당신의 사고방식을 형성하는 숨겨진 타이밍 시스템

새로운 연구에 따르면 뇌는 여러 가지 내부 속도로 작동하며, 사고와 행동을 지원하기 위해 신경망을 통해 빠르고 느린 신호를 결합합니다. 이러한 타이밍 시스템이 얼마나 잘 조율되는지가 우리 마음의 유연성, 효율성, 그리고 능력을 결정짓는 요소가 될 수 있습니다. (사진 제공: Shutterstock)

인간의 뇌는 끊임없이 작동하며 매우 다양한 시간 간격으로 들어오는 정보를 처리합니다. 어떤 신호는 환경 변화에 대한 즉각적인 반응을 요구하는 반면, 다른 신호는 우리가 의미, 맥락 또는 의도를 해석하는 과정에서 더 천천히 드러납니다.

러트거스 헬스에서 발표되어 네이처 커뮤니케이션즈 에 게재된 새로운 연구는 뇌가 이러한 빠르고 느린 신호를 어떻게 통합하는지 탐구합니다. 이 연구는 백질 연결망이 어떻게 서로 다른 뇌 영역 간의 소통을 가능하게 하고, 사고, 의사 결정 및 행동을 지원하는지에 초점을 맞춥니다.

뇌의 각 영역은 서로 다른 내부 시계에 따라 작동합니다.

뇌의 모든 부분이 동일한 방식으로 또는 동일한 속도로 정보를 처리하는 것은 아닙니다. 각 영역은 고유한 시간 범위 내에서 작동하는데, 이를 내재적 신경 시간 척도(INT)라고 합니다. 이러한 시간 척도는 해당 영역이 다음 신호로 넘어가기 전에 정보를 얼마나 오랫동안 유지하는지를 나타냅니다.

"우리가 행동을 통해 환경에 영향을 미치려면 뇌는 서로 다른 시간 규모에 걸쳐 처리된 정보를 통합해야 합니다."라고 러트거스 의과대학 정신의학과 조교수이자 이번 연구의 책임 저자인 린든 파크스는 말했습니다. "뇌는 백질 연결성을 활용하여 여러 영역 간에 정보를 공유함으로써 이를 달성하며, 이러한 통합은 인간 행동에 매우 중요합니다."

약 1,000명의 뇌 연결성 분석

이러한 통합이 어떻게 작동하는지 이해하기 위해 파크스와 그의 동료들은 960명의 뇌 영상 데이터를 분석했습니다. 이 정보를 사용하여 각 개인의 뇌 연결망, 즉 커넥톰에 대한 상세한 지도를 만들었습니다. 그런 다음, 복잡한 시스템이 시간이 지남에 따라 어떻게 진화하는지를 설명하는 수학적 모델을 적용하여 정보가 이러한 네트워크를 통해 어떻게 이동하는지 추적했습니다.

"저희 연구는 뇌 영역 간 연결성을 기반으로 각 영역의 정보 처리 속도(INT)를 직접 모델링함으로써 인간의 이러한 과정에 내재된 메커니즘을 탐구합니다."라고 럿거스 뇌 건강 연구소 및 첨단 인간 뇌 영상 연구 센터의 핵심 구성원인 파크스는 말했습니다. "이를 통해 뇌 영역이 정보를 국소적으로 처리하는 방식과 그 처리 과정이 뇌 전체에 공유되어 행동을 생성하는 방식 사이의 직접적인 연관성을 밝혀낼 수 있습니다."

인지 과정에서 시간 차이가 중요한 이유는 무엇일까요?

연구진은 대뇌 피질 전체에 걸쳐 신경 시간 척도가 배열되는 방식이 행동과 관련된 대규모 활동 패턴 사이를 뇌가 얼마나 효율적으로 전환하는지에 중요한 역할을 한다는 것을 발견했습니다. 이러한 시간 조직화는 사람마다 동일하지 않았습니다.

"우리는 뇌가 서로 다른 속도로 정보를 처리하는 방식의 차이가 사람들의 인지 능력 차이를 설명하는 데 도움이 된다는 것을 발견했습니다."라고 파크스는 말했습니다.

이 연구는 또한 이러한 시간 패턴이 뇌 조직의 유전적, 분자적, 세포적 특징과 연관되어 있음을 보여주었으며, 이러한 발견을 기본적인 생물학적 과정과 연결시켰습니다. 유사한 연관성이 쥐의 뇌에서도 관찰되었는데, 이는 이러한 메커니즘이 종간에 공유될 수 있음을 시사합니다.

"우리의 연구는 뇌의 백질 연결성과 국소적인 연산 특성 사이의 근본적인 연관성을 밝혀냈습니다."라고 파크스 교수는 말했습니다. "뇌의 연결 구조가 각 영역이 빠르고 느린 정보를 처리하는 방식에 더 잘 맞는 사람들은 인지 능력이 더 높은 경향이 있습니다."

정신 건강 연구에 대한 시사점

이러한 결과를 바탕으로 연구팀은 현재 조현병, 양극성 장애, 우울증과 같은 신경정신 질환에도 동일한 접근 방식을 적용하고 있습니다. 목표는 뇌 연결성의 변화가 시간이 지남에 따라 정보 처리 방식에 어떤 영향을 미치는지 이해하는 것입니다.

이번 연구는 러트거스 뇌 건강 연구소와 첨단 인간 뇌 영상 연구 센터의 핵심 구성원이자 정신의학 부교수인 아브람 홈즈, 박사후 연구원인 아흐마드 베이와 앰버 하웰, 그리고 코넬 대학교의 제이슨 Z. 킴과 공동으로 진행되었습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2026/01/260103155022.htm