로저 스페리(Roger Sperry)는 20세기 후반에 대뇌 반 구성과 뇌의 기능에 대한 연구로 1981년 노벨 생리학·의학상을 수상했습니다. 그의 주요 연구 중 하나는 ‘뇌의 왼쪽과 오른쪽 반구의 기능 차이’를 밝히기 위해 분리 뇌 실험을 실시한 것입니다. 이 실험은 뇌의 왼쪽과 오른쪽 반구가 서로 다른 기능을 담당하는 것을 확인하였습니다.
스페리는 심각한 발작을 일으키는 사람들에게서 뇌의 특정 부위를 절단하여 왼쪽과 오른쪽 반구 사이의 연결을 차단하는 수술을 시행했습니다. 이렇게 뇌의 절단 수술을 받은 환자들은 ‘분리된 뇌(hemispherectomy)’1를 가지게 되었습니다. 뇌의 왼쪽 반구와 오른쪽 반구 간의 정보 전달이 차단되었기 때문에 두 반구 간의 기능 차이를 연구할 수 있었습니다.
- 스페리는 뇌량절단환자를 스크린 앞에 앉히고 스크린 중앙에 있는 한 점에 시선을 고정하도록 하였습니다. 그리고 ‘나사’라는 단어를 스크린의 왼쪽에 1/10초 가량 제시하였습니다. 이때 ‘나사’라는 단어는 두 눈의 망막의 오른쪽 절반에 그 상이 맺히고 오른쪽 일차시각피질로 투사됩니다. 그 이유는 중앙 응시점의 왼쪽인 왼쪽 시야는 눈을 통해 그 정보가 오른쪽 일차시각피질로 전달되고(우뇌 처리), 응시점의 오른쪽인 오른쪽 시야는 왼쪽 일차시각피질로 그 정보가 전달되기 때문입니다.
- 또한 우반구는 몸의 왼쪽 운동과 감각에 관련되어 있기 때문에 피험자는 왼손으로 그 단어에 해당하는 ‘나사’를 쉽게 집어낼 수 있었습니다. 그러나 피험자는 무슨 단어를 보았는지 말할 수 없었습니다. 왜냐하면 그 단어가 우반구에는 전달되었지만, 뇌량절단으로 언어중추(좌뇌 처리)가 있는 좌반구에는 전달되지 못했기 때문이었습니다.
스페리의 연구 결과에 따르면, 왼쪽 반구는 주로 언어, 수리 능력, 분석적 사고 등과 관련되어 있으며, 오른쪽 반구는 시각-공간 지각, 비언어적 요소(예: 얼굴 인식, 음악 감상) 등과 관련되어 있는 것으로 나타났습니다. 이러한 발견은 인간 뇌의 기능과 조직에 대한 이해에 큰 영향을 미쳤고, 후에 뇌의 분할된 기능에 대한 연구를 촉진하는 데 도움이 되었습니다.
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Footnotes
- “hemi-“(반)와 “spherectomy” (구 절제)라는 두 단어의 조합으로 이루어진 용어입니다. “Hemi-“는 그리스어에서 “반”이라는 의미를 가지고 있으며, “spherectomy”는 “구 절제”를 의미합니다.따라서, “hemispherectomy”는 뇌의 반구 중 하나를 완전히 제거하는 수술 절차를 가리키는 용어입니다. 이 수술은 심한 발작을 일으키는 경우나 중추신경계 질환으로 인한 신경학적 문제 등으로 인해 신중하게 고려되고 실시되는 절차입니다. 이 수술은 뇌의 한쪽 반구를 완전히 제거하면서 해당 반구와 관련된 기능을 제거하는 결과를 초래할 수 있습니다.