뇌졸중이나 뇌종양 등으로 뇌 특정 부위가 손상된 환자들에 대한 실험 연구에서 우측 전두엽이 논리적 사고와 문제 해결 같은 추론 기능에 중요한 역할을 한다는 사실이 밝혀졌다.

영국 유니버시티 칼리지 런던(UCL) 조지프 몰 박사팀은 16일 신경학 저널 브레인(Brain)에서 좌·우측 전두엽 등에 국소 병변이 있는 환자들에 대한 사고 실험에서 우측 전두엽이 추론에 핵심적 역할을 한다는 사실을 확인했다고 밝혔다.

특정 능력에 필요한 뇌 영역을 파악하기 위해 연구자들은 뇌졸중이나 뇌종양 등으로 뇌 특정 부위가 손상된 환자를 연구한다. '병변-결손 매핑'(lesion-deficit mapping)으로 알려진 이 방법은 뇌 손상 부위(lesion)와 그에 따른 인지적·행동적 결손(deficit) 사이의 관계를 밝히는 것으로 인간의 뇌에서 기능을 찾아내는 가장 강력한 방법으로 꼽힌다.

하지만 뇌 손상을 연구하려면 특정 뇌 손상을 입은 환자가 많이 필요하기 때문에 병변-결손 매핑을 통한 뇌 손상 연구는 어렵고 시간이 많이 소요될 수 있다.

연구팀은 이전 연구들은 주로 건강한 사람의 뇌 활동을 기능적 자기공명영상(fMRI)으로 측정하는 방법을 사용했지만, 이런 연구는 인과관계가 아닌 상관관계만 제공하기 때문에 오해의 소지가 있을 수 있다고 지적했다.

이들은 이 연구에서 좌우 전두엽 또는 후두엽에 국소 병변이 있는 환자 247명과 건강한 81명을 대상으로 추론 능력을 평가하는 테스트를 하고 병변-결손 매핑 기법으로 분석했다.

테스트로는 '새러가 다이앤보다 똑똑하고, 새러가 헤더보다 똑똑하다면 다이앤은 헤더보다 똑똑한가?"처럼 단어 간 관계를 찾아야 하는 언어적 유추 추론 과제와 '5,6,7과 6,5,7 중 어느 것이 1,2,3과 더 유사한가?'처럼 그림, 도형, 숫자 등의 논리적 패턴을 파악하는 비언어적 추론 과제가 사용됐다.

연구 결과 우측 전두엽이 손상된 사람들은 다른 부위에 손상이 있는 사람들보다 두 테스트에서 훨씬 더 어려움을 겪는 것으로 나타났다. 이들은 다른 환자나 건강한 사람들에 비해 실수를 15%가량 더 많이 했다.

논문 제1 저자인 몰 박사는 "이 연구는 우측 전두엽이 사람들이 새 문제를 생각하고 해결하는 데 어떻게 기여하는지 조사한 것으로, 두 가지 테스트는 뇌 손상이 있는 사람의 추론 문제를 감지, 진단과 치료 개선에 도움이 될 것"이라고 말했다.

연구팀은 실험에서 사용된 새로운 두 테스트가 인지 장애 식별에 도움이 될 수 있어 임상적으로도 중요한 의미가 있다며 추가 검증을 통해 이들 추론 테스트를 우측 전두엽 기능 장애를 평가하는 도구로 발전시킬 계획이라고 밝혔다.

연구 책임자인 리사 시폴로티 교수는 "이 연구는 우측 전두엽이 추론과 새로운 문제 해결에 필요한 유동적 지능 모두에서 중요한 역할을 한다는 것을 시사한다"며 "이는 추론의 근간을 이루는 복잡한 신경 구조에 대한 이해를 높여준다"고 말했다.

◆ 출처 : Brain, Joseph Mole et al., 'A right frontal network for analogical and deductive reasoning', https://doi.org/10.1093/brain/awaf062