Cholinergic and noradrenergic modulation of perceptual decision making and learning

당신의 뇌를 안개가 자욱한 방에서 미스터리를 풀려는 탐정이라고 상상해 보세요. 무엇이 일어나고 있는지 알아내기 위해, 탐정에게는 두 가지 주요 정보원이 있습니다.

1. 안개 속의 단서들 (상향식 증거): 이것은 지금 당신이 보고 있는 무질서하고 소란스러운 감각적 세부 사항들입니다. 이는 종종 불분명하며, 사람일 수도 있고 그저 옷걸이일 수도 있는 그림자를 보는 것과 같습니다.
2. 탐정의 수첩 (하향식 기대): 이것은 탐정이 과거의 사건들을 통해 배운 내용입니다. 이는 시간이 흐르며 쌓아온 "최선의 추측" 또는 기대치들의 집합입니다.

보통 당신의 뇌는 이 두 가지 사이에서 균형을 잡아야 합니다. 때로는 단서를 더 신뢰하기도 하고, 때로는 수첩을 더 신뢰하기도 합니다. 과학자들은 두 가지 특정 뇌 화학 물질인 **아세틸콜린(Acetylcholine)**과 **노르아드레날린(Noradrenaline)**이 당신이 결정을 내리는 동안 단서와 수첩의 비중을 어떻게 조절하는지 알고 싶어 했습니다. 혹은, 새로운 것을 배웠을 때 당신의 수첩을 업데이트하도록 돕는 것인지 알고 싶어 했습니다.

이를 알아내기 위해, 연구진은 62명의 건강한 자원봉사자들에게 다음 세 가지 중 하나를 투여했습니다: 위약(가짜 약), 아세틸콜린을 차단하는 약물(바이페리덴), 또는 노르아드레날린을 차단하는 약물(프로프라놀롤). 그 후 참가자들에게 시각적 단서와 이전에 학습한 내용을 모두 바탕으로 추측을 해야 하는 게임을 수행하게 했습니다.

연구 결과는 다음과 같으며, 간단한 비유를 사용하여 설명하겠습니다.

"수첩" vs "단서"
당신의 뇌의 "수첩"을 당신이 작성해 온 일기 예보라고 생각해 보세요. 만약 예보에는 "맑음"이라고 되어 있는데 밖을 보니 비가 내리고 있다면, 당신은 예보를 믿을지 아니면 눈앞의 비를 믿을지 결정해야 합니다.

• 결과: 약물은 참가자들이 시각적 단서(밖의 비)를 얼마나 신뢰하는지에는 영향을 주지 않았습니다. 약물을 복용했든 아니든, 그들은 여전히 동일한 방식으로 증거를 살펴보았습니다.
• 실제 변화: 약물은 새로운 결과에 따라 그들의 "수첩"을 얼마나 빨리 업데이트하는지에는 영향을 주었습니다.

두 약물이 다르게 작용한 방식

1. 노르아드레날린 차단제 (프로프라놀롤):
   이 약물은 "좋은 소식"으로부터만 배우도록 허용하는 필터처럼 작동한다고 상상해 보세요. 참가자들이 보상(승리)을 받았을 때, 그들은 매우 빠르게 수첩을 업데이트했습니다. 하지만 보상을 받지 못했을 때는 생각을 그만큼 빠르게 바꾸지 않았습니다. 그것은 마치 A를 받았을 때만 주의를 기울이고, B를 받았을 때는 피드백을 무시하는 학생과 같았습니다.

2. 아세틸콜린 차단제 (바이페리덴):
   이 약물은 너무 쉽게 마음을 바꾸는 "슈퍼 학습자"처럼 행동했습니다. 승리든 패배든 상관없이, 참가자들은 매우 빠르게 신념을 업데이트했습니다. 문제는 그들이 너무 빠르게 마음을 바꾸는 바람에 그들의 "수첩"이 불안정해졌다는 점입니다. 매번 새로운 정보에 너무 강하게 반응했기 때문에, 일관된 신념을 오래 유지할 수 없었습니다.

핵심 요약
이 연구는 이 두 화학 물질이 현재의 감각적 단서를 얼마나 신뢰할지를 결정하는 것이 아니라고 결론짓습니다. 대신, 이들은 당신이 새로운 증거를 마주했을 때 과거의 기대를 얼마나 빠르고 얼마나 많이 업데이트할지를 조절하는 수첩의 편집자입니다.

• 노르아드레날린은 상황이 잘 풀릴 때(보상) 특히 기대치를 업데이트하도록 돕는 것으로 보입니다.
• 아세틸콜린은 모든 결과에 따라 기대치를 업데이트하도록 돕는 듯하지만, 이를 차단하면 당신의 신념이 너무 민감하고 불안정해질 수 있습니다.

요약하자면, 이 화학 물질들은 그 순간 당신이 세상을 보는 방식을 바꾸는 것이 아니라, 다음에 일어나는 일들을 바탕으로 세상이 어떤 곳인지에 대한 당신의 이야기를 얼마나 빨리 다시 쓸지를 결정합니다.