뇌는 방금 본 움직임에 맞춰 다음 판단의 속도를 바꿨다

주변 상황이 계속 바뀔 때 뇌는 오래된 정보와 방금 들어온 정보의 비중을 조절해야 한다. 펜실베이니아대 연구진은 감각을 처음 처리하는 시각피질도 이런 유연한 판단에 참여하는지 살폈다. 성체 수컷 붉은털원숭이 3마리에게 무작위 점의 움직임 방향이 한 번 또는 다섯 번 바뀌는 화면을 보여주고 마지막 방향을 눈 움직임으로 선택하게 했다.

연구진은 방향과 속도에 반응하는 시각피질 MT 영역의 단일 신경세포 활동을 기록하고 동공 크기도 측정했다. 같은 방향의 자극이 반복되면 일부 신경세포의 반응이 약해지는 감각 적응이 나타났다. 이 변화는 원숭이가 새로운 움직임 증거를 시간에 따라 쌓아 최종 방향을 판단하는 양상과 연결됐다.

감각 신호와 각성은 같은 역할을 하지 않았다

환경 변화가 적은 조건과 잦은 조건에서 신경 적응의 정도와 행동 민감도가 달라졌다. 연구진은 초기 감각피질이 고정된 입력을 보내고 뒤쪽 의사결정 영역만 전략을 바꾼다는 단순한 계층 모델보다, 감각 단계부터 최근 경험에 맞춰 신호가 조정된다고 해석했다. 동공 크기로 추정한 각성도 판단을 설명하는 데 기여했지만 신경 적응과 하나의 동일한 과정으로 묶이지는 않았다.

eLife 평가는 최근 감각 경험이 판단 형성의 시간적 양상에 영향을 준다는 근거가 설득력 있다고 보면서도 정확한 계산 메커니즘은 확정되지 않았다고 지적했다. 연구는 세 마리 원숭이와 특정 시각 과제에 한정됐고, 동공은 각성 상태를 간접적으로 보여주는 지표다. 사람의 복잡한 선택이나 일상 판단으로 곧바로 일반화할 수 없다.

또한 연구진은 세션마다 개별 신경세포를 기록해 뇌 전체 집단의 동시 변화를 직접 측정하지 못했다. 판단에는 MT 이외의 피질·피질하 영역도 관여할 수 있다. 이번 결과는 ‘결정이 어디에서 일어나는가’에 대한 최종 답이라기보다 감각을 받아들이는 초기 단계도 최근 환경에 맞춰 능동적으로 변한다는 실험적 단서를 제시한다. 후속 연구에는 여러 뇌 영역의 동시 기록이 필요하다.