 변화가 무엇인지에 관한 정보를 제공한다.

두뇌 활동을 조절하기 위한 기법
- 경두개자극(TMS)과 같은 방법은 두개골에 가해지는 자기장을 통하여 두뇌 활동을 교란시켜 뉴런의 전기적 발화를 간섭한다. 이 방법은 과제 수행에 결정적인 두뇌 영역들을 확인하는 데 사용될 수도 있다.

행동 분석 기법
- 인지 이론들은 정신 기능을 다양한 정보처리 요소로 나누어 분석하는 것을 돕는 데 커다란 역할을 하고 있다.
- 행동의 임상적 측정은 일반 지능의 측정을 얻는 것 외에도, 한 기능에 관한 세부적인 조사로 들어감 없이 다수의 정신기능을 표집하는 검사 배터리를 통하여 이루어지거나, 특정 인지기능을 평가하기 위하여 환자 맞춤형 접근방식을 사용하여 이루어진다. 그 어떤 경우에서나, 일반적인 지능에 대한 측정 또한 자주 이루어진다.

두뇌-행동 관계성에 관한 모델링을 위한 기법
- 계산 모델들은 뉴런기능 같은 단위들로 이루어져 있어, 두뇌가 정신기능을 어떻게 지지하는지에 대해 예측하거나 두뇌 손상 후 어떤 일이 일어날 것인가를 모의실힘을 하는데 사용될 수 있다.



4 반구 특성화

반구 특성화의 기초
- 반구 차이는 Paul Broca가 우반구가 아닌 좌후측 전두엽의 영역의 손상이 유창하게 언어를 산출하는 능력에 결함을 야기시킨다는 보고를 했던 1860년대에 처음으로 증명되기 시작했다.
- Karl Wernicke는 이후에 좌반구의 측두-두정영역의 손상이 그 반대의 증후군, 즉 언어 산출 능력은 온전하지만 언어 이해 능력이 손상된 증후군을 나타냄을 관찰했다.
- 이러한 결과는 대뇌 우세성이라는 개념을 야기시켰다. 즉 한 반구가 정신적 기능을 지배하거나 인도한다는 개념이다
- 심한 간질증상의 경감을 위해서 반구간을 연결하는 커다란 신경다발인 뇌량이 수술로 절단된 분리 뇌 환자의 연구들은 언어 처리에는 좌반구가 우세하고, 시공간 과제에서는 우반구가 우세하다는 것을 밝혔다.
- 일측성 손상을 입은 환자 연구는 좌반구 손상이 언어처리의 결함을, 반면 우반구 손상은 얼굴재인, 선 방향 판단, 대상의 재인, 청각자극의 음조처리와 같은 다양한 능력의 결함을 야기시킨다는 것을 보고하였다.
- 반구 특성화는 신경학적으로 손상이 없는 정상인들에게서도 증명될 수 있는데, 이를 위해 감각정보가 초기에는 어느 한쪽 반구로만 가도록 하여 가능하다
- 일반적으로 언어적 재료에 대한 정보처리는 오른손잡이에게 있어서 오른쪽 귀나 오른쪽 시야에 제시할 때 더 우세하다. 반면, 공간적 자료들은 외손에 제시되거나, 왼쪽 귀, 또는 왼쪽 시야에 제시될 때 그 정보처리가 더 우수한 경향이 있다.

반구 차이의 특성
- 두 반구가 처리하는 정보 유형(언어 대 비언어)에 따라 두 반구가 다른 것이 아니라 그 정보를 처리하는 방식에 따라 다른 듯이 보인다. 좌반구는 단편적, 세부적, 그리고 시간-잠김 방식으로 정보를 분석하는 것을 더 잘하는 반면, 우반구는 정보를 전체적으로, 형태적으로, 그리고 공간에 토대를 둔 방법으로 분석하는 것을 더 잘한다.
- 어떤 유명한 이론은 각 반구 비대칭은 각 반구가 다른 방식으로 들어오는 감각 정보를 걸러내기 때문에 존재한다고 본다. 즉 우반구는 들어온 정보의 저주파 부분을 선호적으로 처리하고, 좌반구는 고주파 부분의 정보처리를 더 선호적으로 처리한다는 것이다.

대뇌반구간 정보의 통합
- 뇌량은 이분법적으로 범주화되는 정보 (예, 남자얼굴보다 여자 얼굴)보다 독특하게 특성화될 수 있는 정보(예, 마돈나의 얼굴 사진)을 전달하는 데 더 중요한 역할을 한다.
- 반구간 상호작용은 과제가 어렵거나 노력을 많이 요할 때 두뇌의 처리 능력을 증가시키지만, 과제가 상대적으로 쉬울 때는 그렇지 않다.

대뇌반구 특성화의 발달적 관점
- 반구 특성화의 기본적인 양상은 발달하는 동안에 크게 변하지 않는 것으로 나타난다.
- 해부학적 비대칭성은 자궁 안에서도, 태어나는 시점에도 관찰될 수 있으며, 행동적 비대칭성은 유아기에서 관찰되고, 아동기 동안에 일정하게 유지된다. 그리고 한쪽 반구만 가지고 있는 아동들은 그 손실된 반구와 관련된 기수로다는 존재하는 반구와 관련된 기술을 더 잘 발달시킨다

뇌 조직화에서의 개인차
- 평균적으로 왼손잡이는 오른손잡이보다 두 반구간 기능의 분업이 덜 이루어진다.
- 비록 여성이 남성보다 덜 편재화되었다고 시사되지만, 이런 주장의 타당성에 대해서는 많은 논란의 여지가 있다.



5 운동통제

운동통제에 관여하는 두뇌 구조
- 운동 경로는 두뇌로부터 정보를 근육으로 전달한다.
- 소뇌는 전체적인 자세, 동작의 매끈한 협응, 포물선 운동(되먹임에 대한 기회를 전혀 고려하지 않고 빠른 동작이 계획됨), 훈련된 운동 움직임들의 학습, 그리고 움직임들이 시간 맞추기에 중요한 역할을 한다.
- 기저핵은 내적으로 유도되는 운동 움직임의 개시와 중단을 통제하는 데 중요하며, 기저핵은 또한 운동계획과 학습에 중요한 역할을 한다.
- 일차운동피질은 특정 근육의 움직임의 방향과 힘을 통제한다
- 보조운동복합은 활동에 대한 운동 계획을 제고하는 것으로 생각되는데, 이때 운동 계획이라 함은 운동이 개시되기 이전에 사전 프로그램되는 의도된 움직임에 대한 추상적 표상이다
- 전운동영역은 어떤 과제를 수행하는 데 필요한 운동 활동의 유형(잡기 등)을 규정하는 데 관여한다고 생각된다. 전운동영역의 일부, 전두 안운동야는 시공간을 훑어보는 것 같은 수의적 안구운동을 프로그램한다.
- 전 대상피질은 운동 반응의 선택에 중요한 역할을 하는데, 특히 새롭거나 비정형적인 운동들에 대해 그러하다
- 두정엽은 운동통제에 다중 역할들을 수행한다. 두정엽은 움직임들이 일어날 공간상의 표상과 움직임들을 연결하는 역할을 한다. 두정엽은 운동 프로그램에 대한 정보를 그 운동 활동에 대한 시각운동감각과 다른 감각 정보들과 연결한다. 그리고 두정엽은 운동활동을 그 운동활동의 개념적 유의성과 연결한다.
- 복잡한 동작은 이 모든 영역의 통합된 방식으로 협응 노력을 필요로 한다

운동장애
- 피질하 운동장애는 운동의 형태와 타이밍에 영향을 미치지만, 피질 운동장애는 운동 활동이 개념적 명확성에 영향을 미치는데, 이는 복잡한 운동 동작 연쇄에 교란이나 운동 동작이 개념을 표상되게 하는 능력의 교란으로 야기된다.
- 파킨슨병은 흑질의 세포 손실로 인하여 피각이 도파민을 받지 못하게 되어 생기는 병으로 자발적 운동의 시작 불능(운동불능증, akinesia), 동작의 느림(운동완서증, bradykinesia), 반복적 떨림(전진, tremors) 등을 일으킨다
- 헌팅턴병은 선조체의 손상의로 생기는 병으로, 불수의적인 경련성 움직임이나 비틀거림을 야기시킨다.
- 뚜렛 증후군은 아동기에 발현되는 드문 장애로서, 심하지 않은 정도에서는 얼굴이나 사지 신체의 다른 부분들에서 틱이나 씰룩거림으로 나타난다. 더 심한 경우는 울음, 으르렁거림, 욕지거리와 같은 성대화로 나타난다.
- 외인 사지 증후군은 SMA의 손상으로 야기되며, 파괴적이며 쓸모없이 움직여 양손 활동의 협응을 방해하는 방식으로 사람의 사지가 마치 자신의 자유의지를 가지고 있는 것처럼 보인다.
- 실행증은 전형적으로 좌측 하두정엽 손상이나 좌측 전두엽 손상으로 야기되며 잘 훈련된 운동활동의 연쇄적 수행을 방해한다
- 실행증의 어떤 분류체계는 실행증에 의해 영향을 받는 신체 부위를 강조하는가 하며, 다른 분류체계는 동작의 관념과 그 실행의 단절 여부를 강조하고, 또 다른 체계는 상징적 유의성을 가진 동작과 물건을 사용하는 데 필요한 동작의 차이를 강조한다
- 진정한 의미의 실행증이 아닌 다른 질병으로는, 관련 대상을 그 대상의 공간적 관계성에 따라 정확히 조작할 수 없게 마드는 구성 실행증과 팔, 다리와 옷을 조작하여 옷을 입을 수 없게 되는 착의 실행증이 있다.
- 뇌량 실행증에서는 구두 명령에 반응하여 왼손으로 물체를 조작하거나 운동을 수행하는 능력이 상실된다.



6 초기 지각 과정

망막
- 망막은 신경조직으로부터 분화되었으며 뇌에 정보가 도달하기 전에 시각 정보를 처리한다

광수용기
- 간상체와 추상체는 색-민감 색소를 가진 세포이다. 이를 색소에 의해 빛이 흡수되면 신경신호가 생성되고 이 신호가 망막에 있는 다른 세포와 의사소통한다
- 간상체와 추상체는 다른 색소가 있다. 세 개의 추상체 색소는 각각 다른 빛 파장에 민감해서 색 지각에 관여한다
- 간상체는 망막의 말초에 분포되어 있지만 추상체는 막막의 중심, 중심와에 분포되어 있다.
- 간상체는 추상체보다 신경절 세포에 고도의 수렴을 이룬다. 간상체의 이런 합산은 낮은 조도하에서 탐지를 가능하게 하지만 동시에 상세한 위치에 대한 정보를 상실한다

신경절 세포
- 신경절 세포는 망막에 있으며, 그 축색들은 모여서 시신경을 이룬다
- M 신경절 세포는 움직임과 대략적 형태에 민감하지만, P 신경절 세포는 색과 상세한 세부를 부호화한다

수용야
- 한 세포의 수용야는 빛으로 자극되었을 때 그 세포 발화율의 변화를 일으키는 공간상 한 영역을 말한다.
- 광수용기는 시공간에 어떤 위치에 단순한 점 모양의 빛(spot of light)에 대응하는 수용야를 가지고 있다.
- 신경절 세포는 중심-주변 조직화의 수용야를 가지고 있어서, 시야의 한 가운데 위치에 빛이 닿으면, 도넛 모양의 주변 영역에 빛이 닿을 때와는 다른 효과가 세포의 발화율에 나타난다. 이 중심-주변 조직화는 빛과 어둠의 대비에 세포가 특히 흥분할 수 있게 되어 있다.

망막에서 두뇌로의 경로
- 망막에서 시작하는 두 개의 주된 경로가 있다. 개시상침경로는 망막에서 중뇌의 상소구로 투사되는 반면, 슬상선조경로는 망막에서 시상의 외측 슬상핵으로 투사된다.

외측 슬상핵
- LGN은 망막에서 들어오는 정보를 조직해서 피질로 보내는 거쳐 가는 지점이다
- LGN은 여섯 개의 층으로 이루어진 복잡한 구조물이며, 층마다 망막위상 지도가 포함되어 있다. 소위 거대세포층이라고 불리는 두 개의 층은 M 신경절 세포로부터 입력을 받는다. 소위 소세포 층이라고 불리는 네 개의 층은 P 신경절 세포로부터 입력을 받는다. 거대 세포층은 운동지각에 중요하지만, 소세포층은 색과 형태 지각에 중요하다.
- LGN은 시각피질로부터 막대한 피드백 투사를 받는데, 이는 피질이 LGN을 통해 올라오는 정보를 조형할 수 있게 한다.

일차시각피질(선조피질)
- 선조피질은 시각정보를 처음으로 받는 피질 영역이다.
- 각 반구의 선조피질은 시각세계의 절반에 대한 망막 위상 지도를 포함한다
- 선조피질의 세포들은 망막이나 LGN과는 다른 수용야를 가진다. 단순 세포는 특정 방위의 막대 모양에 가장 잘 반응하고, 복합 세포는 특정 방향으로 움직이는 특정 방위의 막대에 가장 잘 반응하며, 초복합 세포는 특정 길이를 가진 특정 방위의 막대에 가장 잘 반응한다.
- 선조피질에는 양안 부등의 특정 정도에 민감한 세포들이 있는데, 이 세포들은 왼쪽 눈과 오른쪽 눈의 차이에 민감하다. 양앙 부등 정보는 깊이를 보호화하는 데 중요하다

선조피질에 있는 세포의 맥락 조절
- 선조피질의 세포들은 주변 맥락에 따라 발화율이 변화된다. 잘 알려진 지각에 미치는 맥락의 영향은 이것으로 설명될 수 있으며, 선조피질 내의 외측 연결들은 물론이고, 상위 피질 영역으로부터의 하향성 입력에 의해서도 일어날 가능성이 있다.

맹시
- 맹시 환자들은 그 손상된 시야에 대해서 완전한 시력상실을 경험하더라도, 약간의 원시적 시각 기능이 남아 있음을 보여준다
- 맹시의 잔여 시각이 무엇 때문인지는 아직도 논란이 분분하다. 개시상침로가 손상되지 않아서 일 수도 있고 LGN에서 선조외피질로 가는 경로가 온전해서 일 수도 있거나, 또는 선조피질내에 기능이 온전한 작은 부분이 남아 있어서 일 가능성에 대해서 논란의 여지가 있다

선조피질 이후의 시각 영역
- V2와 V3를 포함한 선조외 피질에는 다수의 망막위상 지도가 존재한다. 각각 지도의 독특한 기능에 대해서는 아직도 잘 알려지지 않았다.
- 두뇌의 복측 표면 영역에는 색 자극으로 특히 활성화되는 영역이 있으며, 이 영역의 손상은 색 지각에 결함을 일으킬 수도 있다. 이 결함은 완전색맹이라고 불린다. 이 두뇌 영역이 진정으로 색 처리 부위인가의 여부에 대해서나, 이 영역이 원숭이의 시각 영역 V4와 어떻게 대응되는가에 대해서는 논란의 여지가 있다.
- 선조피질에서부터 두 개의 경로가 나온다. 복측 경로는 하측두엽 쪽으로 투사되며, 대상 재인에 관여한다. 반면 배측 경로는 두정엽 쪽으로 투사되며, 공간 지각이나 활동에 관여한다

청각 처리 과정
- 청각계는 시각계와 유사한 계산화 문제를 풀어야 한다. 예를 들어 다수의 감각 세계의 특질을 표상해서 그 대상의 위치와 그 대상이 무엇인지 이해될 수 있도록 해야 하기 때문이다.
- 청각 경로는 내이의 와우관에서 시작하며, 연수의 와우핵, 연수의 상올리브핵, 중뇌의 하소구, 내측 슬상핵, 그리고 청각피질로 연결이 이어진다.
- 공간 위치는 뇌간 수준에서 계산되는데, 왼쪽과 오른쪽 귀에 도착한 소리의 시간차이와 강도차이를 비교함으로써 이루어진다
- 청각피질에는 핵심 부위 내의 일차피지롸 벨트나 벨트주변부라고 불리는 이차 처리 영역이 존재한다. 일차청각피질은 순수 음의 추파수 같은 단순한 특성을 부호화하는 듯 보이지만, 이차 청각 영역은 더 복잡한 소리 형태를 부호화한다
- 연구자들은 청각피질 내에 ‘무엇’과 ‘어디’ 정보처리 경로 사이의 차이가 있다고 본다. 그렇지만 이런 구분이 시각계처럼 명확하지는 않다
- 청각과 시각 정보처리 흐름은 몇 지점에서 교차할 가능성이 있는데, 예를 들어 중뇌의 상소구, 일차감각피질, 그리고 고차 다중양상 피질 영역 등이 그런 자리이다.



7 대상 재인

‘무엇’ 복측 시각계
- 이 두뇌 체계는 대상 재인 기능에 주된 역할을 하며 후엽의 두뇌 영역에서 시작하여 복측으로 진행하여 측두엽의 전측 첨단까지 진행한다
- 원숭이의 단일세포기록법들은 복측 시각 처리 흐름의 보다 전측에 있는 세포들이 특정 형태에 반응하여 발화하며, 커다란 수용야를 가지고 있고, 색에 민감함을 보여주고 있는데, 이런 모든 특질은 특정 대상을 재인하는데 유용한 것이다.

시각 대상 재인의 결함
- 통각실인증은 시각 정보의 기본적 특질을 처리하는 능력의 결함으로 가장 단순한 형태에 대한 지각조차도 불가능하게 한다.
- 연합실인증에서, 시각정보의 기본적 지각적 속성이 처리될 수 있지만, 그 처리는 대상 재인을 가능하게 충분할 만큼 고차적인 정도가 아니다
- 통각실인증이 후 영역에 광범위하고 확산적인 양측성 손상과 관련이 있지만, 연합실인증은 후측두 경계 근처의 양측성 손상과 상관이 있다.

안면실인증 : 얼굴실인증
- 안면실인증은 다른 대상들은 그렇지 않은데, 얼굴 재인이 불가능하며, 복측 흐름의 어떤 영역의 손상 후에 나타날 수도 있고, 아주 드물게는 특별히 알려진 두뇌 손상 없이 발달 중에 나타나기도 한다. 얼굴의 신원을 확인할 수 없거나 그 얼굴을 범주화하지 못할지라도, 얼굴의 어떤 측면은 암묵적으로 재인될 수 있다.

대상 재인에서 범주-특정적 결함
- 어떤 장애는 다른 범주들(예, 인간이 인공적으로 만든 항목들)에는 영향을 끼치지 않으면서 어떤 범주 내의 항목들(예, 과일, 채소)을 재인하는 능력에 손상을 일으킨다
- 이런 장애에 대한 가장 그럴듯한 설명은 서로 다른 범주의 항목들에 대한 기억 접근성이 서로 다른 방식으로 얻어져서라고 보는 것이다. 예를 들어 시각 영역의 손상은 시각 형태에 근거해서 변별되는 대상들, 예를 들어 꽃이나 식물들의 재인에 결함을 일으킬 수 있다. 반면 운동 영역의 손상은 어떻게 조작하고 사용하는가에 근거하여 구별하게 되는 도구 같은 대상에 영향을 미칠 수 있다.

대상 재인의 이론적 쟁점
- 복측 흐름의 어떤 세포는 어떤 복잡한 자극에 고도록 선택적인 듯이 보일지라도, 세포들의 집단수준에서 나타나는 역동적인 활동양상으로 대상이 부호화될 가능성이 매우 높다
- 시각 체계가 풀어내야 하는 주된 문제 하나는 크기, 위치, 조도, 그리고 관점의 변이에도 대상이 재인되는 것이다. 예를 들어 어떻게 관점 특정적일 때 최대로 잘 반응하는 세포들로부터 그토록 관점 불변적 표상이 구성될 수 있는가를 이해하기 위하여 연구자를은 여전히 노력하고 있다.
- 개인 특성들과 전체적 윤곽 모두 대상 재인에 중요하다. 좌반구는 특성 재인에 특화되었지만, 우반구는 윤곽 재인에 특화된다. 우리가 전문성을 가지고 있는 대상에 대해서는 윤곽 정보에 더 많이 의존하는 경향이 우리에게 있다.
- 두뇌 손상 환자, 신경영상, 그리고 전기생리학적 증거들은 얼굴이 다른 범주의 대상들과는 다른 방식으로 처리됨을 시사한다. 최근 증거는 다른 신체 부위에 대한 지각도 또한 이런 특수화된 영역에서 일어난다는 것을 보여준다
- 얼굴의 물리적 특징에 관한 확인, 물리적 기술과 그 사람의 신원에 관한 정보와 연결, 그리고 사회적 또는 정서적 정보를 전달하는 데 도움이 되는 얼굴 특질의 재인은 주로 우반구에 있는 측두엽의 특정 부위에서 일어나는 것 같다
- 얼굴 재인에 특화된 우반구 영역들은 다른 범주의 대상들에 대한 전문성을 획득해 감에 따라 그 다른 범주의 대상 재인을 돕도록 관여하게 될 수도 있다.

다른 감각양상의 실인증
- 청각실인증은 언어적 소리, 비언어적 소리, 또는 두 가지 소리 모두의 재인 능력에 결함을 일으킨다.
- 체감각, 또는 촉각실인증은 감촉으로 항목을 재인하는 능력에 장애가 생기는 것이다.
- 외측 후복합은 시각은 물론 촉각을 통한 대상 재인에도 관여한다
- 한 감각양상으로 대상을 재인하는 것은 다른 감각양상으로 그 대상을 표상하는 것 역시 준비시키는 것 같다.



8 공간 인지

공간 처리에 관여하는 배측 시각계
- 공간적 관계의 지각은 주로 배측 혹은 ‘어떻게’ 시각계에 포함되는 두정엽에 의존한다
- 단일세포기록법은 두정 영역의 세포들이 눈과 머리의 위치와 동물의 움직임에 민감하다는 것을 보여주는데 이 모든 것은 이 세포들이 공간 관계를 처리하고 외적 공간에 관한 지도를 형성하는데 적합하다는 것을 시사한다
- 두정엽의 손상을 가지는 원숭이는 공간 내에 존재하는 물체들의 상대적 위치에 관한 판단을 하지 못하지만 물체를 인식할 수는 있다.

공간의 삼차원 부호화
- 깊이는 두 눈으로부터 오는 입력을 서로 비교함으로써 부호화되고 이는 공간 위치의 지각과 대상 인식에 유용하다. 배측 경로의 세포들은 목표물의 깊이와 깊이 면에서의 움직임에 민감하게 반응한다
- 좌우 혼동은 좌반구 두정피질의 손상과 관련되어 있지만 우반구 두정피질의 손상은 타인의 좌측과 우측을 구분하는 능력을 방해하는데, 이는 타인의 좌우측 구분이 좌우측에 관한 참조틀의 변환을 요구하기 때문이다.

공간참조틀
- 공간 위치는 본인을 중심으로 부호화될 수 있는데 이를 자기중심적 참조틀이라고 한다. 또한 외적 준거에 의해 보호화되기도 하는데 이를 환경중심적 참조틀이라고 한다
- 원숭이를 대상으로 한 연구들은 두정피질의 세포들이 다양한 참조틀, 즉 머리-중심, 눈-중심과 대상-중심의 참조틀에서의 공간 위치를 보호화하는 것을 보고하고 있다.
- 뇌손상 환자들을 대상으로 한 연구들은 서로 다른 유형의 자기 중심적 및 환경중심적 부호화가 서로 독립적으로 손상될 수 있음을 보고하는데 이는 이 두 유형의 보호화가 서로 분리된 뇌처리 과정에 의존함을 시사한다.

소규모 공간에서의 공간 관계
- 공간 내의 한 지점의 위치를 지각하는 능력은 우반구 두정엽의 상측 영역에 의존한다
- 좌반구는 범주적 공간 관계의 판단에 우세한데 이는 두 지점의 관계를 위치 범주(위/아래, 좌/우측)에 따라 기술하는 것을 의미한다. 반면 우반구는 계량적(좌표적) 공간 관계에 우세한다 이는 두 지점 사이의 거리를 계산하는 것을 의미한다.
- 구성 능력은 물체를 특정 공간적 관계로 조작하는 능력을 의미하는데 주로 우반구에 손상을 입으면 구성 능력이 방해를 받는다

움직임의 지각
- 뇌손상 환자들을 대상으로 한 연구들과 신경영상 기법을 사용한 연구들은 뇌의 특정 영역, 즉 두정엽과 측두엽의 경계에 위치하는 MT 영역(V5)이 움직임 지각에 매우 중요하다고 보고하고 있다.
- 외부 물체가 움직이고 있는지 혹은 정지되어 있는지를 정확하게 이해하기 위해서는 개인이 자신의 신체 움직임을 고려해야만 한다. 두정 영역은 전정계와 눈움직임을 통제하고 탐지하는 영역들로부터 입력을 받기 때문에 자신을 기준으로 하여 외부 물체의 움직임을 게산할 수 있다.
- 신경영상 연구들은 회전 지각에 상두정소엽이 관여함을 보고한다

공간과 행동
- 두정 영역의 세포들은 공간 정보를 특정 공간 위치로 향하는 행동으로 전환하는 데 필수적이다. 두정피질의 서로 다른 하위 영역들이 목표물로 향하는 예정된 눈 운동과 팔 운동을 부호화하는데 관여한다
- 시각 운동실조증은 시각 정보를 활용하여 물체에 손을 뻗는 행동을 하지 못하는 것을 의미하며 이는 두정엽이 지각과 행동을 통합하는 데 중요하다는 것을 시사한다

공간 이동
- 대규모 공간 내의 이동은 경로에 근거하거나 지도에 근거한다
- 두정엽의 손상으로 인해 초래되는 자기중심적 지남력상실은 공간 관계의 이해 결함으로 말미암아 길찾기 능력이 심각하게 방해를 받는 것을 의미한다
- 랜드마크 실인증은 공간 이도에 유용한 랜드마크를 인식하는 것의 장애를 의미하며 복측 경로의 손상과 관련되어 있다.
- 순행성 지남력상실은 이전에 학습한 이동 정보를 기억하고 있음에도 불구하고 새로운 환경 내에서 이동하는 것을 학습하지 못하는 것을 의미한다. 이 결함은 주로 내측 측두엽의 손상과 관련된다.
- 내측 측두엽에 포함되는 해마는 환경 내의 특정 공간 위치를 부호화하는 한편 해마방 영역은 랜드마크의 인식에 특히 중요한 것으로 여겨진다.



9 언어

청각 언어 과정에 관한 신경학적 근거
- 뇌 손상 이후 초래되는 언어기능의 장애가 실어증이다
- 좌반구 전측 영역, 더 구체적으로 말하면 브로카 영역은 언어 산출에 가장 중요하다
- 좌반구 후측 영역, 특히 베르니케 영역이 언어 이해에 가장 큰 역할을 한다
- 음운, 즉 말소리의 형성과 결합에 관한 법칙이 전측 실어증과 후측 실어증 모두에서 장애를 받는다
- 통사, 즉 단어들이 결합하여 문장을 만드는 데 적용되는 규칙은 전측 실어증에서 장애를 받는다
- 의미는 단어와 문장의 뜻에 관한 것으로, 좌반구 후측 영역에 손상을 입을 경우 장애를 받는다.
- 한 대뇌반구만을 마비시키는 와다 검사는 대부분의 오른손 사용자의 경우 좌반구가 언어 산출에 전문화되어 있다는 사실을 밝혀준다
- 뇌 영상과 전기생리적 기법을 사용한 연구들 역시 뇌의 전측과 후측 부위가 각각 통사와 의미에 전문화되어 있다는 사실을 지지한다

시각 언어 과정에 관한 신경학적 근거
- 실독증은 뇌 손상으로 말미암아 읽기 능력을 상실한 경우를 의미한다
- 실서증은 뇌 손상의 결과로 쓰기 능력을 상실하는 경우이다
- 의미로 향하는 음운 경로는 단어의 문자 형태를 움운과 먼저 연결시킨 다음 의미와 연결시킨다. 이 경로는 개인이 전혀 알지 못하는 단어와 비단어의 읽기에 필요하며 음운 실독증에서는 이 경로가 상실된다.
- 직접 경로는 문자 형태를 의미와 직접적으로 연결시킨다. 이 경로는 불규칙 단어, 예를 들어 ‘colonel’과 같이 전형적인 음소-문자소 대응법칙이 적용되지 않는 단어를 읽을 때 사용된다. 직접 경로는 표층성 실독증에서 상실된다.
- 움은 실서증 환자들은 음소-문자소 대응법칙에 근거하여 철자를 쓰지 못한다.
- 어휘 실서증 환자들은 직접 경로를 사용하여 철자를 쓸 수 없다
- 단어를 직접적으로 의미와 연결시키는 체계가 정확히 좌반구 내의 어느 부위에 위치하는가에 관해서는 아직 논란이 되고 있지만 이 체계가 주로 측두엽의 복측 영역과 중측두회에 위치한다고 여겨진다.
- 음운을 의미와 연결하는 체계는 측두엽과의 경계에 위치하는 연상회와 각회에 위치하는 것으로 여겨진다.

비인도-유럽 언어와 다른 상징 체계의 처리
- 가나는 음절에 근거한 체계로서 각 상징이 음과 연결되어 있으며 영어의 알파벳과 매우 유사하다. 따라서 음운 경로에 의존한다
- 간지는 어표 체계로서 각 단어를 나타내는 상징이 독특하며 직접 경로에 의존한다
- 뇌 손상 환자들을 대상으로 한 연구들과 뇌 영상 연구들의 결과는 이 두 체계가 서로 분리될 수 있다는 것을 시사한다
- 미국 수화에서는 소리를 이용한 청각 방법이 아닌 손 모양을 이용한 시각적 방법으로 정보가 전달된다. 그리고 통사는 영어처럼 단어의 순서뿐만 아니라 손 운동이 일어나는 공간 내의 특정 위치와 손 운동의 유형에 의해 이루어진다.
- ASL은 좌반구 내의 구어와 유사한 영역에 의존하는 것으로 보이지만 우반구가 구어보다 ASL에서 더 큰 역할을 한다.
- 악보를 읽는 것과 단어를 읽는 것은 좌반구 내의 유사하지만 독립된 체계에 의존한다

언어와 우반구
- 운율 단서, 즉 말의 어조와 타이밍의 지각은 말의 의미를 명확하게 하는 데 도움이 되며, 이러한 과정은 주로 우반구에 의해 수행된다.
- 우반구는 이야기를 이해하는 것, 추론을 만들어 내는 것과 이야기의 주제를 추출하는 데에 중요한 역할을 한다
- 좌반구에 비해 우반구는 광범위한 의미 연합을 활성화시킴으로써 은유를 이해하게 한다.



10 기억

기억이란 무엇인가
- 기억은 경험이 우리를 형성하고 뇌와 행동을 변화시키는 일련의 기제와 과정들을 의미한다

기억상실증: 장기기억의 장애
- 기억상실증은 해마 영역이나 시상의 배내측 핵과 시상하부의 유두체를 포함한 중앙 간뇌 구조들에 손상을 입은 후 발병한다
- 순행성 기억상실증은 새로운 학습의 장애를 의미하는데, 즉 기억상실증의 발병 이후에 습득한 정보에 관한 장애를 의미한다
- 역행성 기억상실증은 기억상실증의 발병 이전에 정상적으로 습득한 정보에 관한 기억의 장애를 의미하여, 기억이 장애를 받는 시간 범위가 있다.
- 기억상실증은 정보의 감각 유형이나 정보의 특성(예를 들어 언어, 비언어)과 무관하게 초래되고 기억 검사의 유형, 즉 자유 회상이나 단서 회상 검사 등과도 무관하다
- 기억상실증은 새로운 장기기억의 형성 과정을 선택적으로 방해하는데, 특히 장면이나 사건을 구성하는 요소들 사잉의 관계에 관한 기어그이 형성을 방해하지만 단기 기억의 형성에는 영향을 미치지 않는다
- 기억상실증에서 새로운 기술이나 습관을 학습하는 능력은 유지되는데, 이러한 능력은 점화에서 관찰된다. 즉 이전에 노출된 적이 있는 정보에 대한 수행이 빨리 일어나는 것을 통하여 관찰된다
- 비록 기억상실증 환자들이 외현 기억 검사에서 수행의 저하를 보이지만, 즉 특정 학습 에피소드나 사건을 회상하지 못하지만 암묵 기억 검사에서는 정상적인 수행을 보인다 (학습 사건에 관한 회상이 요구되지 않을 경우 기억 검사의 수행이 이전 경험에 의해 영향을 받는다)
- 동물들 역시 해마 체계에 손산을 입을 경우 기억장애를 보이는데, 즉 경험의 여러 측면들 사이의 관계를 기억하지 못한다.
- 동물의 해마에 위치하는 세포들은 두 가지 특성, 즉 장기 증강과 장소장의 역할을 가지고 있다. 이러한 사실은 이 뇌 영역이 새로운 장기기억의 형성에 중요한 역할을 한다는 것을 시사한다.

다중 기억 체계
- 기억상실증 환자들에서 어떤 유형의 기억은 장애를 가지는 반면, 어떤 유형의 기억은 유지된다는 사실은 여러 기억 체계가 뇌에 존재한다는 것을 시사한다
- 한 견해는 정보의 외현적, 의식적 회상에는 해마 체계가 중요한 한편 암묵적, 무의식적 기억에는 해마 외의 영역들이 관여한다고 주장한다
- 또 다른 견해는 해마 체계에 의존하는 서술기억 체계는 경험 혹은 사건의 서로 다른 단편적인 정보들 사이의 관련성을 기억하게 하는 한편 해마에 의존하지 않는 절차기억 체계는 점진적인 학습 증가를 통해 기술을 습득하고 표현하게 한다
- 비록 해마 체계가 학습 상황에 관한 의식적 회상에 관여하지만 의식은 해마에 의존하지 않는다

기억에 관여하는 해마외 영역
- 특정 정보에 관한 기억은 그 정보를 처음으로 처리한 피질 영역들을 재활성화하게 한다
- 특정 정보를 처리하는 영역의 활성화 파턴의 변화는 기술 학습을 반영하는데, 예를 들어 손가락 순서를 학습하면 이에 따라 운동 영역의 활성화 패턴이 변한다
- 기저핵은 암묵/절차 학습에 중요한 역할을 하는데, 이 학습은 반복적인 운동, 지각 및 인지 조작을 통해 점진적으로 일어나서 결국에는 수행의 향상을 초래한다. 기저핵은 암묵/절차 학습을 나타내는 데 요구되는 운동 산출, 행동 혹은 선택과 감각 정보가 서로 결합하는 데 관여한다
- 편도체는 공포 조건화에 중요한 역할을 하며 사건과 자극을 공포스러운 경험과 연결한다. 편도체는 자극-보상 연합의 학습과 정서적 경험을 통하여 기억을 조율하는 데에도 중요한 역할을 한다.
- 전측 측두 영역은 의미 기억, 즉 다양한 맥락에 걸쳐 일어나고 특정 감각 유형에 국한되어 있지 않은 사실, 개념과 범주를 포함하는 세상에 관한 일반적 지식에 관여한다. 이와 상반되게 특정 에피소드 혹은 사건에 관한 기억인 일화 기억은 해마 영역에 의존한다

부호화, 응고와 저장, 인출에 관여하는 뇌 체계
- 해마와 전전두 영역 모두 새로운 정보의 부호화에 관여하는데, 이는 정보를 부호화할 동안 이 영역들에서 관찰된 활성화가 추후 그 정보의 기억을 예견하기 때문이다. 해마는 사건의 서로 다른 속성들을 결합하는 한편 전전두 영역은 부호화 과정에 주의를 주고 조직화하는 것을 돕는다
- 적어도 일정 시간 동안 해마는 정보를 저장하거나 사건의 여러 특성들(예, 시각, 청각, 느낌)이 신피질의 어느 영역에 저장되어 있는가를 표시하는 것에 관여한다
- 해마에 저장되어 있는 표시는 신피질 영역에 저장되어 있는 정보의 패턴 완결을 통해 기억 인출이 일어나게 한다
- 전전두 영역은 기억에 정장되어 있는 정보의 탐색 과정을 돕거나 적절한 정보들이 인출된 후 현재 맥락에 가장 적절한 정보가 무엇인지를 선택하는 데 관여한다
- 좌반구 두정 영역은 재인 기억과 기억으로부터 인출된 정보에 관한 친밀감을 판단하는 데 관여한다

작업 기억
- 어떤 환자들은 장기기억은 유지하지만 작업기억에는 장애를 보인다
- 이 환자들과 기억상실증 환자들 사이에서 관찰되는 이중 해리 현상은 작업기억과 장기기억이 각각 다른 신경 체계에 의존한다는 것을 시사한다
- 작업기억의 장애는 청각 언어 작업기억 혹은 시공간 작업기억처럼 특정 감각 유형의 처리 체계와 밀접하게 연관되어 있다
- 동물을 대상으로 한 단일세포 연구들은 배외측 전전두엽 영역에 위치하는 세포들이 정보를 온라인으로 파지해야 하는 지연시기 동안 발화하는 것을 보고하고 있다. 이는 작업기억에서의 전전두피질의 역할을 시사한다
- 인간을 대상으로 한 연구들은 전전두 영역이 작업기억 중 정보에 조작을 가하는 집행과정에 관형한다고 한다. 즉 전전두 영역이 가장 적합한 작업기억 내의 정보를 선택하거나 정보를 조작하는 데 관여한다고 한다

기억 체계들 사이의 관련성
- 계산 모델은 두 개의 기억 체계가 요구된다고 주장하는데, 이는 학습이 두 개의 서로 다른 방법으로 일어나기 때문이다. 한 체계는 상당한 정도로 중복되는 표상을 사용하여 서로 다른 많은 예들에서 점진적으로 일어나는 학습을 통해 지식의 일반화가 가능하게 한다. 또 다른 체계는 매우 분명하고 중복되지 않은 표상을 통해 특정 에피소드와 사건을 빠르게 학습하게 한다.
- 여러 연구들은 이 두 체계에 의한 학습이 다소 양립되지 않으며 서로 다른 학습 단계에 우선적으로 관여한다고 한다.



11 주의

‘주의’란 무엇인가
- 주의란 인간의 뇌가 가지는 제한된 처리 능력 때문에 여러 정보 중 처리해야 할 정보를 선택하는 인지 능력을 의미한다.
- 심리학자들은 주의를 네 범주로 구분한다. 즉 각성, 경계와 지속 주의, 선택 주의와 분리 주의로 구분한다

주의에 관여하는 뇌 구조
- 여러 뇌 영역들이 각성에 관여한다. 뇌간에 세포체를 가지는 망상활성체계가 광범위한 피질 영역을 황성화시킨다. 두 신경전달물질 체계, 즉 뇌간에 세포체를 가지는 노르아드레날린과 콜린 체계도 각성에 관여한다. 마지막으로 시상 구조도 피질을 활성화시킨다
- 각성과 지속 주의에 시상뿐만 아니라 노르아드레날린과 콜린 체계가 관여한다. 이에 덧붙여서 우반구의 후측 영역들도 경계 유지에 중요한 역할을 한다
- 처리해야 할 정보를 우선적으로 선택하게 하는 선택 주의는 정보철리 과정 중 정보 입력 직후부터 반응 선택에 이르기까지 다양한 시간대까지 작용한다
- 중뇌에 위치하는 상구는 자발적으로 공간 내의 특정 위치에 주의를 주는 것에 중요한 역할을 한다
- 시상의 일부 영역은 유입되는 정보를 선택하거나 여과하는 관문 기제를 가진다
- 두정엽 후측 부위는 주의 과정에 공간 참조틀을 제공하고 특징들, 예를 들어 색채와 형태를 결합하게 하며 주의 요구에 따라 자원을 할당하는 데 관여한다
- 내측 전전두 피질은 특히 과제가 주의를 요구할 경우 적절한 운동반응의 선택에 관여한다
- 외측 전전두 영역은 주의를 가이드하는 추상적 범주 혹은 목표를 제공함으로써 하향 주의 통제에 중요한 역할을 한다
- 일부 뇌 영역은 조의 통제의 출처 역할을 하여 주의를 어디로 향해야 하는가에 관한 하향 신호를 보낸다. 이 신호를 주의 통제 부위로 작용하는 뇌 영역들이 받으며 어떻게 주의가 할당되는가에 따라 이 영역들의 활성화가 조율된다.
- 선택 중의는 공간 내의 특정 위치로 향하거나 색채와 같은 대상의 특정 속성으로 향하거나 대상 전체로 향할 수 있다
- 일반적으로 주의는 주의를 받는 정보를 처리하는 데 관여하는 뇌 영역들의 처리를 증가시킨다
- 분리 중의, 즉 주의를 서로 다른 정보 혹은 과제에 분리하는 능력은 주의가 분리되지 않을 때보다 전전두 영역에 더 의존한다

선택 주의
- 주의는 특정 정보처리에 편향함으로써 작용하는 것처럼 여겨지며 이를 통하여 정보 사이의 경쟁을 해결한다
- 이는 주의를 받은 정보를 처리하는 신경 조직의 활성화를 증가시킴으로써 주의를 받지 않은 정보의 활성화를 억제함으로써 혹은 기본적인 활성화를 증가시킴으로써 일어난다

주의 통제의 네트워크 모델
- 주의에는 다양한 뇌구조들로 이루어진 네트워크가 관여한다. 한 이론 모델은 망상활성체가 각성을 유지하고 대상피질이 정보에 동기적 중요성을 부여하며 후측 두정영역이 세상에 관한 감각 지도를 제공하고 전두 영역이 주의 초점을 이동하는데 필요한 운동 프로그램을 제공한다고 제안한다.
- 다른 모델은 세 가지 하위 체계를 주장한다. 첫 번째 체계에는 청반, 두정피질, 우반구 전두 영역이 포함되고 각성에 관여한다. 두 번째 체계에는 상구, 상두정 영역, 측두-두정 경계 영역과 전두시야장이 포함되며 이 체계는 주의를 감각 신호들로 향하게 하여 이들 중 일부를 선택하게 한다. 세 번째 체계에는 기저핵, 복외측 전전두영역과 전대상피질이 포함되며 이 체계는 주의의 집행적 측면에 관여한다
- 또 다른 모델은 배측 전두-두정 하위 체계와 복측 하위 체계로 구분한다. 배측 전두-두정 체계는 주의의 집행적 측면에 관여하고 우반구 측두-두정피질과 하전두피질로 구성된 복측 체계는 환경 내의 두드러진 자극으로 주의가 향가게 한다
- 최근 연구들은 기본 상태 네트워크로 알려져 있는 한 네트워크를 제안하는데, 개인이 주의가 요구되는 과제를 수행할 때 이 네트워크의 활성화가 감소한다. 연구들은 만약 과제 수행 동안 이 네틍ㅝ크의 활성화가 감소되지 않으면 그 과제의 수행이 저하될 것이라고 보고하고 있다

편측무시증: 임상 측면
- 편측무시증은 후측 두정 영역의 혈관장애로 인해 주로 발병하며, 손상된 뇌의 대측 공간에 제시되는 정보를 무시하는 경우를 의미한다
- 무시증은 감각 결함 때문에 초래되는 것이 아닌데, 왜냐하면 대측 공간에 대한 무시증상의 정도가 감각 유형에 따라 변하지 않고 심각한 감각장애를 앓는 환자들이 그 공간면에 대한 무시증상을 보이지 않기 때문이다
- 무시증은 무시하는 공간면에 제시된 정보에 주의를 끄는 요인들에 의해 조절된다. 예를 들어 강한 정서적 자극이나 동기 요인들, 혹은 정보의 이해에 중요한 자료를 처리할 필요가 있을 경우에는 무시면에 제시된 자극들로 주의가 향할 수 있다
- 무시증상에 관한 이론들 중 일부는 무시증 환자들이 무시면에 대한 심적 개념을 상실하였다고 주장하고, 또 다른 이론들은 각각의 대뇌 반구가 대측 공간에 대해 가지는 주의 편향 사이의 경쟁 때문에 무시증이 초래된다고 제안한다
- 무시증에 관한 치료에는 개인의 주의 할당을 변화시키기 위한 시각 탐색 치료, 무시하는 공간면의 신체를 감각적으로 자극하여 그 공간으로 주의를 향하게 하는 방법과 두 대뇌반구의 활성화 불균형을 변화시키기 위해 경두개 자기자극법을 활용하는 것 등이 포함된다

편측무시증: 뇌-행동 관계의 이해
- 무시증은 주의가 공간에 기초하거나 대상에 기초할 수 있음을 보여준다
- 무시증이 우반구에 손상을 입을 경우 훨씬 빈번하게 일어나고 증상이 더 심각하다는 사실은, 우반구가 좌반구보다 전반적인 각성이나 주의에 더 중요하다는 것과 대측 공간과 동측 공간에 대한 주의 기울기가 우반구보다 좌반구에서 더 심하다는 것을 시사한다
- 편측무시증 환자들이 무시하는 공간에 제시된 정보를 인식하지 못함에도 불구하고 이 정보가 환자의 행동에 영향을 미치는데, 이는 점화 반응 등으로 알 수 있다. 주의를 받지 않은 정보는 정보처리의 초기 단계 동안에 처리되며, 이에 따라 의식적 접근은 어렵지만 무의식적 접근은 가능한 것으로 보인다.



12 집행기능

이론적 배경
- 집행기능은 목표지향적 행동을 가이드하거나 통제하는 데 필요한 일련의 능력들을 의미하고 이 능력들은 주로 전두엽에 의존한다
- 집행적 통제는 어떤 행동을 해야 하는가에 대한 도식이 존재하지 않는 새로운 상황과 전형적인 반응을 무시하거나 억제해야 하는 상황에서 반드시 필요하다
- 일부 이론은 집행적 통제를 단일 체계로 여기는 반면 다른 이론은 집행적 통제가 하위 요소들로 구성되어 있다고 여긴다. 제안된 하위 요소들에는 반응을 시작하고 유지하는 것, 과제를 세팅하는 것과 모니터하는 것이 포함된다. 또 다른 이론은 하위 요소가 반응 억제, 과제-전환과 작업기억의 최신화로 구성된다고 주장한다

목표지향적 행동
- 목표지향적 행동은 행동의 시작; 목표, 계획 및 세트의 생성과 유지; 순차; 세트-전환; 자기-모니터; 평가와 억제를 포함하는 다양한 하위 요소들로 구성되어 있다.
- 전두엽의 손상을 가지는 사람들에서 행동 시작의 어려움이 관찰된다. 행동의 시작에는 주로 내측 전두 영역이 관여하는 것으로 보인다
- 목표 혹은 계획의 생성과 유지에는 전전두피질의 다양한 영역들이 관여하는데, 그 중에서도 배외측 전전두피질이 가장 중요한 역할을 한다
- 순차 능력에도 배외측 전전두 영역이 중요한 역할을 하는 것으로 보인다
- 세트-전환에 많은 영역들이 관여하는 데, 즉 배외측 전전두 영역, 하전두 영역과 내측 전전두 영역이 관여한다. 이 능력에 관여하는 영역들이 과제에서 요구하는 것에 따라 달라진다. 예를 들어 하전두 영역은 이전 과제 세트를 무시해야 하는 경우에 중요한 역할을 하는 한편 배측 영역은 규칙에 근거하는 과제 세트들 사이의 전환이 요구되는 경우에 더 중요하다
- 뇌는 행동에 관한 자기-모니터와 평가에 관여하는 신경체계를 가지고 있다. 여기에는 전두엽의 내측 부위가 포함되며 오류관련 부적전위라고 불리는 ERP 요소가 자기-모니터와 평가의 지표이다
- 반응 억제에는 우반구 하전두피질이 관여하는데, 이 영역은 반응(특히 잘 학습된 반응)을 무시, 억제하거나 종결하는 데 중요한 역할을 한다

상위 사고
- 전두엽은 추상적 사고와 개념적 사고에 중요한 역할을 하는데, 이는 은유를 이해하거나 유추에 필요하다
- 규칙의 적용과 추론에는 전두 영역과 이미 학습한 정보가 저장되어 있는 후측 뇌 여역들 사이의 상호작용이 요구된다
- 전두 영역, 특히 안와전두피질과 전두극피질은 이전의 계획이나 행동 경로를 전환하는 것과 같은 융통성 있는 행동에 중요한 역할을 한다
- 도덕적 딜레마를 포함하는 판단과 결정에는 전두피질이 관여한다

집행기능에 관여하는 전두엽의 조직화
- 집행기능은 전두엽의 서로 다른 영역들 사이의 상호작용을 필요로 하지만 전두엽의 특정 영역이 다른 영역들에 비해 특정 통제에 더 중요한 역할을 한다
- 한 주요 이론은 전두피질이 미측에서 문측 영역이 행하는 통제가 위계적으로 조직되어 있다고 주장하는데, 즉 가장 후측에 있는 대부분의 영역들은 가장 즉각적인 상황의 영향을 받고 더 전측에 있는 영역들은 맥락의 영향을 더 받는다고 한다
- 다른 이론도 외측 전두 영역이 후측에서 전측에 이르기까지 위계적으로 구성되어 있다고 주장하지만 이 영역들이 갈들이 있거나 통제가 반드시 요구되는 상황에서만 통제를 행한다고 주장한다.
- 전두엽 기능에 관한 또 다른 이론은 전전두 영역들이 과제의 준비부터 자극 처리 혹은 반응 산출 및 평가에 이르는 서로 다른 과정에 통제를 행한다고 주장한다. 이 이론은 외측과 내측 전전두 영역들이 통제에 관여한다고 주장한다

집행기능에서 작업기억의 역할
- 배외측 영역들이 집행기능의 많은 측면에서 중요한 역할을 한다. 이는 이 영역들이 집행기능에 필요한 작업기억을 지지하기 때문이다.



13 정서와 사회인지

정서에 관여하는 뇌의 피질하 영역
- 시상하부는 도망가거나 싸우는 것과 연합된 자율신경계와 내분비기능의 변화와 같은 정서적 상태와 연합된 일부 생리적 현상을 중재한다
- 편도체는 정보의 정서적 의미를 학습하고, 빠르고 본능적인 정서적 반응을 생산하는 데 관여한다. 편도체는 또한 정서적으로 중요한 사건에 주의가 어떻게 향하는지에 영향을 미칠 수 있다.
- 복측 선조체 또는 측좌핵은 보상을 추구하는 행동에 중요하다. 그것은 특히 예측하지 않은 보상에 반응하고, 보상을 기대했을 때 활성화된다.

정서에 관여하는 뇌의 피질 영역
- 뇌섬은 불쾌한 맛을 부호화하는 데 관여하고 혐오감의 경험과 지각에도 역할을 한다. 정서와 관련이 있는 내적 신체 상태를 표상하는 데 중요하다
- 전측 대상의 입쪽 영역은 정서적으로 두드러진 사건들을 감찰하는 데 관여한다
- 안와전두피질은 보상과 처벌 유관성을 평가하고 그 관계의 변화에 적응적으로 반응하는 데 강하게 관여한다. 안와전두피질의 손상은 사회적으로 적절한 방식으로 행동과 정서를 통제하는 데 결함을 가져올 수 있다
- 정서 통제는 피질과 피질하 뇌 영역들 간의 상호작용에 의존한다. 정서를 억제하는 데에는 편도체, 시상하부 등의 피질하체계에 대한 하향통제가 포함된다
- 우반구의 측두두정영역은 목소리 음색이나 얼굴 표정으로 표현된 정서적 정보를 이해하는 데 중요하다
- 우반구는 정서적 정동(affect)과 연관된 운율을 만들어내고 얼굴에 나타난 정서표현을 지배하는 데 주도적인 역할을 한다
- 긍정적인 정서는 우측보다 좌측 전전두피질의 더 많은 활동과 연합되는 반면, 부정적인 정서는 그 반대 패턴을 보인다. 즉 좌측보다 우측 전전두피질이 더 많이 활동한다
- 높은 각성상태는 우반구, 특히 후측 영역과 차별적으로 관련되어 있다.

정서에서 사회 인지까지
- 사회적 행동의 많은 측면들은 정서적 과정들과 밀접하게 연관되어 있다
- 두 가지 주요 이론이 우리가 타인의 마음상태를 어떻게 이해하는지를 다룬다. ‘마음이론’은 타인의 지식이나 신념의 인지적 표상이고, 내측 전전두피질, 상측두구, 측두두정엽 접속부위 등을 포함하는 영역들로 구성된 네트워크를 포함한다. ‘시뮬레이션’은 타인이 활성화될 때, 동일한 뇌 영역을 활성화시킴으로써 타인의 마음상태를 표상하는 것이다.
- 연구자들은 편견의 신경 상관물을 조사하였다. 편도체는 다른 인종의 얼굴에 의해 활성화되는데 이는 그 얼굴들이 위협적으로 부호화됨을 시사한다. 사람들은 특히 인종 편향을 반영하는 실수에 예민하고 스스로를 고치려고 노력한다. 인종 편견과 연합된 죄책감은 두 반구에서의 접근-철회 체계의 변화와 연합된다.



14 정신병리

조현병
- 조현병 증상들은 음성증상과 양성증상의 두 범주로 분류된다. 음성증상에는 정서둔마와 긴장증이 포함된다. 양성증사에는 망상, 환각과 와해된 사고가 포함된다.
- 조현병에서 작업기억, 계획과 눈 운동의 수의적 통제 등과 같은 전두엽 기능이 손상되어 있다. 흔한 신경영상 연구결과가 전두엽 활성화의 감소이다
- 조현병에서 측두엽의 기능이상도 관찰되는데, 특히 청각 이해와 언어 지각에 관여하는 좌반구 측두 영역의 기능이상이 관찰된다
- 뇌 영역들 사이의 협응적 활성화의 저하도 조현병의 와해된 사고와 환각의 발생에 공헌한다

우울증
- 우울증은 즐거움을 느낄 수 있는 능력의 저하로 정의되고 증상에는 무기력감, 무망감, 수면 장애와 식욕 장애가 포함된다
- 우울한 사람들은 전두엽 과제, 특히 노력의 할당 혹은 피드백으로부터의 학습이 요구되는 과제에서 수행 저하를 보인다. 배외측 전전두피질과 전대상피질 영역들이 비정상적으로 기능한다
- 우반구 전두 영역에 비해 좌반구 전두 영역의 활성화 감소가 우울한 사람과 우울증 위험군에 포함되는 사람들에서 관찰된다
- 우울증은 우반구 후측 영역의 활성화 감소와도 관련되는데 이 영역의 활성화 감소가 시공간 결함과 관련되다
- 우울증에서 편도체, 보상 경로와 해마 등과 같은 변연계 구조들의 변화도 관찰된다
- 논란이 되고 있는 우울증의 실험적 치료법에 rTMS, DBS와 VNS가 포함되는데, 이 치료법들은 약물 및 행동 치료 등과 같은 전형적인 우울증 치료가 효과적이지 않을 경우 시도되는 것으로 신경 수준의 개입이 포함된다

불안장애
- 불안장애의 하위유형이 다양한데, 즉 공포장애, 공황장애, 외상 후 스트레스 장애, 강박장애와 일반 불안장애가 있다. 이 모든 하위 유형에는 정상수준을 벗어난 공포 반응이 포함된다
- 편도체가 공포 학습과 소거에 주된 역할을 하는 것으로 알려져 있기 때문에 편도체가 불안장애에 관여한다는 사실이 놀랍지 않다. 불안장애는 전두엽이 편도체와 같은 피질하 구조들에 행하는 조절 기능이 저하된 것과도 관련되다. 이러한 조절 기능의 저하로 말미암아 학습된 공포를 소거하지 못하고 위협적인 단서에 대한 주의편향이 증가한다
- 불안의 두 차원, 즉 불안 염려와 불안 각성이 각각 서로 다른 뇌 영역들과 관련되어 있다. 불안 염려 혹은 걱정은 좌반구 전두엽의 언어 영역과 인접한 영역의 활성화와 관련되어 있다. 불안 각성은 각성과 주의 경계에 관여하는 우반구 체계의 활성화 상승과 관련되어 있다.
- 기저핵 운동 구조, 특히 미상핵이 강박장애에서 관찰되는 강박적이고 의식주의적인 행동에 관여한다
- 불안과 우울에서의 개인차는 세로토닌 신경전달에 영향을 미치는 세로토닌 수송기 유전인자의 변형과 관련되어 있다. ‘S’ 유전자 변형을 가지는 사람들이 ‘L’ 유전자 변형을 가지는 사람들보다 부정적인 정보에 더 강하게 반응하다

물질남용과 중독
- 물질남용의 주요 특징은 약물 사용의 결과가 매우 부정적임에도 불구하고 약물을 추구하는 행동을 중단하지 못하는 것이다.
- 비인간 동물을 대상으로 한 연구들은 중뇌에서 측핵에 이르는 보상 경로가 중독 약물의 보상 효과와 물질의 만성적 사용 후 초래되는 신경계의 적응에 중요한 역할을 한다고 보고한다
- 안와전두피질의 기능 중 특히 긍정적인 결과와 부정적인 결과를 평가하는 능력이 물질남용자들에서 손상되어 있다는 연구 결과가 지속적으로 보고되고 있다. 뇌섬엽, 편도체와 대상피질 등과 같은 다른 영역들도 중독에 관여하지만 이 영역들의 중독에서의 독특한 역할은 아직 확실하지 않다



15 뇌의 발달과 가소성

뇌의 발달
- 신경세포는 임신 기간 동안에 증식하는 반면, 아교세포는 출생 후에 증식한다
- 아동기 동안의 생리적 변화들은 뇌 대사율의 증가, 전기적 활동의 일관성 증가, 과도한 시냅스 연결과 그 이후의 가지치기, 수초화의 증가 등이다.
- 뇌 조직과 기능의 발달적 변화들은 아동의 인지기술의 변화를 수반하여, 이러한 인지기술은 걷기 전에 기는 것과 같이 정해진 순서로 발생한다
- 최근의 연구들은 청소년기도 또한 지속적인 뇌 발달(특히 전전두피질 및 그것과 변연계 영역의 연결)이 일어나는 시기임을 보여주었다
- 환경으로부터의 정보는 특히 뇌의 조직화와 능력에 일생 동안 영향을 미치는 민감기 동안 발달하는 뇌에 중요한 영향을 미칠 수 있다.

발달장애
- 정신지체는 광범위한 인지기술에 걸쳐서 전반적인 지적 능력이 보족한 것이 특징이며 감염, 유전적 장애, 독소, 무산소증, 영양실조 등의 다양한 요인들에 의해서 유발된다.
- 난독증은 다른 인지 영역에 있어서는 적절한 지능을 지니고 있고 읽기 교육을 받았음에도 불구하고 읽지 못하는 것이다. 이는 좌반구 언어 영역의 비전형적인 해부적 구조와 기능 및 두뇌 영여들 간의 정보 통합 장애와 관련되다
- 자폐증과 전반적 발달장애는 타인들과 정서적 또는 사회적으로 상호작용하려는 욕구가 심각하게 결여되어 있고 인지기능(특히, 의사소통 및 언어와 관련된)에 심각한 지체와 장애가 있는 것이 특징이다. 이 장애는 측두엽과 전두엽, 일부 변연계 및 소뇌를 포함한 많은 뇌 영역들고 관련이 있다고 생각되고 있다.
- 주의력결핍 및 과잉행동장애(ADHD) 아동들은 주의를 집중하는데 장애가 있고, 신체적으로는 안절부절하지 못하며, 한 과제에 주의를 집중하지 못하고, 충동적인 경향이 있다. 전전두엽, 기저신경절 및 전측 대상회뿐만 아니라 도파민 체계의 조절 이상이 이 장애와 관련되어 있다
- 학습장애가 있는 아동들은 성인이 되어도 그 장애에서 거의 벗어나지 못한다. 그러나 성인기에는 그 장애가 다른 증상으로 나타난다. 예를 들어 과잉활동적인 아동이 교실에서 의자에 앉아 있기 어려웠다면, 과잉활동적인 성인은 의자에 앉아 있을 수는 있으나 앉아 있어도 문제에 집중하지를 못한다.

뇌의 가소성
- 재조직화 능력에 한계가 있기는 하지만 성인의 뇌는 감각 입력과 경험 변화에 대한 반응으로 재조직화할 수 있다.
- 뇌 손상의 결과로 신경세포의 퇴행과 사멸, 아교세포에 의한 죽은 세포의 청소, 부풀어 오름(부종), 그리고 결과적인 흉터의 형성 등 방대한 생리적 반응이 발생한다. 두뇌 손상은 대사율, 신경전달물질의 분비, 산소 소비 등 다른 측면의 뇌 기능을 혼란시킬 수 있다.
- 신경 소산에 대한 세포 수순에서의 보상적 기제로는 신경전달 물질에 대해서 민감성이 증가하는 것과 노선변경과 발아에 의해서 새로운 연결을 형성하는 것이다.
- 뇌의 특정 영역에 손산을 가하면 주변 영역의 활동뿐만 아니라 대측 반구의 대칭되는 영역의 활동도 영향을 받는다. 이런 지역적인 활동 변화는 손상된 조직이 상실되는 것을 보상하는 데 도움이 될 것이다.
- 기능 회복에 영향을 미치는 요인들로는 개인의 병전 상태, 반복적 훈련, 보상적이거나 대안적인 전략을 사용하는 것 등이 있다.
- 케나드 원리는 아동들의 기능 회복이 성인들보다 우수하다고 가정하였으나, 최근 연구들은 손상 이후 경과된 시간과 그 기능을 검사하였을 때 아동이 어떤 발달단계에 있는가에 따라서 뇌 손상 후 아동에게서 관찰된 결함들이 계속 나타나거나 또는 사라질 것이라고 제안하였다.

노화에 따른 뇌의 변화
- 일부 이론들은 노화하면 전반적으로 느려지거나 전반적인 능력이 감소한다고 가정하지만, 인지 신경과학의 증거는 노화에 따른 변화가 더욱 특정적임을 시사한다
- 노화에 가장 영향을 받는 뇌 영역들은 전두엽과 측두엽이다.
- 노화에 따라 뇌는 기능의 국재화를 덜 나타내게 되는데, 이는 노일들이 과제를 수행하는 데 도움이 되는 더 많은 뇌 영역들을 사용하려고 하기 때문이다.
- 유산소 운동을 하고 자극적인 환경에 있는 것이 노화의 효과를 피하게 하는 것 같다. 이는 두 가지 모두가 성인의 뇌에서 새로운 뉴런이 형성되는 것을 돕기 때문이다.



16 전반적 인지장애

폐쇄성 두부 손상
- 폐쇄성 두부 손상은 교통사고, 추락, 또는 스포츠와 관련된 손상에서 발생하듯이 둔탁한 물체에 머리를 부딪혔을 때 발생하며 보통 의식의 변화를 일으킨다
- 두부 손상의 급성 효과로는 주의집중력의 장애, 주의 문제, 외상후 기억상실 등이 있고, 보다 장기적인 효과로는 추상적 사고의 장애, 불안, 우울, 분도 등이 있다.

치매질환
- 피질 치매에서는 기억, 언어, 공간능력 및 대상재인을 포함하는 광범위한 정신기능이 손상된다
- 알츠하이머병의 주요 특징은 현저한 기억장애이며 다른 인지기능들의 손상도 함께 나타난다
- 알츠하이머병은 특정한 신경해부학적 변화와 연합된다. 뇌 조직에 신경섬유매듭과 아밀로이드판이 나타난다.
- 알츠하이머병에는 유전적 요인과 환경적 요인이 모두 영향을 미친다는 증거가 있다.
- 알츠하이머병의 효과를 지연시키기 위한 약물치료는 신경계 내에서 아세틸콜린의 양을 증가시키는 데 집중한다
- 전두측두엽치매는 언어 장애와 성격 변화가 특징적이다
- 인지기능이 빠르게 쇠퇴하는 크로이츠펠트-야콥병은 쉽게 전염되는 프리온에 의해 발병하지만, 전형적으로 증상은 프리온에 노출된 후 수십년이 지난 후에야 나타난다
- 피질하 치매는 운동기능, 주의력, 집행적 통제와 관련된 과제들에서 장애를 보이고, 재인은 보존되지만 기억 회상력이 저하되며 우울증의 증상이 나타나는 것이 특징이다
- 파킨슨병에서는 운동기능과 사고가 전반적으로 느려기고 집행적 처리의 장애, 기억인출의 장애, 무감동 및 우울증이 나타난다.
- 파킨슨병에 대한 치료는 도파민의 상실을 개선시키는 것을 목적으로 한다
- 헌팅톤병은 집행기능, 공간적 처리, 기억으로부터의 정보인출 등 다양한 인지기능의 장애와 우울증, 화를 잘 냄, 충동성, 공격성 등의 정서적 증상이 특징이다
- 혼합 치매는 피질 치매와 피질하 치매에서 관찰된 증상들이 함께 섞여 나타난다.
- 혈과 치매는 경미한 뇌졸증이 많이 누적된 효과로 인해서 발생되며 손상된 뇌 영역에 따라 다양한 신경심리학적 기능장애 양상을 나타낸다.
- AIDS 치매 환자들은 주의력, 문제 해결 및 기억력 장애를 보이고 정신과적 증상을 나타낼 수도 있다. HIV에 감염되었지만 증상이 발현되지 않은 사람에서도 경미한 신경심리학적 기능장애가 발생될 수 있다.

탈수초성 질환
- 가장 흔한 탈수초성 질환은 다발성경화증인데, 이것은 아직 알려지지 않은 환경적인 병원균에 노출되는 것과 유전적인 취약성이 결합되어 발병하는 것 같다
- 기억, 개념적 추론 및 주의력의 장애와 함께 감각과 운동장애가 공통적으로 관찰되지만 손상되는 뇌 조직 영역이 개인에 따라 다르기 때문에, 인지기능 장애에 있어 일부 다양성도 관찰된다

뇌전증(간질)
- 뇌전증은 신경 세포의 동시적이고 비전형적인 발화로 인해서 야기되며, 일반적으로 독소에 노출되거나 두부 손상이나 대사장애로 인해 발생된다.
- 인지적 장애는 보통 발잘이 시작하는 영역에 의존하는 과제들에서 관찰된다. 때때로 성격 변화도 발생한다
- 일반적으로 뇌전증은 신경계의 활동을 저하시키는 약으로 치료된다. 보다 심한 경우, 발잘의 초점부위가 명확히 정의될 수 있을 때 수술이 시해오딘다.

식물인간상태
- 심각한 두뇌 손상은 깨어있지만 지각이 없어 보이는 지속적인 식물인간상태를 초래한다. 그런 조건은 의사와 가족들에게 어려운 도전을 제시한다.
- 뇌영상은 식물인간상태에 있는 사람들의 가능한 인지처리 수준에 대해서 중요한 단서를 제공할 수 있다.