음악을 좋아하는 뇌

청소년을 위한 신경과학

 

음악을 좋아하는 뇌

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클래식 - 팝 음악 - 랩 음악 - 뉴에이지 음악 - 민속 음악 - 블루스 - 록 음악 - 컨트리 음악 - 재즈 당신은 이러한 장르의 음악을 모두 좋아할 수도 있고, 이들 중 몇 개만 좋아하거나, 이들 중 어떠한 것도 좋아하지 않을 수도 있습니다. 당신의 뇌는 어떻게 해서든지 음악을 이해하여 당신이 음악적 취향을 결정하게끔 해줍니다. 가장 기본적인 단계에서, 음악은 단지 소리일 뿐입니다. 소리는 진동에 의해 만들어집니다. 이러한 진동은 목소리, 악기, 혹은 서로 부딪히는 물체들에 의해 만들어집니다. 소리는 기압 변화에 의해 귀에 도달합니다. 음악은 자체만으로 리듬, 음조, 음색, 선율과 같은 몇 가지 중요한 특징을 가집니다.

악기는 다양한 방식으로 진동함으로써 소리를 냅니다.
	목관 악기 - 기압 변화를 주기 위해 연주자의 입술을 이용하고 리드(reed)가 진동합니다.
	금관 악기 - 연주자가 악기를 불 때 연주자의 입술이 떨리게 됩니다.
	현악기 - 현을 타거나 활로 켬으로써 현이 진동합니다.
	타악기 - 악기를 동시에 부딪힘으로써 악기가 진동합니다.

내이(The inner ear)

귀는 중이(middle ear)와 내이(inner ear)라는 특정한 부분을 떨리게 함으로써 음파(sound waves)를 진동으로 전환시킵니다. 그리고 나서 이 진동은 여덟 번째 뇌신경(cranial nerve)에서 뇌로 이동하는 전기신호로 바뀝니다. 오른쪽의 그림에서 여덟 번째 뇌신경인 내이신경(vestibulocochlear nerve)의 위치를 볼 수 있습니다. 귀에서 시작하여, 청각의 정보는 먼저 뇌간(brain stem)으로 이동한 후, 시상(thalamus), 그리고 뇌의 양 쪽의 측두엽(temporal lobe)에 있는 청각피질(auditory cortex)로 이동합니다.

측두엽(Temporal Lobe)

음악을 위한 엽(lobe) 측두엽(temporal lobe)이 손상되면 노래를 부르고, 악기를 연주하거나 리듬을 유지하는 데에 어려움을 겪게 될 것입니다. 측두엽을 다치면 음악을 인지하는 것과 관련한 문제가 생길 수 있지만, 말과 그 외의 다른 소리를 듣는 데에는 문제가 되지 않습니다. 이러한 상태를 실음악(amusia)라고 합니다. 실음악이 있는 사람들은 멜로디를 분간하는 데에 어려움을 겪습니다. 일부 연구에서는 음악이 우대뇌반구(right cerebral hemisphere)에 의해 처리된다고 하는 반면, 다른 연구에서는 좌대뇌반구(left hemisphere)도 중요한 역할을 한다고 합니다. 음악을 듣고 감상하는 것은 기억력, 학습, 감정을 포함한 하나의 복잡한 과정입니다. 음악 경험을 위해 중요한 다양한 영역들이 뇌에 있을 것입니다.

음악과 뇌전도(EEG) 뇌가 어떻게 음악을 처리하는지를 생각하기 위한 실험이 지금까지 많이 이루어지지 않았습니다. 뇌전도(electroencephalogram (EEG))를 이용하여 뇌의 활동을 측정함으로써 좌,우대뇌반구(right and left hemispheres) 모두 음악에 반응한다는 사실을 발견하였습니다. 다른 연구자들은 간질(epilepsy)로 뇌수술을 받았던 환자들의 측두엽(temporal lobe)에서 뉴런(neuron)의 활동을 기록하였습니다. 이 연구가 진행되는 동안, 모차르트(Mozart)의 음악, 민요, “마이애미 바이스(Miami Vice)”의 주제곡 중 어느 것이든 깨어있는 환자들에게 들려주었습니다. 이러한 다른 장르의 음악들은 측두엽의 뉴런에 다른 영향을 미쳤습니다. 모차르트의 음악과 민요가 뉴런의 활동을 48% 줄였을 때 “마이애미 바이스”의 주제곡은 뉴런의 활동을 26%만 줄게 하였습니다. 또한 모차르트 음악과 민요가 뉴런의 활동을 약 20% 정도만 늘리는 반면, “마이애미 바이스” 주제곡은 뉴런의 활동을 74% 증가시켰습니다. 일부 뉴런에는 음악의 리듬에 장단을 맞추는 활동전위(action potentials)가 있습니다. 이러한 결과를 통해, 측두엽이 음악적 측면을 포함할 것이라는 사실을 발견함에도 불구하고, 뇌의 이 영역이 어떻게 음악 감상에 사용되는지는 정확히 알 수 없습니다.

폴리그래프(The Polygraph) - 뇌전도(EEG)를 기록하기 위해 사용되는 장치 활동전위(The Action Potential)

단계 1 표제

음악, 기억력, 지능 1990년대 초반, 한 실험을 통해 클래식을 들으면 기억력을 향상시킬 수 있다는 사실이 드디어 입증된 것 같았습니다! 그 실험에 사용된 기억력을 증진시켜준 것으로 간주된 음악이 바로 볼프강 아마데우스 모차르트(Wolfgang Amadeus Mozart)의 곡이었기 때문에, 이 결과가 “모차르트 효과(The Mozart Effect)“라고 알려지게 되었습니다. 많은 사람들이 유명한 잡지와 신문을 통해 이 실험에 대해 읽고 나서 클래식을 듣는 것이 기억력을 향상시키고 지능을 높여주는 좋은 방법일 것이라고 생각하게 되었습니다. 초기 실험과 그 외의 다른 실험들을 좀 더 면밀히 살펴봅시다. 최초로 행해진 본래의 실험은 어바인(Irvine)에 위치한 캘리포니아 대학교(the University of California)의 과학 연구자들에 의해 1993년에 저널 네이처Nature 에 소개되었습니다 (published in the journal ). 이 과학 연구자들은 대학생들에게 10분 동안 모차르트 피아노 소나타 D장조, 휴식 테이프(relaxation tape), 휴지(silence) 중 어느 것이든 듣게 하였습니다. 이 음악들을 들은 후 즉시, 학생들은 스탠퍼드-비네 지능검사(Stanford-Binet intelligence scale) 중 공간추리능력시험(spatial reasoning test)에 응하였습니다. 그 결과, 휴식 테이프나 휴지를 들었을 때와 비교하여 모차르트 음악을 들은 후에 학생들의 검사 점수가 향상되었음을 알 수 있었습니다. 불행히도, 모차르트 음악의 효과가 단지 10-15분 정도만 지속됨을 발견하였습니다. 그렇다고 하더라도 이 연구자들은 음악과 공간능력이 뇌에서 같은 통로를 공유하므로 기억력이 향상된 것이라고 믿었습니다. 따라서, 연구자들은 공간추리검사를 위해 음악이 뇌를 “준비운동 시킨다(warm up)“고 생각했습니다. 기억력을 향상시키기 위해 모차르트의 음악을 사용하고자 다른 연구소에서 애써보았지만 실패하였습니다. 예를 들어, 한 그룹의 과학 연구자들이 학생들에게 숫자 목록을 들려주고 그것을 거꾸로 암송하게 하는 시험을 하였는데, 이것이 거꾸로 숫자 외우기 검사(backwards digit span test)입니다. 이 검사를 시작하기 전에 학생들에게 모차르트 음악을 들려주었지만, 아무런 영향을 미치지 못하였습니다. 어떤 종류의 검사를 실시하는지에 따라 모차르트 효과의 여부가 결정되는 것이 분명합니다. 모차르트 효과를 위한 초기 실험이 오직 소수의 학생들을 대상으로 하였으며 모차르트 음악이 실제로 기억력을 향상시킨것은 아닐수도 있기 때문에 무의미하다고 다른 연구자들은 말합니다. 오히려, 릴렉세이션 시험(relaxation test)과 휴지가 기억력에 손상을 가져왔을 수 도 있었습니다.

모차르트 효과를 입증하기 위한 또 다른 시도로, 애팔래치안주립대학교(Appalachian State University)의 연구자들이 이전 연구의 절차를 정확하게 따르기 위해 많은 애를 썼습니다. 7월 10일, 심리 과학 제 1999호 (10권, pages 366-369)에서, 스틸 박사(Dr. Kenneth Steele)와 동료들은 모차르트의 음악을 듣는 것이 공간 추리력에 영향을 미친다는 것을 입증할 수 없다고 보고하였습니다. ”…지적 개입이 모차르트 효과의 실재의 근거가 됨을 지지하기 위한 증거가 거의 없다.”고 언급하면서 그들은 결론지었습니다. 모차르트 효과를 입증하는 데에 성공한 연구자들도 마찬가지로 음악 수업이 공간 추리력에 미치는 영향을 살펴보았습니다. 그들은 3-4살의 미취학 아동들에게 8개월간 훈련을 시켰습니다. 아이들은 4그룹으로 나뉘었습니다:
실험집단 그룹 1 그룹 2 그룹 3 그룹 4
건반 수업
노래 수업
컴퓨터 수업
교습 없음
8개월간의 수업 후, 아이들에게 퍼즐을 동시에 맞추는 능력을 검사하는 시공간 추리력 검사(spatial-temporal reasoning)와 형상을 인식하는 능력을 검사하는 공간 지각 검사(spatial-recognition reasoning)을 실시하였습니다. 결과는 흥미로웠습니다! 건반 수업을 받았던 아이들만이 시공간 추리력 검사에서 향상된 모습을 보였던 것입니다. 아이들이 지난 건반 수업을 받은 다음 날 검사를 실시했을 때 조차, 여전히 그만큼의 향상을 보였습니다. 따라서, 건반 수업의 효과는 적어도 하루가 지속되는 것이었습니다. 공간 지각 검사의 점수는 건반 수업을 받은 그룹을 포함하여 어떠한 그룹에서도 향상되지 않았습니다. ====== ====== 어떤 연구자들은 모차르트 효과가 원숭이들에게서도 나타나는지 보기 위해 실험을 해보았습니다! 이 연구에서, 원숭이들에게 기억 검사(memory test)를 실시하기 전에 15분 동안 모차르트의 피아노 연주곡을 들려주었습니다. 그 결과, 원숭이들이 리듬이나 백색 소음(white noise)을 들었을 때와 비교하여, 모차르트 음악을 들었을 때 그들의 성적이 좋게 나오지 않았습니다. 검사를 실시하는 동안 모차르트 음악을 들으면 기억력이 줄고 백색 소음을 들으면 기억력이 다소 높아진다는 사실도 발견하였습니다. 정치인들은 모차르트 효과를 주장하는 집단을 비난하기도 하였습니다. 1998년 6월 22일, 조지아(Georgia) 주지사 젤 밀러(Zell Miller)는 조지아 주에서 태어나는 모든 신생아의 부모님들에게 클래식 음악이 담긴 CD를 무료로 나눠주기 시작하였습니다. 밀러 주지사가 모차르트 효과에 대한 모든 문헌을 읽어 보지 않았다고 생각합니다. 모차르트 효과를 입증한 유일한 연구는 대학생들을 대상으로 하였기 때문입니다. 모차르트 음악이 아기들의 지능에 영향을 미치는지를 살펴본 연구는 없었습니다. 밀러 주지사의 계획이 훌륭하다고 말하는 사람들이 있는 반면, 어떤 사람들은 그 계획에 쓴 돈으로 다른 프로젝트를 위해 훨씬 더 잘 쓸 수 있다고 말하기도 합니다. 그렇다면, 지능을 향상시키고 싶은 사람들은 뛰쳐나가서 클래식음악을 구매해야 하는 것일까요? 아이들은 어릴 때 피아노를 배우기 시작해야 할까요? 당신은 분명 아름다운 음악을 들을 테지만, 그것이 당신의 지능을 향상시킬 것이라는 결정적인 증거는 없으며 음악이 기억력을 영원히 강화시켜주리라는 증거도 없습니다. 음악과 기억력의 상관관계의 여부와 이들이 어떻게 서로 영향을 미치는지를 알아보기 위해서는 더 많은 연구와 검사가 이루어져야 할 것입니다. ====== ====== 모차르트 모차르트 일대기 모차르트의 음악을 한 번 들어보세요 더 배워봅시다: 지금 음악이라는 주제를 다루고 있으므로, 휴식을 취하며 뇌 노래를 부르고, 이러한 실험과 활동 으로 당신의 청각을 검사해보는 게 어떨까요? 모차르트 효과를 넘어선 음악 교육 - 음악을 가르치는 새로운 방식에 대한 특별기고. 이것도 읽어보세요: 수업으로의 클래식 도입: 음악을 통해 실제 듣기와 중학교에서의 광범위한 문학 반응을 강화하는 방법. 걱정과 기억력: 이들이 인식과 음악 연주에 미치는 영향 음악과 뇌에 대해 더 많은 정보가 필요하다면, 여기를 보세요: 이것을 한 번 들어보세요. 모차르트 효과를 다룬 대표적인 연구자인 라우쳐 박사(Dr. Frances Rauscher)와의 인터뷰. 이건 “진짜 오디오” 파일이에요. 음악과 뇌 라디오 프로그램 과학 금요일(Science Friday)에서의 2003년 5월 9일자 방송

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장문정 번역, 배정옥 검토