Investigating the role of the hippocampus in the implicit and explicit expression of statistical learning in patients with temporal lobe epilepsy

인간의 뇌는 패턴 인식의 달인으로, 주변 환경을 이해하는 데 도움이 되는 규칙성을 찾기 위해 끊임없이 세상을 스캔합니다. 우리가 이를 수행하는 가장 근본적인 방법 중 하나는 통계적 학습인데, 이는 마음이 특정 요소들이 얼마나 자주 함께 나타나는지를 무의식적으로 추적하는 과정입니다. 예를 들어, 우리가 언어를 들을 때 우리는 어떤 소리들이 서로 뒤따르는 경향이 있는지 자연스럽게 알아차리기 시작하며, 이를 통해 결국 연속적인 음성 흐름 속에서 뚜렷한 단어들을 분리해낼 수 있습니다. 수십 년 동안 과학자들은 이러한 학습이 뇌의 어디에서 일어나는지에 대해 논쟁해 왔습니다. 전통적인 장기 기억 이론은 뇌 깊숙한 곳에 위치한 작은 해마 모양의 구조인 해마가 오직 명시적 기억, 즉 시험을 위해 사실을 회상하거나 이야기를 다시 말하는 것과 같이 우리가 의도적으로 하는 기억에만 필수적이라고 주장해 왔습니다. 이와 대조적으로, 우리의 의식적인 인지 없이 작동하는 암묵적 기억은 완전히 다른 뇌 체계에 의존한다고 여겨졌습니다. 이러한 구분은 연구자들에게 퍼즐을 안겨주었는데, 일부 증거는 해마가 이러한 자동적인 패턴 추적에 관여할 수 있음을 시사한 반면, 다른 이론들은 해마가 그러한 무의식적 과정에는 역할을 하지 않는다고 확언했기 때문입니다.

이 갈등을 해결하기 위해 한 연구팀은 해마가 손상되거나 제거되는 경우가 많은 질환인 측두엽 간질 환자들에게 주목했습니다. 이 연구는 27명의 해당 환자들을 대상으로 진행되었으며, 이들은 숨겨진 3음절 단어들이 포함된 연속적인 음성 스트림을 듣도록 요청받았습니다. 연구진은 참가자들이 구체적으로 무엇을 배우고 있다는 사실을 깨닫지 못한 채 언어의 통계적 구조를 흡수하도록 실험을 설계했습니다. 그 후, 연구팀은 두 가지 다른 방법을 사용하여 환자들의 지식을 테스트했습니다. 첫 번째 방법은 환자들이 패턴을 설명할 수는 없더라도 이를 흡수했는지 확인하기 위해 설계된 암묵적 측정 방식이었습니다. 두 번째 방법은 환자들에게 방금 들은 단어들을 의식적으로 식별하거나 회상하도록 요청하는 명시적 측정 방식이었습니다.

결과는 이 두 가지 유형의 기억 사이에 명확한 구분을 보여주었습니다. 해마 손상이 있는 환자들은 암묵적 테스트에서 건강한 개인들과 마찬가지로 잘 수행하였으며, 이는 그들이 의식적인 노력 없이도 숨겨진 단어들과 그 통계적 관계를 성공적으로 학습했음을 입증했습니다. 그러나 연구진이 명시적 테스트로 전환했을 때, 동일한 환자들은 상당한 장애를 보였습니다. 그들은 방금 들은 단어들을 의식적으로 인식하거나 설명하는 데 어려움을 겪었으나, 그들의 뇌는 분명히 그 정보를 처리한 상태였습니다. 이러한 발견은 해마가 통계적 지식의 의식적인 표현에는 필요하지만, 초기 학습이나 그 지식의 무의식적인 사용에는 필수적이지 않다는 것을 시사합니다. 이 연구는 뇌가 학습하는 전체 미스터리를 해결했다고 주장하는 것은 아니지만, 의도적인 회상을 담당하는 뇌 부위가 손상되었을 때조차 뇌가 복잡한 패턴을 자동으로 습득할 수 있다는 강력한 증거를 제공합니다. 이는 해마가 패턴을 우리의 의식 속으로 가져오는 데는 필수적이지만, 그 패턴을 탐지하는 작업은 다른 곳에서 일어난다는 점을 나타냄으로써 두 가지 상충하는 이론을 화해시키는 데 도움을 줍니다.