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MIT Tech Review 47일 전

인터셉션: 몸의 내부 상태를 감지하는 숨겨진 감각

IMP
7/10
핵심 요약

우리 뇌가 몸의 내부 상태를 감지하는 능력인 '인터셉션(Interoception)'이 신경과학의 핵심 연구 분야로 떠올랐습니다. 뇌와 신체 간의 신호 전달 방식을 이해함에 따라 비만, 만성 통증, 불안 장애 등을 치료하는 새로운 접근법이 가능해지고 있습니다.

번역된 본문

MIT 테크놀로지 리뷰 설명: 필자들이 복잡하고 난해한 과학 기술의 세계를 풀어내어 다가올 미래를 이해할 수 있도록 돕습니다. 이 시리즈의 더 많은 기사를 여기에서 읽을 수 있습니다.

뇌는 두개골이라는 어두운 공간에 있습니다. 하지만 바람이 피부의 털을 쓸어 올릴 때, 심장이 미친 듯이 뛸 때, 두려움에 창자가 조여들 때 그것을 압니다. 또한 지금 이 순간에도 여러분의 눈이 이 글 위를 움직이면서 다음에 무엇을 읽을지 예측하고 있습니다. 뇌는 주변에서 일어나는 일을 이해하고 안전을 유지하기 위해 필요할 때 행동할 수 있도록 준비시키는 신호를 포착하고 있습니다. 여러분은 보통 뇌가 이 모든 일을 하고 있다는 것을 인식하지 못합니다.

우리의 감각은 엄청난 속도로 정보를 받아들입니다. 피부, 눈, 귀 등에서 매초 약 1,100만 비트의 정보가 쏟아져 들어옵니다. 이는 매초 거의 세 권의 문고본 소설에 해당하는 데이터 양입니다. 그중 극히 일부만이 우리의 의식적 인식에 도달합니다. 연구자들은 우리의 의식적인 마음이 초당 약 10~60비트의 정보를 처리할 수 있다고 추정하는데, 이는 여러분이 이 문장을 읽는 속도와 비슷합니다. 이는 의식적인 비트 1개당 수십만 개의 무의식적인 비트가 존재하는 비율입니다. 그리고 이는 우리에게 축복입니다.

뉴욕대학교 랑곤 의료원의 신경과학자 모리아 톰슨(Moriah Thomason)은 이렇게 말합니다. "우리가 이렇게 설계된 것이 참 다행이에요. 우리가 의식적으로 접근할 수 있는 층이 있죠. 그 바로 아래에는 방대한 양의 정보가 존재합니다. 성공적으로 기능하기 위해 우리가 마음속에 '담아두어야' 하는 양은 정해져 있거든요."

여러분이 인식하는 것들을 생각해 보세요: 배가 고플 때 우르르 꼬르륵거리는 소리. 공개 연설을 하기 전 땀에 젖는 손바닥. 집중할 때 느껴지는 여러분이 방금 들이마신 숨. 심지어 손목의 맥박을 짚지 않고도 내면에서 뛰는 심장 박동을 느낄 수 있는 것까지요. 과학자들은 우리가 내면에서 스스로를 감지하는 방식을 설명하는 단어를 가지고 있습니다. 바로 인터셉션(Interoception, 내수용감각)입니다.

이 용어는 1906년 영국의 신경생리학자 찰스 셰링턴(Charles Sherrington)이 만들었습니다. 20세기 대부분 동안 이 개념은 주로 교과서에만 머물러 있었습니다. 오늘날, 2021년 노벨상과 인터셉션 시스템을 전신에 걸쳐 매핑할 수 있는 새로운 도구들 덕분에 이 기능에 대한 연구는 갑자기 매우 뜨거운 주제가 되었습니다. 연구자들이 몸과 뇌 사이에서 신호가 어떻게 이동하는지 해독함에 따라, 더 명확한 그림이 그려지고 있습니다. 이는 비만부터 만성 통증, 불안 장애에 이르기까지 다양한 질환을 이해하고 치료하는 방식에 중요한 시사점을 던집니다.

이 분야는 1990년대에 본격적으로 발전하기 시작했습니다. 1994년, 신경과 전문의 안토니오 다마시오(Antonio Damasio)는 '데카르트의 오류(Descartes' Error)'라는 명쾌한 제목의 책을 출간했습니다. 그는 역사적으로 사고와 감정을 분리해 왔던 것에 이의를 제기하며, 우리가 선택하고 행동하는 능력은 감정에 의해 주도되며, 그러한 감정은 창자가 조여들거나 피부가 창백해지는 등 몸의 신호에 의해 형성된다고 주장했습니다. 다마시오의 환자 중 한 명처럼 뇌 종양 수술 후 감정과 생각 사이의 연결고리를 잃게 되면, 우리는 여전히 화요일과 수요일 여행의 장단점에 대해 완벽한 논리로 추론할 수 있습니다. 하지만 어떤 선택이 어떤 느낌일지 예측하는 데 도움을 주는 감정적 신호가 없다면, 우리의 이성은 제자리걸음만 돌게 되며 결정을 내릴 수 없게 됩니다.

다마시오와 동시대인인 신경과학자 버드 크레이그(Bud Craig)는 자신의 평생을 바쳐 '당신은 어떻게 느끼는가?'라는 단 하나의 질문에 매달렸습니다. 그는 뇌가 어떻게 몸의 내면 지도를 구축하고 살아있는 매 순간 실시간으로 그것을 업데이트하는지를 추적했습니다. 스타트렉의 USS 엔터프라이즈 선장 다리(함교)를 상상해 보십시오. 산소 수준, 에너지 가용성, 선체 무결성, 방어막 강도 등 함선의 중요 시스템 상태를 보여주는 실시간 지도가 있습니다. 또 다른 지시계들은 선박 외부의 사물을 감지합니다. 소행성대, 적 함선, 방사능, 생명 징후, 그리고 아직 이해되지 않은 공간 이상 현상들 말입니다. 주먹 두 개를 함께 쥔 크기에 불과한 여러분의 뇌는 오감을 통해 들어오는 데이터 스트림을 사용하여 외부 세계의 지도와 함께 전신의 이와 같은 지도를 만들어냅니다. 이것들은 합쳐서 현재 그리고 시간이 지남에 따른 세상 속의 '나'에 대한 뇌의 작업 모델(당신이 어디에 있는지, 누구인지 등)을 구축하는 데 사용됩니다.

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MIT Technology Review Explains: Let our writers untangle the complex, messy world of science and technology to help you understand what’s coming next. You can read more from the series here . Your brain lives in the dark space of your skull. Yet it knows when the wind lifts the hairs on your skin, when your heart is racing, when your gut tightens with fear. It’s also, right now, predicting what you’ll read next as your eyes move across this page. It’s picking up signals that help it make sense of what’s happening around you and prepare you to act if you need to stay safe. You aren’t usually aware that your brain is doing all that. Our senses take in information at a staggering rate—roughly 11 million bits flood in every second from our skin, eyes, ears, and more. That’s nearly three paperback novels’ worth of data every second. Only a sliver reaches our conscious awareness. Researchers estimate that our conscious minds can process roughly 10 to 60 bits of information per second, about the rate at which you’re reading this sentence. That’s a ratio of about one conscious bit to hundreds of thousands of unconscious bits. And that’s a mercy. As Moriah Thomason, a neuroscientist at NYU Langone, says, “Thank goodness we’re built like this. There’s a layer of what we have access to in conscious awareness. And then we have a right-under-the-surface amount. There is only a certain amount we are meant to ‘hold in mind’ in order to function successfully.” What you are aware of: Your stomach growling when you’re hungry. Your palms sweating before you speak in public. The breath you just took, if you pay attention to it. Even your heartbeat, which some people can sense from the inside without feeling their pulse in their wrist. Scientists have a word for how we sense ourselves from the inside: interoception . The term was coined in 1906 by the British neurophysiologist Charles Sherrington. For most of the 20th century it remained largely confined to textbooks. Today, thanks to a 2021 Nobel Prize and new tools that can map the interoceptive system across the body, the study of this facility is suddenly quite hot. As researchers decode how signals move between body and brain, a clearer picture is starting to take shape—with implications for how we understand and treat conditions from obesity to chronic pain to anxiety. The field began to take off in the 1990s. In 1994, the neurologist Antonio Damasio published a book with a pointed title: Descartes’ Error . He challenged the historical separation of thinking and feeling, arguing that our ability to choose and act is driven by feelings, and those feelings in turn are shaped by the body’s signals, such as your gut clenching or your skin going clammy. When we lose that connection between feeling and thinking, as one of Damasio’s patients did after surgery to treat a brain tumor, we may still be able to reason with perfect logic about the pros and cons of traveling on a Tuesday or a Wednesday. But without the emotional signals that help us predict what a choice will feel like, our reason spins and circles, and we cannot decide. A contemporary of Damasio’s, the neuroscientist Bud Craig, spent his career asking one question: How do you feel? He charted how the brain builds an inner map of the body and updates it in real time every moment you are alive. Think of the captain’s bridge on the USS Enterprise , where a live map displays the status of the ship’s critical systems: oxygen levels, energy availability, hull integrity, shield strength. Another set of indicators senses things outside the ship: asteroid belts, enemy ships, radiation, life signs, and spatial anomalies not yet understood. Your brain, only about the size of your two fists pressed together, creates a map like this for your entire body, along with a map of the outside world, from data streaming in through your five senses. Together, they feed into your brain’s working model of you in the world, now and across time—where you are, who you are, your expectations for what’s about to happen (based on everything you know), and what all that means for you. When someone asks “How are you doing?” we consult our maps and report back on our status. We might say we’re happy, depleted, anxious, or energetic. These feelings are always a braid of emotional and physical sensations. They’re what your interoceptive navigational system serves up to your awareness when you sense yourself from the inside. As we grow up, we learn to interpret what these sensations mean—interpretations that, in turn, can alter our physiology, emotions, and behavior. Research by the psychologist Alia Crum shows that people who embrace a “stress is enhancing” mindset produce more growth hormones than people who have a “stress is debilitating” mindset. They also experience more positive emotions and greater cognitive flexibility. Language also matters. We learn words for the textures of our feelings—words that then shape how we feel and act. People low in emotional “granularity”—as the psychologist Marc Brackett calls the ability to distinguish between closely related feelings—react more impulsively under stress and are less able to find meaning in difficult experiences. But mindsets and emotional intelligence are malleable. We can learn that “anxious” is different from “terrified,” and we can even reframe how we interpret our body’s sensations. Instead of thinking of the butterflies in our bellies as annoying, we can welcome them as our body’s way of preparing us for a peak performance. Scientists have long understood that the interoceptive information informing these lived experiences travels via two major systems: nerves and humors (blood and lymph). Now they’re actively studying a third system— the “interstitium,” a network of fluid-filled spaces woven throughout the body’s connective fascia that may also play a role in communication. But until recently, scientific understanding of this interoceptive system looked like a high-level schematic that left out vital details—how information travels from the outside environment in, how it moves from your body to your brain, and how it is integrated and interpreted within your brain. Researchers are now racing to explore what the neuroscientist Catherine Tallon-Baudry calls this “new continent of awareness.” The wandering highway One of the most active areas of research centers on the vagus nerve, the main component of the parasympathetic nervous system and an information highway carrying news from your organs up to your brain and back down to your body. The vagus has become a celebrity nerve, ubiquitous in wellness podcasts and trauma therapy. “Tone your vagus nerve.” “Activate your parasympathetic system.” The language suggests a single thing you can target, like a muscle. The reality, as Steve Liberles at Harvard Medical School is discovering, is far more interesting. Liberles has spent most of his career mapping what he calls “the great wide unknown” of one of our largest and longest nerves. He speaks the way he works—methodically, without overselling. But the questions driving him are huge. How do we sense our body’s inner state? What information flows through which channels? And how does the brain decide what to do with it? “When I’m nervous giving a talk in front of a thousand people,” he says, “my heart might race. I might get butterflies in my stomach. I might get goosebumps on my skin.” We all know what he’s talking about. “It’s bizarre,” he muses. “Your brain has to send a signal to the gut, and then the gut back to the brain, to tell you you’re nervous?” He pauses. “This just shows there is this intimate connectivity between the brain and the body that’s real.” The vagus is often called the calming nerve, because it controls “rest and digest” functions that quiet our body after the sympathetic nervous system revs us up with “fight or flight” impulses to handle danger or stress. But it is also doing something else: It’s listening to us ins