Understanding action language modulates oscillatory mu and beta rhythms in the same way as obsering actions

Ivan Moreno., Manuel de Vega, Inmaculada Leon

 

 

Understanding action language modulates oscillatory mu and beta

rhythms in the same way as observing actions(2013)

뇌파 Mu리듬(8-13Hz)와 Beta리듬(15-30Hz)은 휴식 상태에서 central 전극(C3, Cz, C4)에서 관찰된다. 그리고 대상자가 손으로 하는 행위를 할 때 또는 다른 사람의 행동을 관찰할 때 억제된다. 이들 리듬이 인간에서 운동 신경 활성의 전기생리학적인 표식이라는 것을 연구자들은 고려하고 있다. 본 연구는 추상적 언어가 아닌 행위 언어에 대한 이해가 실제 행위의 관찰과 같은 방식으로 Mu & Beta리듬을 조절하는지를 검증했다. log-ratio는 각 조건과 baseline이 되는 휴식상태 사이의 각 대역별 진동이 계산되었다. 그 결과는 행위 언어와 행위 비디오 모두가 Mu & Beta 억제를 발생시켰다는 것을 가리켰다(negative log-ratio). 반면에 추상적 언어는 억제가 발생되지 않았다. 그것은 행위 언어를 이해하는 것이 뇌에서 운동 네트워크를 활성시킨다는 가설을 확인하는 것이다. 다른 말로, 행위 언어와 관련된 운동 영역의 공명이 언어적 의미에 체화적 접근과 잘 들어맞는다.

 의미가 체화된 표상에 근간을 둔다는 개념은 의미가 임의적인 기호에 의해서 표시되고 개념적으로 표상된다는 전통적인 개념과는 반대되는 것으로 언어의 신경과학과 인지 심리학에서 널리 알려져있다.

 언어에서 체화된 접근은 단어와 문장을 이해하는 것이 문장에서 묘사된 사물, 사건, 행위에 대한 심적 모사를 포함한다고 주장한다.

 Mu리듬은 휴식 시에 최대 동기화를 보이고 특히 이런 행위가 손으로 이루어질 경우, 행위의 집행, 관찰 또는 상상하는 동안 비동기화를 보인다. 이들 리듬은 운동영역과 전운동영역에서 운동신경활성의 표식이다. EEG와 MEG를 이용한 실험에서 저자들은 Mu리듬의 억제가 일차 감각운동 영역의 하향경로

(down stream) 전운동피질 조절을 반영하고 보조운동 영역에서 활성을 반영할 것이라 제안한다.

 Mu리듬이 행위 관찰에 의해서 조절된다는 사실을 전제하여, 그들은 인간의 거울시스템의 활성과 관련 있어왔다.

 본 연구의 첫 번째 목적은 Mu억제가 행위언어의 이해에서 제한을 받는지 아니면 언어처리와 관련된 일반적이 현상인지를 정밀하게 검증하는 것이다. 그 주요 가설은 추상언어가 아닌 행위 언어가 Mu & 

Beta리듬과 유사한 활성을 조절할 것 이라는 것이다.

 본 연구의 두 번째 목적은 실제행위의 관찰과 행위언어를 비교해보는 것이다. 우리는 Mu & Beta억제가 행위언어의 이해와 실제행위의 관찰이 유사할 것이라고 가정한다.

Material and design

 스페인어 56 행위 문장과 56 추상문장이 사용되었다. 문장은 여성의 목소리로 녹음된 테입을 사용, 녹음된 문장은 1164에서 1749ms범위이다. 나머지 부분은 무음으로 채워져 각 음성 파일은 총 2.5초로 만들어졌다.

 34비디오 클립은 2.5초로 연기자가 단순한 손행위를 수행하는 것으로 구성되었다. 비디오는 1인칭 또는 자아중심적인 관점보다는 3인칭 관점으로 제작되었다. 비록 음성 자극과 비디오 자극의 명목상 주기가 같긴 하지만, 비디오는 총 2.5초의 기간 동안 노출되었던 반면, 문장은 단지 1.5초 동안만 지속되었다. 이런 양태-기반 편향을 보완하기 위하여 우리는 비디오 시행보다 더 많은 문장 시행을 이용하였다.

 대상자가 고정점을 움직임 없이 시청을 유지하는 기준선 조건은, 각 65초 세 개의 블록으로 따라서 기간은 3분 25초가 된다.

Procedure

 각 블록의 문장을 들려준 후에 대상자들은 그들이 "old"인지 "new"인지를 키보드에 오른 손 또는 왼손의 시지를 이용해서 반응라고 지시받은 세 가지 재인문장을 받았다.

 각 조건은 행위언어, 추상언어, 행위관찰로 구성되었다.

(reference는 Mastoid, ground는 AFz)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Discussion

 고유단어의 기억은 추상단어의 기억보다 더 잘된다는 보고가 있어왔다. 그리고 시각적 재료가 청각적 재료보다 기억이 때때로 더 잘된다.

 Barsalou's(2008) LASS이론은 고유개념을 인코딩하는 것이 행위의 운동자극을 포함하는 양태적 자극을 포함하는 반면, 추상개념은 언어시스템에 의해 주로 인코딩되었다고 했다.  Mu억제가 언어처리와 관련된 일반적인 현상이라는 가능성을 배재시키는 것으로 Mu리듬이 추상언어에 의해서 조절되지 않는다는 것이다.

 Mu의조절은 일차 감각운동영역의 하향식 전운동 피질과 SMA에서활성과 관련지어져 왔다.

 어떤 경우든지, Mu억제가 행위언어에 의해서 야기되었다는 사실은 Mu억제가 행위 관찰에 의해서 야기되었다는 것과 유사하다. 그것은 행위언어를 이해하는 것이 운동과 관계되는 뇌의 영역의 활성을 포함한다는 것을 제시한다.

 최근 몇몇 연구들에서 Mu억제를 거울신경시스템에서 활성과 관련지어왔다. Mu리듬은 행위를 수행할 때 뿐 만 아니라 다른 사람의 행위를 관찰할 때에도 조절된다.

 거울신경이 행위언어에 또한 포함된다는 증거가 고려되어질 수 있다.

 행위관찰 조건과 행위언어 조건에서 유사한 lower Beta리듬의 약한 억제가 있었다. 이것은 운동과제, 행위관찰 과제, 운동상상 과제동안 같은 중앙 전극에서 Mu비동기화와 같이 발생하는 것이 보고되어 온 것으로 이상한 것이 아니다.

 lower Beta진동이 다양한 신경군들이 포함된다고 제시하는 것으로 비록 그 체위상적 분산이 때때로는 약간씩 차이가 나긴 하지만 Mu리듬의 처음 고조파(harmonic)일지 모른다고 제시되어왔다. 어떤 경우든, 문헌에 따르면 우리는 여기서 관찰된 Mu 와 Beta비동기화가 모두 뇌에서 운동을 처리하는 것이 일반적이라는 것을 고려할 수 있다.

Conclusion

 요약하면, 본 연구는 행위언어의 처리와 비언어적 행위자극 동안 Mu조절(약간 확장하자면 Beta조절)에 대한 유사성을 드러냈다. 추상언어에서는 관찰되지 않은 Mu & Beta리듬의 그런 조절은 행위언어를 이해하는 것이 뇌에서 운동 모사를 포함한다는 생각과 양립할 수 있다. 이것은 신경학적 체화이론을 지지해 준다. 그 이론은 언어적 의미가 실제 세상의 경험을 처리하는 것에 포함되는 것들과 겹치는 감각운동 피질에서 다른 영역의 "공명" 또는 활성을 포함한다는 것으로서 전통적인 perisylvian area(Broca & Wernicke)의 활성보다 확장되어진다는 것을 옹호한다.