Abstract task rules from multiple items bind with actions into event files

매일 우리의 뇌는 우리가 보는 것을 우리가 하는 행동으로 바꾸는 신속한 번역가 역할을 합니다. 교통 신호가 빨간불로 바뀌면 우리는 멈추고, 문손잡이를 보면 손을 뻗어 돌립니다. 수십 년 동안 과학자들은 이러한 행동이 단순한 무작위 반응이 아니라 일시적인 기억 구조 내의 특정 시각적 단서와 연결되어 있다는 것을 이해해 왔습니다. 연구자들은 이 구조를 "이벤트 파일(event files)"이라고 부릅니다. 이벤트 파일을 특정 시각적 정보와 특정 행동을 결으로 묶어, 다음에 동일한 것을 보았을 때 그 행동을 매끄럽게 실행할 수 있게 해주는 정신적 스냅샷이라고 생각하십시오. 만약 시각적 정보와 행동이 이전에 했던 것과 일치하면 우리는 빠르게 움직입니다. 하지만 만약 그것들이 충돌한다면—예를 들어, 익숙한 빨간불을 보았지만 갑자기 멈추는 대신 가라는 지시를 받는다면—우리의 뇌는 머뭇거리며 더 느리게 반응합니다. 이러한 주저함은 '부분 반복 비용(partial repetition cost)'이라고 알려져 있으며, 이는 우리의 마음이 정신적 스냅샷을 업데이트하는 데 어려움을 겪고 있다는 신호입니다.

이러한 정신적 스냅샷에 관한 기존의 대부분의 연구는 단일 객체에 집중되었습니다. 과학자들은 뇌가 단순히 하나의 모양이나 색상을 하나의 움직임에 연결한다고 가정했습니다. 그러나 현실 세계는 결코 그렇게 단순하지 않습니다. 우리는 종종 단일 항목보다는 여러 것들의 조합을 바탕으로 결정을 내립니다. 치즈와 토마토를 모두 찾는다면 샌드위치를 만들 것을 암시할 수 있고, 생선과 쌀을 찾는다면 초밥을 암시할 수 있습니다. 연구자들이 답을 얻고자 했던 질문은, 뇌가 단일 객체와 마찬가지로 이러한 복잡하고 다중적인 규칙들을 우리의 행동에 결합할 수 있는지 여부였습니다. 구체적으로, 그들은 여러 항목을 함께 묶는 데 사용하는 추상적인 규칙이 우리의 손을 안내하는 정신적 스냅샷의 일부가 되는지를 물었습니다.

이를 알아내기 위해, 한국의 충북대학교와 연세대학교 연구진은 세 가지 실험으로 구성된 일련의 실험을 설계했습니다. 연구진은 참가자들을 조용한 방에 배치하고 컴퓨터 화면에 있는 기하학적 도형 쌍을 보게 했습니다. 도형에는 원, 사각형, 삼각형, 다이아몬드가 포함되었습니다. 첫 번째 실험에서 연구진은 참가자들에게 이 도형들이 두 개의 서로 다른 임의적인 그룹에 속한다는 것을 가르쳤습니다. 예를 들어, 원과 삼각형은 그룹 A에 속하고, 사각형과 다이아몬드는 그룹 B에 속할 수 있습니다. 참가자들은 도형의 쌍이 어느 그룹에 속하느냐에 따라 특정 키를 눌러야 했습니다. 실험은 참가자가 도형 쌍을 보고 빠르게 결정한 다음, 즉시 두 번째 도형 쌍을 보고 두 번째 결정을 내리는 방식으로 구조화되었습니다.

연구진은 사람들이 반응하는 속도에서 특정한 패턴을 찾고 있었습니다. 그들은 도형을 묶는 규칙은 바뀌었지만 요구되는 물리적 행동은 그대로 유지될 때 어떤 일이 일어나는지 보고 싶었습니다. 참가자가 그룹 A의 도형 쌍을 보고 왼쪽 키를 누르는 상황을 상상해 보십시오. 만약 다음 쌍도 그룹 A라면, 뇌는 만족할 것입니다. 규칙과 행동이 이전의 기억과 일치하므로 반응이 빠릅니다. 하지만 만약 다음 쌍이 그룹 B라면, 비록 도형이 다소 익숙하거나 손이 움직일 준비가 되어 있어 다시 같은 왼쪽 키를 누르고 싶을지라도 규칙이 바뀐 것입니다. 연구진은 그룹화 규칙은 바뀌었지만 손의 움직임이 반복될 때 사람들이 유의미하게 더 느려진다는 것을 발견했습니다. 이 지연, 즉 비용은 뇌가 행동과 함께 그룹 멤버십에 대한 규칙을 저장했다는 것을 증enc합니다. 정신적 스냅샷에는 단순히 도형과 버튼 누르기뿐만 아니라, 도형이 속한 추상적인 범주까지 포함되어 있었습니다.

두 번째 실험에서 연구진은 참가자들이 결정을 내리기 위해 단 하나의 도형만을 보고 있는 것이 아님을 확인하고자 했습니다. 그들은 규칙이 쌍 안에 있는 두 도형 사이의 관계에 의존하도록 과제를 변경했습니다. 참가자들은 두 도형이 동일한지 아니면 다른지를 결정해야 했습니다. 만약 같다면 한 키를 누르고, 다르다면 다른 키를 눌렀습니다. 이는 뇌가 단순히 항목 자체만이 아니라 두 항목 사이의 연결 고리를 처리하도록 강제했습니다. 결과는 동일했습니다. 도형 간의 관계가 변했을 때(예를 들어 "같음"에서 "다름"으로), 참가자가 동일한 버튼 누르기를 시도하면 속도가 느려졌습니다. 이는 뇌가 단순한 범주만큼이나 쉽게 항목들이 서로 어떻게 연결되는지에 대한 관계적 정보를 이러한 정신적 스냅샷에 결합한다는 것을 확인시켜 주었습니다.

세 번째 실험은 어떠한 지름길도 배제하기 위한 최종 점검 역할을 했습니다. 연구진은 도형의 그룹화가 완전히 임의적이며 쌍 안의 두 항목을 모두 보아야 규칙을 이해할 수 있는 더 복잡한 규칙 세트를 만들었습니다. 이 더 어려운 설정에서도, 규칙이 바뀌는 특정 조건에서는 패턴이 그대로 유지되었습니다. 즉, 도형 쌍을 지배하는 규칙은 바뀌었지만 물리적 반응이 반복될 때 반응 시간이 유의미하게 느려졌습니다. 이러한 세 가지 서로 다른 유형의 규칙 전반에 걸친 일관성은 뇌가 놀라울 정도로 유연하다는 것을 시사합니다. 뇌는 단순히 객체의 단순한 그림만을 저장하는 것이 아니라, 우리가 세상을 이해하는 데 사용하는 고차원적인 논리와 관계를 저장합니다.

이러한 발견은 우리가 세상에 대응하는 능력이 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 풍부한 토대 위에 구축되어 있음을 시사합니다. 우리의 행동을 안내하는 정신적 파일은 색상이나 모양과 같은 단일 특징에 국한되지 않습니다. 그것들은 여러 사물이 어떻게 함께 어우러지는지에 의해 정의되는 복잡하고 추상적인 규칙을 포함할 수 있습니다. 이는 우리가 단일한 단서가 아닌 여러 단서에 의해 행동이 촉발되는 세상을 어떻게 항해하는지를 설명해 줍니다. 의사가 환자의 맥박과 호흡의 조합을 바탕으로 심폐소생술을 시작할지 결정하거나, 운전자가 신호, 교통 상황, 보행자를 확인한 후에야 좌회전을 결정하는 것처럼, 뇌는 이러한 다중적인 정보의 흐름을 하나의 응집된 행동 계획으로 결합합니다. 이 연구는 이러한 복잡한 계획이 아주 미세하게라도 방해받을 때 우리의 마음이 그 갈등의 무게를 느낀다는 것을 보여주며, 우리의 행동이 주변 환경을 이해하기 위해 사용하는 정교한 규칙들과 깊게 연결되어 있음을 입증합니다.