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Neuroethics Volume 1, Issue 1, March 2008

Inaugural Issue of Neuroethics
 


 

Original Source Materials for this posting from: Neuroethics published by Springer-Verlag

http://www.springerlink.com/content/t146803h235l/?p=2931101cc8da46dca5e49b0f2bace7b3&pi=3
 

Levy, Neil (Mar. 2008). Introducing Neuroethics. Neuroethics 1(1): 1-8. (DOI: 10.1007/s12152-008-9007-7).

 

Neil Levy1, 2

(1) Centre for Applied Philosophy and Public Ethics, University of Melbourne, Parkville, VIC, Australia

(2) The James Martin 21st Century School, University of Oxford, Oxford, England

Email: nllevy [AT] unimelb.edu.au
 

Received: 25 January 2008, Accepted: 29 January 2008, Published online: 14 February 2008
 

The first page of this paper:

Do we really need another journal? There has been a proliferation of new journals in philosophy, ethics and related fields in recent years. One might well suspect that we have been multiplying journals not merely beyond necessity, but beyond desirability. Is yet another journal, this one with a title that may seem merely a faddish buzzword, really a good idea? Moreover, does its subject matter really require a new journal? Many people think that neuroethics is merely a subdiscipline of bioethics, and that the issues it raises are best treated in the context of existing bioethical journals.

     Whether or not there are too many journals published today, it seems to me that the journal Neuroethics is really required. The growth of bioethics was a response to the explosion in bioethical knowledge and its applications, knowledge which promised to transform our understanding of health and well-being. New medical technologies provoked new questions ― for instance, about the beginnings and the end of life, about what it means to be human, about the risks of hubris ― and provoked a growing feeling of unease. This same unease, provoked by a new range of technologies raising new kinds of questions, is replicated today by the growth of neuroscientific knowledge and its applications, But the new questions require new ways of thinking and new concepts, not merely the application or even the extension of existing bioethical concepts. Hence the need for a new discipline, and for a new journal.

     Neuroethics, as I use the term (following [16]), refers to two, closely interrelated, enterprises. First, it refers to ethical reflection on the new technologies and techniques produced by neuroscience (and other sciences of the mind). These questions are closely analogous to the kinds of issues that are the traditional territory of bioethics; just as the latter ponders questions about the application of new biomedical techniques (is cloning permissible? When should we turn off respirators and other life-support equipment? Should we genetic enhancement be permitted?), so neuroethics attempts to answer questions about the applications of neuroscientific knowledge: does the use of psychopharmaceuticals threaten our self-conception? Should evidence from brain imaging be admissible in criminal proceedings? Are psychopaths responsible agents? And so on. These questions are analogous to bioethical issues, but they are sufficiently different to warrant the birth of a new discipline.
 

http://www.springerlink.com/content/04x51m73l7l13252/?p=982715bc0b7c440c97e54d6f52504029&pi=0

http://www.springerlink.com/content/04x51m73l7l13252/fulltext.pdf
 

Farah, Martha J. (Mar. 2008). Neuroethics and the Problem of Other Minds: Implications of Neuroscience for the Moral Status of Brain-Damaged Patients and Nonhuman Animals. Neuroethics 1(1): 9-18. (DOI: 10.1007/s12152-008-9006-8).

 

Martha J. Farah : Center for Cognitive Neuroscience, University of Pennsylvania, 3720 Walnut Street, Philadelphia, PA 19104, USA. Email: mfarah [AT] psych.upenn.edu
 

Received: 4 January 2008, Accepted: 7 January 2008, Published online: 7 February 2008
 

ABSTRACT: Our ethical obligations to another being depend at least in part on that being's capacity for a mental life. Our usual approach to inferring the mental state of another is to reason by analogy: If another being behaves as I do in a circumstance that engenders a certain mental state in me, I conclude that it has engendered the same mental state in him or her. Unfortunately, as philosophers have long noted, this analogy is fallible because behavior and mental states are only contingently related. If the other person is acting, for example, we could draw the wrong conclusion about his or her mental state. In this article I consider another type of analogy that can be drawn between oneself and another to infer the mental state of the other, substituting brain activity for behavior. According to most current views of the mind-body problem, mental states and brain states are non-contingently related, and hence inferences drawn with the new analogy are not susceptible to the alternative interpretations that plague the behavioral analogy. The implications of this approach are explored in two cases for which behavior is particularly unhelpful as a guide to mental status: severely brain-damaged patients who are incapable of intentional communicative behavior, and nonhuman animals whose behavioral repertoires are different from ours and who lack language.
 

KEYWORDS: Philosophy of mind · Brain imaging · Persistent vegetative state · Animal ethics
 

http://www.springerlink.com/content/u2hnhm3r474245q7/?p=982715bc0b7c440c97e54d6f52504029&pi=1

http://www.springerlink.com/content/u2hnhm3r474245q7/fulltext.pdf
 

Roskies, Adina L. (Mar. 2008). Neuroimaging and Inferential Distance. Neuroethics 1(1): 19-30. (DOI: 10.1007/s12152-007-9003-3).

 

Adina L. Roskies1, 2

(1) Dartmouth College, Hanover, NH 03755, USA

(2) Department of Philosophy, University of Sydney, Sydney, Australia  

Email: adinar [AT] mindspring.com
 

Received: 29 November 2007, Accepted: 16 December 2007, Published online: 7 February 2008
 

ABSTRACT: Brain images are used both as scientific evidence and to illustrate the results of neuroimaging experiments. These images are apt to be viewed as photographs of brain activity, and in so viewing them people are prone to assume that they share the evidential characteristics of photographs. Photographs are epistemically compelling, and have a number of characteristics that underlie what I call their inferential proximity. Here I explore the aptness of the photography analogy, and argue that although neuroimaging does bear important similarities to photography, the details of the generation and analysis of neuroimages significantly complicate the relation of the image to the data. Neuroimages are not inferentially proximate, but their seeming so increases the potential for misinterpretation. This suggests caution in appealing to such images in the public domain.
 

KEYWORDS: Functional magnetic resonance imaging · Neuroimaging · Inferential distance
 

http://www.springerlink.com/content/4677t451878253n1/?p=982715bc0b7c440c97e54d6f52504029&pi=2

http://www.springerlink.com/content/4677t451878253n1/fulltext.pdf
 

Savulescu, Julian, Anders Sandberg (Mar. 2008). Neuroenhancement of Love and Marriage: The Chemicals Between Us. Neuroethics 1(1): 31-44. (DOI: 10.1007/s12152-007-9002-4).

 

Julian Savulescu1 and Anders Sandberg1, 2

(1) Oxford Uehiro Centre for Practical Ethics, University of Oxford, Oxford, UK

(2) Future of Humanity Institute, University of Oxford, Oxford, UK

Julian Savulescu's Email: julian.savulescu [AT] philosophy.ox.ac.uk
 

Received: 9 December 2007, Accepted: 29 December 2007, Published online: 7 February 2008
 

ABSTRACT: This paper reviews the evolutionary history and biology of love and marriage. It examines the current and imminent possibilities of biological manipulation of lust, attraction and attachment, so called neuroenhancement of love. We examine the arguments for and against these biological interventions to influence love. We argue that biological interventions offer an important adjunct to psychosocial interventions, especially given the biological limitations inherent in human love.
 

KEYWORDS: Relationships · Love · Marriage · Pair bonding · Divorce · Enhancement · Bioethics
 

http://www.springerlink.com/content/lp106323642w7062/?p=982715bc0b7c440c97e54d6f52504029&pi=3

http://www.springerlink.com/content/lp106323642w7062/fulltext.pdf
 

Glannon, Walter (Mar. 2008). Psychopharmacological Enhancement. Neuroethics 1(1): 45-54. (DOI: 10.1007/s12152-008-9005-9).

 

Walter Glannon : Departments of Philosophy and Community Health Sciences, University of Calgary, 2500 University Drive, NW, Calgary, AB, T2N 1N4, Canada. Email: wglannon [AT] ucalgary.ca
 

Received: 4 January 2008, Accepted: 7 January 2008, Published online: 6 February 2008
 

ABSTRACT: Many drugs have therapeutic off-label uses for which they were not originally designed. Some drugs designed to treat neuropsychiatric and other disorders may enhance certain normal cognitive and affective functions. Because the long-term effects of cognitive and affective enhancement are not known and may be harmful, a precautionary principle limiting its use seems warranted. As an expression of autonomy, though, competent individuals should be permitted to take cognition- and mood-enhancing agents. But they need to be aware of the risks in chronic use of these agents and to take responsibility for their effects. A reasonable middle ground between these positions is to warn those who choose to enhance that doing so entails risks.
 

KEYWORDS: Authenticity · Anxiety · Attention · Memory · Methylphenidate · Modafinil · Propranolol
 

http://www.springerlink.com/content/pt0230237323j79j/?p=982715bc0b7c440c97e54d6f52504029&pi=4

http://www.springerlink.com/content/pt0230237323j79j/fulltext.pdf
 

Alpert, Sheri (Mar. 2008). Neuroethics and Nanoethics: Do We Risk Ethical Myopia? Neuroethics 1(1): 55-68. (DOI: 10.1007/s12152-007-9001-5).

 

Sheri Alpert : Dalhousie University, Halifax, Nova Scotia, Canada. Email: sheria [AT] well.com
 

Received: 24 August 2007, Accepted: 7 December 2007, Published online: 7 February 2008
 

ABSTRACT: In recent years, two distinct trajectories of bioethical inquiry have emerged: neuroethics and nanoethics. The former deals with issues in neuroscience, whereas the latter deals with issues in nanoscience and nanotechnology. In both cases, the ethical inquiries have coalesced in response to rapidly increasing scientific and engineering developments in each field. Both also present major issues for contemplation in bioethics. However, the questions are (1) how different are the ethical issues raised, and (2) is it beneficial for neuroethics and nanoethics inquiries to proceed on often-divergent trajectories by ethicists who otherwise might never interact? If, for example, ethical inquiry occurs only within the disciplinary confines of their predominant area(s) of science (which now seems to be the case) or by overlooking prior discussions in other scientific realms (like genetics), then the opportunity for a richer, more comprehensive discourse may be lost. I argue that this (1) is a disservice to bioethics, (2) is antithetical to some of the aims of bioethical inquiry, and (3) encourages the reductionism bioethicists' claim that is counterproductive.
 

KEYWORDS: Neuroethics · Nanoethics · Genethics · Nanotechnology · Neuroscience · Intra-disciplinary ethics
 

http://www.springerlink.com/content/v6352402k048qq53/?p=982715bc0b7c440c97e54d6f52504029&pi=5

http://www.springerlink.com/content/v6352402k048qq53/fulltext.pdf
 

Fine, Cordelia (Mar. 2008). Will Working Mothers’ Brains Explode? The Popular New Genre of Neurosexism. Neuroethics 1(1): 69-72. (DOI: 10.1007/s12152-007-9004-2).

 

Cordelia Fine : Centre for Applied Philosophy & Public Ethics, School of Philosophy, University of Melbourne, Melbourne, Victoria, 3010, Australia. Email: cfine [AT] unimelb.edu.au
 

Received: 19 December 2007, Accepted: 27 December 2007, Published online: 7 February 2008
 

ABSTRACT: A number of recent popular books about gender differences have drawn on the neuroscientific literature to support the claim that certain psychological differences between the sexes are 'hard-wired'. This article highlights some of the ethical implications that arise from both factual and conceptual errors propagated by such books.
 

KEYWORDS: Gender difference · Neuroscience · Popular science
 

http://www.springerlink.com/content/ch8k8085pv61v361/?p=982715bc0b7c440c97e54d6f52504029&pi=6

http://www.springerlink.com/content/ch8k8085pv61v361/fulltext.pdf 

 
 

Related Internet Resources

 

The Montreal Neuroethics Network at the Institut de recherches cliniques de Montréal

http://www.ircm.qc.ca/microsites/neuroethics/en/734.html 

 

NEUROETHICS.upenn.edu at the University of Pennsylvania

http://neuroethics.upenn.edu 

 

The Neuroethis Portal at the Johannes Gutenberg-University of Mainz

http://www.neuroethik.ifzn.uni-mainz.de/index.php?id=2&L=1
 

The Neuroethics Society

http://www.neuroethicssociety.org
 

Wikipedia entry on Neuroethics 

http://en.wikipedia.org/wiki/Neuroethics
 

 

지금 2009. 04. 03. 금요일. 맑음. 늦아침 10시 37분 ~ 낮 12시 18분. 밀렌 파머(Mylène Farmer)의 노래 "Sans Contrefaçon"과 나주아 벨리젤(Najoua Belyzel)의 새 노래 "Au Féminin"과 "La Bienvenue"를 들으면서...
 

콸리아 /퀄리아 / qualia 


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hnine 님, hnine 님도 마음 · 의식 · 영혼 등의 문제에 관해 관심을 지니셨군요. 정말 반갑습니다.
 

윗글에서 신경과학자 마사 파라(Martha J. Farah)와 신학자 낸시 머피(Nancey Murphy)는 몸(혹은 물질, 물리적인 것, body, matter, the material, the physical)과는 본질적으로 다른 마음(혹은 의식, 영혼, 넋, mind, consciousness, soul, spirit, the mental, the ghost)이 존재한다는 이원론에 대해 강한 의문을 제기하는 듯합니다. 즉 최근의 신경과학 연구 결과는 우리 인간성의 본질을 이루는 사랑 · 도덕성 · 영성 따위가 뇌 안에 그 물리적 상관자를 지니고 있으며, 이 뇌신경 상관자들의 작용이 바로 사랑 · 도덕성 · 영성 따위의 "물리적 기초"임을 밝혀주고 있다는 것이죠. 다시 말해 인간의 본성인 사랑 · 도덕성 · 영성 따위가 뇌 속의 물리적 기초에 뿌리내리고 있다면, 이것은 물질과는 근본적으로 다른 마음이나 정신적인 것(the mental)이 실체로서 존재하지 않는다는 사실을 시사한다는 것입니다. 이러한 물리주의적/과학적 사실은 과학-종교 간의 관계에 새로운 도전으로 떠오르고 있다고 저자들은 지적합니다. 
 

 

그러나, 윗글만 가지고는, 위 저자들이 이원론을 근본적으로 "부정"하거나 "논박"한다고 판단할 수는 없을 듯합니다. 즉 저자들은, 17세기 갈릴레오의 지동설이 완전히 과학적으로 확증되기까지는 갈릴레이 사후 100년이 더 걸렸는데, 마음 · 의식 · 영혼의 본질은 오히려 과학적으로 그 실체가 완전히 밝혀지기까지 앞으로 100년보다 훨씬 더 오랜 기간이 걸릴지도 모른다고 추측합니다. 저자들의 이러한 예측 혹은 추측은 현단계의 신경과학으로는 마음 · 의식 · 영혼의 본질이 물리적인 것이라고 확증할 수 없을 뿐만 아니라, 따라서, 마음-몸 이원론이 ― 더 나아가서 데카르트 심신 이원론까지도 ― 옳지 않다는 주장 또한 확증할 수 없다는 점을 말해줍니다. 그렇다면 이 당연하고도 또한 문제적인 결론은, 역으로, "물질적 실체"와는 근본적으로 다른 "심적 실체"의 존재를 주장하거나 지지하는 이원론/이원론자들에게도 이 첨단과학 시대의 물리주의/물리주의자들과 더불어 동등한 가능성을 던져준다고 볼 수 있는 것이죠.
 

아시다시피, 오랜 동안 영미권 심리철학계에서 골수 물리주의자(hardcore physicalist)로 강력한 영향력을 끼쳐오고 있는 김재권(Jaegwon Kim) 선생도 최근에는 (부분적) 이원론자로 전향하려는 듯한 암시(?)를 던지고 있습니다. 즉 우리의 마음 · 의식에는 물리적 속성과는 근본적으로 다른 심적 속성이 있다는 견해를 조금씩 내비치고 있습니다. 그리고 최근 《네이처 Nature》나 《사이언스 Science》와 같은 과학 학술지에 유체이탈경험(out-of-body experiences)이나 임사체험(near-death experiences)과 같은 신비적 논제들에 대한 논문들이 채택되어 실리고 세계 과학계에서 본격 논의되고 있다는 사실은, 제가 판단하기에, 마음-몸 이원론이 비로소 과학적으로 논파당하기에 이른 것이 아니라 ― 사실, 그 논문들은 현재로선 마음-몸 이원론을 간접적으로 부정하는 노선에 있다고 볼 수 있지만 ― 오히려 역으로 마음-몸 이원론을 과학적으로 증명하기 위해 미래 (뇌)과학이 나아갈 머나먼 도정이 이제 막 열리고 있다는 점을 보여주는 것은 아닌가 하고 생각합니다.
 

즉 제 현재 의견으로선 일종의 이원론이 궁극적으로 옳은 것으로 판명나리라고 생각합니다. 하지만, 영혼의 존재를 주장하는 이원론이라고 해서 결코 관념적 · 추상적 · 신비적이지 않고 (미래의) 과학적 사실과 개념에 전혀 어긋나지는 않을 것이라 봅니다. 우리의 통상적 직관과는 반대로 과학과 완전한 조화를 이루리라고 봅니다. (호주의 철학자 데이빗 차머스David J. Chalmers가 이와 비슷한 주장을 합니다.) 이것은 단지 논거 없는 추측에 불과할지도 모릅니다. 그렇지만, 그런 이원론이 옳다는 점은 얼마든지 논증 가능하다고 생각합니다...
 

hnine 님, 댓글이 늦어 죄송합니다. 그리고 제가 올린 마사 파라와 낸시 머피의 글에 관심을 보여주셔서 감사합니다. 
 

윗글 관련 논문
 

Farah, Martha J., Nancey Murphy (Feb. 2009). Neuroscience and the Soul. Science 323(5918): 1168. (the issue of 27 February 2009, DOI: 10.1126/science.323.5918.1168a).

 

관련 도서
 

▷ 김재권 (1994. 06. 01). 『수반과 심리철학』. 철학과현실사. (462쪽. 10,000원).  

 김재권 외 지음 (1994. 06. 01). 『수반의 형이상학』. 철학과현실사. (598쪽. 12,000원).  

 김재권 / 하종호 · 김선희 옮김 (1997. 04. 10). 『심리철학』. 철학과현실사. (412쪽. 10,000원).  

 김재권 / 하종호 옮김 (1999. 08. 30). 『물리계 안에서의 마음』. 철학과현실사. (226쪽. 9,000원).  

 김재권 / 하종호 옮김 (2007. 04. 20). 『물리주의』. 아카넷. (양장본. 274쪽. 15,000원).  

 하종호 · 김선희 · 백도형 · 이종왕 외 지음 (2008. 04. 07). 『김재권과 물리주의』. 아카넷. (양장본. 302쪽. 16,000원). 

▷ 피터 펜윅 · 엘리자베스 펜윅 / 정명진 옮김 (2008. 08. 05). 『죽음의 기술』. 부글북스. (352쪽. 15,000원).

▷ Fenwick, Peter & Elizabeth Fenwick (June 2008). The Art of Dying. London, New York: Continuum. (Paperback, 256 pages, $16.95). 
 

     
 

 

 
유체이탈경험 참고 논문 (Some Papers on Out-of-Body Experiences)
 

Blanke, Olaf, Stéphanie Ortigue, Theodor Landis, and Margitta Seeck (Sep. 2002). Stimulating illusory own-body perceptions. Nature 419(6904): 269-270.  (Issue of 19 September 2002 | doi:10.1038/419269a). 

 

Abstract: 'Out-of-body' experiences (OBEs) are curious, usually brief sensations in which a person's consciousness seems to become detached from the body and take up a remote viewing position. Here we describe the repeated induction of this experience by focal electrical stimulation of the brain's right angular gyrus in a patient who was undergoing evaluation for epilepsy treatment. Stimulation at this site also elicited illusory transformations of the patient's arm and legs (complex somatosensory responses) and whole-body displacements (vestibular responses), indicating that out-of-body experiences may reflect a failure by the brain to integrate complex somatosensory and vestibular information.
 

Olaf Blanke1,2, Stéphanie Ortigue2, Theodor Landis2 and Margitta Seeck1

1 Laboratory of Presurgical Epilepsy Evaluation, Program of Functional Neurology and Neurosurgery, University Hospitals of Geneva and Lausanne, Geneva 1211 and Lausanne 1011, Switzerland 

2 Functional Brain Mapping Laboratory, Department of Neurology, Geneva University Hospital, 1211 Geneva, Switzerland 

Correspondence to: Olaf Blanke1,2 Email: olaf.blanke [AT] hcuge.ch and olaf.blanke [AT] epfl.ch
 

Ehrsson, H. Henrik (2007). The Experimental Induction of Out-of-Body Experiences. Science 317(5841): 1048. (Issue of 24 August 2007, DOI: 10.1126/science.1142175). 

 

Abstract: I report an illusion in which individuals experience that they are located outside their physical bodies and looking at their bodies from this perspective. This demonstrates that the experience of being localized within the physical body can be determined by the visual perspective in conjunction with correlated multisensory information from the body. 

 

H. Henrik Ehrsson: Wellcome Trust Centre for Neuroimaging, Institute of Neurology, 12 Queen Square, London WC1N 3BG, UK. Department of Clinical Neuroscience, Karolinska Institutet, 171 76 Stockholm, Sweden. 
 

Lenggenhager, Bigna, Tej Tadi, Thomas Metzinger, and Olaf Blanke (2007). Video Ergo Sum: Manipulating Bodily Self-Consciousness. Science 317(5841): 1096-1099. (Issue of 24 August 2007, DOI: 10.1126/science.1143439). 

 

Bigna Lenggenhager1, Tej Tadi1, Thomas Metzinger2,3, Olaf Blanke1,4

1 Laboratory of Cognitive Neuroscience, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Station 15, 1015 Lausanne, Switzerland.

2 Philosophical Seminar, Johannes Gutenberg-Universität Mainz, 55099 Mainz, Germany.

3 Frankfurt Institute for Advanced Studies, Johann Wolfgang Goethe-Universität, 60438 Frankfurt am Main, Germany.

4 Department of Neurology, University Hospital, 1214 Geneva, Switzerland.

* To whom correspondence should be addressed. E-mail: olaf.blanke [AT] epfl.ch 
 

Abstract: Humans normally experience the conscious self as localized within their bodily borders. This spatial unity may break down in certain neurological conditions such as out-of-body experiences, leading to a striking disturbance of bodily self-consciousness. On the basis of these clinical data, we designed an experiment that uses conflicting visual-somatosensory input in virtual reality to disrupt the spatial unity between the self and the body. We found that during multisensory conflict, participants felt as if a virtual body seen in front of them was their own body and mislocalized themselves toward the virtual body, to a position outside their bodily borders. Our results indicate that spatial unity and bodily self-consciousness can be studied experimentally and are based on multisensory and cognitive processing of bodily information.
 

 

Thomas Metzinger

Frankfurt Institute for Advanced Studies, Frankfurt/Main, Germany and Department of Philosophy, Johannes Gutenberg-University at Mainz, Germany
 

Abstract: Contemporary philosophical and scientific discussions of mind developed from a "proto-concept of mind", a mythical, traditionalistic, animistic and quasi-sensory theory about what it means to have a mind. It can be found in many different cultures and has a semantic core corresponding to the folk-phenomenological notion of a "soul". It will be argued that this notion originates in accurate and truthful first-person reports about the experiential content of a specific neurophenomenological state-class called "out-of-body experiences". They can be undergone by every human being and seem to possess a culturally invariant cluster of functional and phenomenal core properties similar to the proto-concept of mind. The common causal factor in the emergence and development of the notion of the soul and the proto-concept of mind may consist in a yet to be determined set of properties realized by the human brain, underlying the cluster of phenomenal properties described in the relevant first-person reports. This hypothesis suggests that such a neurofunctional substrate led human beings at different times, and in widely varying cultural contexts, to postulate the existence of a soul and to begin developing a theory of mind.
 

 

Thomas Metzingera,b,c

a Johannes Gutenberg-Universität, Mainz, Germany

b Frankfurt Institute for Advanced Study, Frankfurt, Germany

c Wissenschaftskolleg zu Berlin, Berlin, Germany
 

Received 27 August 2008;  revised 1 September 2008;  accepted 5 September 2008.  Available online 31 October 2008.
 

The first paragraph of this paper:

After decades of only sparse scientific interest, we are currently witnessing a renaissance of empirical research into out-of-body experiences (OBEs) and full-body illusions. Being a philosopher of mind, I obviously have only a limited judgment of how good this research actually is from a purely scientific point of view. What I can do, however, is to draw attention to a series of theoretical aspects that make OBEs a particularly relevant target of investigation in the ongoing search for the neural correlate of self-consciousness and in the wider context of an empirically grounded theory of the human mind.
 

Petkova, Valeria I., H. Henrik Ehrsson (Dec. 2008). If I Were You: Perceptual Illusion of Body Swapping. PLoS ONE 3(12): e3832. (doi:10.1371/journal.pone.0003832).

 

Valeria I. Petkova*, H. Henrik Ehrsson : Department of Neuroscience, Karolinska Institutet, Stockholm, Sweden. *E-mail: Valeria.Petkova [AT] ki.se
 

Received September 4, 2008; Accepted November 6, 2008; Published December 3, 2008
 

Abstract: The concept of an individual swapping his or her body with that of another person has captured the imagination of writers and artists for decades. Although this topic has not been the subject of investigation in science, it exemplifies the fundamental question of why we have an ongoing experience of being located inside our bodies. Here we report a perceptual illusion of body-swapping that addresses directly this issue. Manipulation of the visual perspective, in combination with the receipt of correlated multisensory information from the body was sufficient to trigger the illusion that another person's body or an artificial body was one's own. This effect was so strong that people could experience being in another person's body when facing their own body and shaking hands with it. Our results are of fundamental importance because they identify the perceptual processes that produce the feeling of ownership of one's body. 
 
 

지금 2009. 03. 06. 금요일. 새벽 04시 40분. 맑은 듯.
 

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hnine 2009-04-05 08:17   좋아요 0 | 댓글달기 | URL
올려주신 자료들로 보아 외국에서 발표되는 논문들이 대개 신경과학, 정신의학 분야의 전문가들의 연구 결과들을 담은 것들이 많은데 비해, 우리 나라에서는 아직 미미한가 봅니다. 정신, 의식과 관련된 이 분야 역시 과학적인 실험과 해석으로 접근 가능한 분야라는 것을 덕분에 조금이나마 이해하기 시작했는데, 그렇다면 마음철학과 더불어 신경과학, 생리학, 정신의학 분야를 전공하는 사람들 중 이 분야에 관심을 갖는 분들이 우리 나라에도 있어서 과학적인 실험으로 접근을 시도해보는 연구가 진행되고 있다면 하는 아쉬움이 있네요.
뒤늦게 읽어보게 되었지만 감사드립니다.
가상 현실 기법을 실험에 이용했네요? 그런 아이디어가 있었다니, 감탄스러워요.

qualia 2009-04-07 07:12   좋아요 0 | 댓글달기 | URL
hnine 님 말씀대로 우리나라 마음과학(sciences of the mind)의 수준은 외국에 비해 아직은 미미한 수준이라고 생각합니다. 하지만, 우리나라의 마음과학에 비해 마음철학(philosophy of mind)의 활성화 수준은 좀더 사정이 나은 편으로 보입니다. 세계적 철학 학술지에 우리나라 학자들의 마음철학 논문이 종종 눈에 띄더군요.

그러나, 아시다시피, 이젠 우리나라에도 인지과학과 뇌신경과학에 대한 관심이 점차 고조되고 있습니다. 독서계 · 출판계가 이끌고 있는 대중적 관심의 폭발과 학술계에서 추진되고 있는 인지과학을 중심으로 한 통섭 운동, 그리고 대학 연구소 내의 뇌연구 활성화가 그런 대로 잘 맞물려 돌아가는 듯한 "초기" 인상을 줍니다. 이런 좋은 분위기가 계속 맞물려 돌아가면서 상승효과를 내면, 머지 않아 우리나라에서도 획기적인 마음과학 연구 성과가 많이 나오리라 확신합니다.

이와 관련하여 최근 우리나라 학자들이 이루어낸 마음과학 연구 결과 하나를 소개합니다. 물론 hnine 님도 매체를 통해서 익히 접했으리라 생각은 합니다만, 여기에 기록해두는 것도 의미 있을 듯하여 적어둡니다. 즉, 작년 2008년 12월 10일을 앞뒤로 하여 장안의 보도 매체들이 「"의식과 무의식의 경계" 수수께끼 풀었다」라는 다소 과장된 머릿글로 앞다투어 보도했던 "수술 중 각성(intraoperative awareness)"에 관한 연구 내용입니다. 아래에 해당 서지 사항과 《전자신문》의 기사를 긁어와 적어둡니다. 참고하시기 바랍니다.

김승환 포스텍 교수(물리학)와 이운철 미국 미시간대 의대 연구원, 노규정 서울아산병원 교수가 참여한 공동연구팀은 10일 “의식이 점차 사라졌다가 다시 살아나는 메커니즘을 뇌파 측정을 통해 정량적으로 분석해 국제학술지 <의식과 인지> 온라인판에 발표했다”고 밝혔다. ― 《한겨레 신문》

공포영화 소재로 활용되어 온 ‘수술 중 각성(intraoperative awareness)’을 방지할 수 있는 길이 물리학과 의학의 학제간 연구를 통해 열렸다. ― 《전자신문》

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▶ 수술 중 각성에 관한《전자신문》 보도 기사 전문
(출처: http://www.etnews.co.kr/news/detail.html?id=200812100099)

공포영화 소재로 활용되어 온 ‘수술 중 각성(intraoperative awareness)’을 방지할 수 있는 길이 물리학과 의학의 학제간 연구를 통해 열렸다.

김승환 포스텍 교수팀, 이운철 미국 미시건의대 연구원(포스텍 박사), 서울 아산병원 노규정 교수 공동연구팀은 마취를 통한 의식의 소실과 회복 메커니즘을 뇌파분석을 통해 처음 정량적으로 밝혀내, 이 연구결과를 이 분야 국제학술지인 ‘의식과 인지(Consciousness and Cognition)’ 온라인판을 통해 발표했다고 10일 밝혔다.

한-미 공동연구팀은 정맥 마취제인 프로포폴(propofol)을 14명의 수술 예정 환자에게 주사한 뒤 의식상태와 마취상태의 뇌 활동을 뇌파로 측정하고, 그 데이터를 비선형 동역학적 방법을 이용해 물리학적 관점에서 분석했다.

분석 과정에서 신체가 마취되면 의식에서 무의식 상태로 전이하면서 신경계가 가지고 있는 정보통합능력이 현저하게 감소하며, 의식의 소실은 뇌파의 시간적·공간적 자기조직화가 깨지면서 일어난다는 사실을 발견했다. 특히 의식이 없어질 때 인지를 다루는 전두엽에서 감각을 다루는 후두엽으로 흘러가는 정보가 급격하게 감소한다는 사실을 밝혀냈다.

이 결과는 뇌 신경계의 정보통합이 일반 마취에 의해 바뀐다는 인지통합적 패러다임의 직접적인 증거로 볼 수 있다고 연구팀은 설명했다.

아울러 연구결과를 통해 마취제나 진정제의 효과를 측정하고 표준화할 수 있게 됐으며, 수술 중 발생하는 각성 같은 의료사고 등을 미연에 방지할 수 있게 됐다.

‘의식과 무의식의 경계’는 오래전부터 철학, 과학, 의학적 관점에서 관심을 가져온 문제였으나, 아직까지 풀리지 않은 수수께끼가 많은 분야로 알려져 왔다. 특히 전신마취로 수술받을 경우에 아직도 환자의 몸을 꼬집어보는 데 의존하는 비과학적 방법을 사용함으로써 ‘수술 중 각성’ 사고도 드물게 발생하고 있다.

포항=정재훈기자 jhoon [AT] etnews.co.kr
(기사입력 2008-12-11)

▶ 《한겨레 신문》 기사 「‘의식-무의식 경계’ 뇌파로 분석」도 참조하세요.
⇒ http://www.hani.co.kr/arti/science/science_general/326814.html

▶ 학술지 《의식과 인지 Consciousness and Cognition》 발표 논문 서지 사항

▷ Lee, UnCheol, George A. Mashour, Seunghwan Kim, Gyu-Jeong Noh & Byung-Moon Choi (Mar. 2009). Propofol induction reduces the capacity for neural information integration: Implications for the mechanism of consciousness and general anesthesia. Consciousness and Cognition 18(1): 56-64. (doi:10.1016/j.concog.2008.10.005).

UnCheol Lee a, George A. Mashour b, Seunghwan Kim c, Gyu-Jeong Noh d and Byung-Moon Choi e

a Department of Anesthesiology, University of Michigan Medical School, Ann Arbor, MI 48109-0048, USA

b Departments of Anesthesiology and Neurosurgery, University of Michigan Medical School, 1H247 UH/Box 0048, 1500 East Medical Center Drive, Ann Arbor, MI 48109-0048, USA

c Asia Pacific Center for Theoretical Physics & Nonlinear Complex Systems Laboratory, NCRC-SBD, Department of Physics, POSTECH, Pohang 790-784, South Korea

d Department of Clinical Pharmacology and Therapeutics, Department of Anesthesiology and Pain Medicine, Asan Medical Center, University of Ulsan College of Medicine, Seoul 138-736, South Korea

e Department of Anesthesiology and Pain Medicine, National Medical Center, Seoul 100-799, South Korea

Corresponding Author: Seunghwan Kim, Email: swan [AT] postech.ac.kr

Received 28 August 2008. Available online 2 December 2008.

ABSTRACT: The cognitive unbinding paradigm suggests that the synthesis of neural information is attenuated by general anesthesia. Here, we analyzed the functional organization of brain activities in the conscious and anesthetized states, based on functional segregation and integration. Electroencephalography (EEG) recordings were obtained from 14 subjects undergoing induction of general anesthesia with propofol. We quantified changes in mean information integration capacity in each band of the EEG. After induction with propofol, mean information integration capacity was reduced most prominently in the γ band of the EEG (p = .0001). Furthermore, we demonstrate that loss of consciousness is reflected by the breakdown of the spatiotemporal organization of γ waves. We conclude that induction of general anesthesia with propofol reduces the capacity for information integration in the brain. These data directly support the information integration theory of consciousness and the cognitive unbinding paradigm of general anesthesia.

KEYWORDS: Consciousness; Anesthesia; Propofol; Information integration theory; EEG; Cognitive unbinding paradigm; Spatiotemporal organization of γ band

FULL TEXT: http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WD0-4V28SXY-1&_user=10&_coverDate=03%2F31%2F2009&_rdoc=7&_fmt=high&_orig=browse&_srch=doc-info(%23toc%236752%232009%23999819998%231003079%23FLA%23display%23Volume)&_cdi=6752&_sort=d&_docanchor=&_ct=40&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=b6f6658e724b30bec9fd765551153e47

 

Farah, Martha J., Nancey Murphy (Feb. 2009). Neuroscience and the SoulScience 323(5918): 1168. (the issue of 27 February 2009, DOI: 10.1126/science.323.5918.1168a).

 

Neuroscience and the Soul
 

Martha J. Farah and Nancey Murphy
 

SCIENCE AND RELIGION HAVE HAD A LONG RELATIONSHIP, BY TURNS COLLEGIAL AND ADVERsarial. In the 17th century Galileo ran afoul of the Church's geocentrism, and in the 19th century Darwin challenged the biblical account of creation. The breaches that open at such times often close again, as religions determine that the doctrine in question is not an essential part of faith. This is precisely what happened with geocentrism and, outside of certain American fundamentalist Christian sects, evolution.
 

A new challenge to the science-religion relationship is currently at hand. We hope that, with careful consideration by scientists and theologians, it will not become the latest front in what some have called the "culture war" between science and religion. The challenge comes from neuroscience and concerns our understanding of human nature. 
 


 
Most religions endorse the idea of a soul (or spirit) that is distinct from the physical body. Yet as neuroscience advances, it increasingly seems that all aspects of a person can be explained by the functioning of a material system. This first became clear in the realms of motor control and perception (
1, 2). Yet, models of perceptual and motor capacities such as color vision and gait do not directly threaten the idea of the soul. You can still believe in what Gilbert Ryle called "the ghost in the machine" (3) and simply conclude that color vision and gait are features of the machine rather than the ghost.
 

However, as neuroscience begins to reveal the mechanisms underlying personality, love, morality, and spirituality, the idea of a ghost in the machine becomes strained. Brain imaging indicates that all of these traits have physical correlates in brain function. Furthermore, pharmacologic influences on these traits, as well as the effects of localized stimulation or damage, demonstrate that the brain processes in question are not mere correlates but are the physical bases of these central aspects of our personhood. If these aspects of the person are all features of the machine, why have a ghost at all?
 

By raising questions like this, it seems likely that neuroscience will pose a far more fundamental challenge than evolutionary biology to many religions. Predictably, then, some theologians and even neuroscientists are resisting the implications of modern cognitive and affective neuroscience. "Nonmaterialist neuroscience" has joined "intelligent design" as an alternative interpretation of scientific data (4). This work is counterproductive, however, in that it ignores what most scholars of the Hebrew and Christian scriptures now understand about biblical views of human nature. These views were physicalist, and body-soul dualism entered Christian thought around a century after Jesus' day (5, 6).
 

To be sure, dualism is intuitively compelling. Yet science often requires us to reject otherwise plausible beliefs in the face of evidence to the contrary. A full understanding of why Earth orbits the Sun (as a consequence of the way the solar system was formed) took another century after Galileo's time to develop. It may take even longer to understand why certain material systems give rise to consciousness. In the meantime, just as Galileo's view of Earth in the heavens did not render our world any less precious or beautiful, neither does the physicalism of neuroscience detract from the value or meaning of human life. 
 

References 
 

1. M. Jeannerod, The Cognitive Neuroscience of Action. (Wiley-Blackwell, Hoboken, NJ, 1997).

2. M. J. Farah, The Cognitive Neuroscience of Vision.  (Wiley-Blackwell, Hoboken, NJ, 2000).

3. G. Ryle, The Concept of Mind.  (Univ. of Chicago Press, Chicago, 1949).

4. M. Beauregard, D. O'Leary, The Spiritual Brain: A Neuroscientist's Case for the Existence of the Soul. (HarperCollins, New York, 2007).

5. N. Murphy, Bodies and Souls, or Spirited Bodies? (Cambridge Univ. Press, Cambridge, 2006).

6. J. B. Green, Body, Soul, and Human Life.  (Baker, Grand Rapids, MI, 2008). 
 

About the Authors 

 
  

Martha Farah and Nancey Murphy 
 
MARTHA J. FARAH1* AND NANCEY MURPHY2 
 
1 Center for Cognitive Neuroscience, Department of Psychology, University of Pennsylvania, Philadelphia, PA 19104, USA.
 

2 School of Theology, Fuller Theological Seminary, Pasadena, CA 91182, USA.

*To whom correspondence should be addressed. E-mail: mfarah [AT] psych.upenn.edu 
 

 
Science Volume 323, Issue 5918 
 
Source:
Science Volume 323, Issue 5918, 27 February 2009

http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/323/5918/1168a

http://dx.doi.org/10.1126/science.323.5918.1168a

http://www.mindhacks.com/blog/2009/02/warning_of_ghosts_in.html

http://www.scribd.com/doc/12859587/Neuroscience-and-the-soul 
 
Martha Farah's Homepage:
http://www.psych.upenn.edu/~mfarah
Wikipedia entry on Martha Farah:
http://en.wikipedia.org/wiki/Martha_Farah
Nancey Murphy's Homepage:
http://www.fuller.edu/faculty.aspx?id=2318&terms=Nancey+Murphy
Wikipedia entry on Nancey Murphy:
http://en.wikipedia.org/wiki/Nancey_Murphy 
 

Related Books 

 

forthcoming 
 

지금 2009. 03. 02. 월요일. 새벽 03시 57분. 맑은 듯.
 

콸리아 / 퀄리아 / qualia 


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hnine 2009-03-02 10:34   좋아요 0 | 댓글달기 | URL
위의 article만 읽고 첨부된 다른 참고 자료들은 읽어보지 못했습니다만, 처음부터 과학의 대상이 되는 것과 과학의 대상에 포함시키지 않는 것으로 확실히 구분하여, 종교나 인간의 심리 등의 문제는 과학의 대상에서 제외시킨다고 (위에 제시된 대로 '증거' 또는 '증명'할 수 없다는 근거로) 보통 대부분의 생물학 교재에 명시되어 있고 학생들에게도 그렇게 가르치고 있는 것이 현재 상황이지요. 하지만 인간의 지적 호기심에는 경계가 없으니까요. 위의 저자가 말한 대로, 이러한 연구로 말미암아 궁극적으로 처음에 원하던 답은 아니더라도 우리가 생각못했던 어떤 새로운 지평이 열릴지도 모른다는 말에 공감합니다.
유익한 글, 덕분에 잘 읽고 갑니다.

qualia 2009-03-06 01:52   좋아요 0 | URL

hnine 님, hnine 님도 마음 · 의식 · 영혼 등의 문제에 관해 관심을 지니셨군요. 정말 반갑습니다.

윗글에서 신경과학자 마사 파라(Martha J. Farah)와 신학자 낸시 머피(Nancey Murphy)는 몸(혹은 물질, 물리적인 것, body, matter, the material, the physical)과는 본질적으로 다른 마음(혹은 의식, 영혼, 넋, mind, consciousness, soul, spirit, the mental, the ghost)이 존재한다는 이원론에 대해 강한 의문을 제기하는 듯합니다. 즉 최근의 신경과학 연구 결과는 우리 인간성의 본질을 이루는 사랑 · 도덕성 · 영성 따위가 뇌 안에 그 물리적 상관자를 지니고 있으며, 이 뇌신경 상관자들의 작용이 바로 사랑 · 도덕성 · 영성 따위의 "물리적 기초"임을 밝혀주고 있다는 것이죠. 다시 말해 인간의 본성인 사랑, 도덕성, 영성 따위가 뇌 속의 물리적 기초에 뿌리내리고 있다면, 이것은 물질과는 근본적으로 다른 마음이나 정신적인 것(the mental)이 실체로서 존재하지 않는다는 사실을 시사한다는 것입니다. 이러한 물리주의적/과학적 사실은 과학-종교 간의 관계에 새로운 도전으로 떠오르고 있다고 저자들은 지적합니다.

그러나, 윗글만 가지고는, 위 저자들이 이원론을 근본적으로 "부정"하거나 "논박"한다고 판단할 수는 없을 듯합니다. 즉 저자들은, 17세기 갈릴레오의 지동설이 완전히 과학적으로 확증되기까지는 갈릴레이 사후 100년이 더 걸렸는데, 마음 · 의식 · 영혼의 본질은 오히려 과학적으로 그 실체가 완전히 밝혀지기까지 앞으로 100년보다 훨씬 더 오랜 기간이 걸릴지도 모른다고 추측합니다. 저자들의 이러한 예측 혹은 추측은 현단계의 신경과학으로는 마음 · 의식 · 영혼의 본질이 물리적인 것이라고 확증할 수 없을 뿐만 아니라, 따라서, 마음-몸 이원론이 ― 더 나아가서 데카르트 심신 이원론까지도 ― 옳지 않다는 주장 또한 확증할 수 없다는 점을 말해줍니다. 이 당연하고도 또한 문제적인 결론은 역으로 "물질적 실체"와는 근본적으로 다른 "심적 실체"의 존재를 주장하거나, 지지하는 이론/이론가들에게도 이 첨단과학 시대의 물리주의자들과 동등한 가능성을 던져준다는 것이죠.

아시다시피, 오랜 동안 영미권 심리철학계에서 골수 물리주의자(hardcore physicalist)로 강력한 영향력을 끼쳐오고 있는 김재권(Jaegwon Kim) 선생도 최근에는 (부분적) 이원론자로 전향하려는 듯한 암시(?)를 던지고 있습니다. 즉 우리의 마음 · 의식에는 물리적 속성과는 근본적으로 다른 심적 속성이 있다는 견해를 조금씩 내비치고 있습니다. 그리고 최근 《네이처 Nature》나 《사이언스 Science》와 같은 과학 학술지에 유체이탈경험(out-of-body experiences)이나 임사체험(near-death experiences)과 같은 신비적 논제들에 대한 논문들이 채택되어 실리고 세계 과학계에서 본격 논의되고 있다는 사실은, 제가 판단하기에, 마음-몸 이원론이 비로소 과학적으로 논파당하기에 이른 것이 아니라 ― 사실, 그 논문들은 현재로선 마음-몸 이원론을 간접적으로 부정하는 노선에 있다고 볼 수 있지만 ―, 오히려 역으로 마음-몸 이원론을 과학적으로 증명하기 위해 미래 (뇌)과학이 나아갈 머나먼 도정이 이제 막 열리고 있다는 점을 보여주는 것은 아닌가 하고 생각합니다.

즉 저는 현재로선 일종의 이원론이 궁극적으로 옳은 것으로 판명나리라고 생각합니다. 하지만, 영혼의 존재를 주장하는 이원론이라고 해서 결코 관념적이거나 추상적이지 않고 (미래의) 과학적 사실이나 개념과 전혀 어긋나지는 않을 것이라 봅니다. 반대로 과학과 완전한 조화를 이루리라고 봅니다. (호주의 철학자 데이빗 차머스David J. Chalmers가 이와 비슷한 주장을 합니다.) 이것은 단지 논거 없는 추측에 불과할지도 모릅니다. 그렇지만, 그런 이원론이 옳다는 점은 얼마든지 논증 가능하다고 생각합니다...

hnine 님, 댓글이 늦어 죄송합니다. 그리고 윗글에 관심을 보여주셔서 감사합니다.
 

《사이언티픽 아메리칸 Scientific American》에서 착시에 관한 환상적인 기사를 옮겨온다. 정지된 그림에서 움직임을 느낄 수 있는 착시(visual illusions; kinetic illusions)에 관한 것이다. 여기에 소개된 착시 그림 중에는 일본인 학자와 예술가가 고안한 것이 몇 개 있는데, 신기하고 호기심을 불러일으키는 대상에 대한 일본인들의 유별난 탐구심과 몰입 기질은 정말 알아줘야 한다고 다시 한번 생각하게 된다. 
 
Source: November 18, 2008 in Mind & Brain 
http://www.sciam.com/article.cfm?id=art-as-visual-research 
 
Art as Visual Research: 12 Examples of Kinetic Illusions in Op Art 
Art and neuroscience combine in creating fascinating examples of illusory motion
 
By Susana Martinez-Conde and Stephen L. Macknik 
 
 
Courtesy of Akiyoshi Kitaoka 
 
This is the fifth article in the Mind Matters series on the neuroscience behind visual illusions.
 
Scientists did not invent the vast majority of visual illusions. Rather, they are the work of visual artists, who have used their insights into the workings of the visual system to create visual illusions in their pieces of art. We have previously pointed out in our essays that, long before visual science existed as a formal discipline, artists had devised techniques to “trick” the brain into thinking that a flat canvas was three-dimensional, or that a series of brushstrokes in a still life was in fact a bowl of luscious fruit. Thus the visual arts have sometimes preceded the visual sciences in the discovery of fundamental vision principles, through the application of methodical—although perhaps more intuitive—research techniques. In this sense, art, illusions and visual science have always been implicitly linked.
 
It was only with the birth of the op art (for “optic art”) movement that visual illusions became a recognized art form. The movement arose simultaneously in Europe and the U.S. in the 1960s, and in 1964 Time magazine coined the term “op art.” This style became hugely popular after the Museum of Modern Art in 1965 held an exhibition called “The Responsive Eye.” In it, op artists explored many aspects of visual perception, such as the relations between geometrical shapes, variations on “impossible” figures that could not occur in reality, and illusions concerning brightness, color and shape perception. But “kinetic,” or motion, illusions drew particular interest. In these eye trick, stationary patterns give rise to the powerful but subjective perception of (illusory) motion. 
 
The accompanying slides illustrate several works of art in which objects that are perfectly still appear to move. Moreover, they demonstrate that research in the visual arts can result in important findings about the visual system. Victor Vasarely, the founder of the op art movement, once said, “In basic research, intellectual rigor and sentimental freedom necessarily alternate”. Some of the illusions in this month’s slide show have been created by op artists; some by vision scientists honoring the op art tradition. But all of them make it obvious that in op art, the link between art and illusory perception is an artistic style in and of itself.
 
Slide Shows: Op Art Illusions 
 
Are you a scientist? Have you recently read a peer-reviewed paper that you want to write about? Then contact Mind Matters editor Jonah Lehrer, the science writer behind the blog The Frontal Cortex and the book Proust Was a Neuroscientist.
 
ABOUT THE AUTHORS 
 
 
photo from: http://www.mindscience.org & http://macknik.neuralcorrelate.com 
 
Susana Martinez-Conde is director of the Laboratory of Visual Neuroscience at the Barrow Neurological Institute in Phoenix. She holds a Ph.D. in medicine and surgery from the University of Santiago de Compostela in Spain. Stephen L. Macknik is director of the Laboratory of Behavioral Neurophysiology at the Barrow Neurological Institute and earned a Ph.D. in neurobiology from Harvard University. 
 
Susana Martinez-Conde's Homepage: http://www.neuralcorrelate.com/smc
Stephen L. Macknik's Homepage: http://macknik.neuralcorrelate.com 
 
 
Slideshow
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MacKay Rays
This illusion, created in 1957 by neuroscientist Donald M. MacKay (then at King's College London in England), shows that simple patterns of regular or repetitive stimuli, such as radial lines (called "MacKay rays") can induce the perception of shimmering or illusory motion at right angles to those of the pattern. To see the illusion, look at the center of the circle and notice the peripheral shimmering. 
 
 
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BBC Wallboard
This illusion has its origin as a chance observation. MacKay first observed this effect on the wallboard of a BBC studio: the broadcasting staff had been annoyed by illusory shadows running up and down blank strips between columns of parallel lines. 
 
 
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The image is courtesy of Jorge Otero-Millan  Back  3 of 14   Next
 
The Enigma Illusion
Op artist Isia Leviant unknowingly combined the MacKay Rays and the BBC wallboard illusion in the now classic Enigma illusion.? Several original Leviant paintings illustrating this effect hang in the San Francisco Exploratorium, including its very first version (known as the Traffic Illusion). As you view the Enigma image, notice how the concentric purple rings appear to fill with rapid circular motion, as if millions of tiny and barely visible cars were driving hell-bent-for-leather around a track. But does the illusion originate in the mind or in the eye? The evidence was conflicting until we found, in collaboration with our neuroscientist colleagues Xoana G. Troncoso and Jorge Otero-Millan, at the Barrow Neurological Institute in Phoenix, Arizona, that the illusory motion is driven by microsaccades: small, involuntary eye movements that occur during visual fixation. The precise brain mechanisms leading to the perception of the illusion are still unknown, however. One possibility is that microsaccades produce small shifts in the geometrical position of the peripheral portions of the image. The reversals in contrast that these shifts produce could then create the illusion of motion. Neuroscientist and artist Bevil Conway and his colleagues at Harvard Medical School recently showed that pairs of stimuli of different contrasts can generate motion signals in visual cortex neurons, and proposed that this neural mechanism may underlie the perception of illusory motion in certain static patterns. 
 
 
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Courtesy of Akiyoshi Kitaoka  Back  4 of 14   Next
 
Op Art Is Alive and Well
Vision scientist Akiyoshi Kitaoka at the Ritsumeikan University in Kyoto, Japan, follows on the footsteps of the great op artists of some decades ago. Waterway Spirals is a compelling and powerful version of Leviant's Enigma. Notice the strong illusory motion along the blue spiraling stripe. 
 
 
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© 2002, G. Sarcone, www.archimedes-lab.org  Back  5 of 14   Next
 
Christmas Lights
The Christmas Lights illusion, by visual illusion artist Gianni A. Sarcone, is also based on Leviant's Enigma. Notice the appearance of a flowing motion along the green-yellow stripes. 
 
 
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Enigmatic Eye
Look at the center of the pupil and you will see the surrounding purple rings fill with rapid illusory motion. Neuroscientist and engineer Jorge Otero-Millan's tribute to Leviant features the illusory motion seen in Enigma, and it also reflects the role of eye movements in the perception of the illusion. 
 
 
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Bridget Riley's Motion Illusions
Most of the motion illusions featured in this slide show are potentially triggered by eye movements, both large and small. This pattern, by op artist Bridget Riley, gives the impression of fast spiraling motion as observers move their eyes around the image. 
 
 
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© Nicholas Wade. Reproduced with permission. Back  8 of 14   Next 
 
Bridget Riley's Motion Illusions
In another tribute to Riley, vision scientist Nick Wade of the University of Dundee in Scotland created an example that features both streaming and shimmering motion, and it is reminiscent of various famous Riley artworks.
 
 
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The Ouchi Illusion
This illusion is by op artist Hajime Ouchi. Move your head back and forth as you let your eyes wander around the image and notice how the circle and its background appear to shift independently of one another. Vision scientist Lothar Spillmann at the University of Freiburg in Germany stumbled upon the illusion while browsing Ouchi's book on Japanese Optical and Geometrical Art. Spillmann then introduced the Ouchi illusion to the vision sciences community, where it has enjoyed immense popularity. 
 
 
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The Ouchi Illusion
This illusion is a contemporary variation on the Ouchi pattern, by Kitaoka. 
 
 
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More of Kitaoka's Op Art
Hatpin Urchin, by Kitaoka, dramatically demonstrates the importance of eye movements in the perception of this kinetic illusion. 
 
 
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The image is courtesy of Simone Gori.  Back  12 of 14   Next
 
The Rotating-Tilted-Lines illusion
The Rotating-Tilted-Lines Illusion, by vision scientists Simone Gori and Kai Hamburger, then at the University of Freiburg in Germany, is a novel variation of the Enigma effect and Bridget Riley's Blaze. To best observe the illusion, move your head closer and then farther away from your computer screen. As you approach the image, notice that the radial lines appear to rotate counterclockwise. As you move away from the image, they appear to rotate clockwise. This illusion was featured in the first edition of the Best Visual Illusion of the Year Contest (held August 23, 2005, in A Coruña, Spain;). 
 
 
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The Rotating-Tilted-Lines illusion
Artist Miwa Miwa's variant of the Rotating-Tilted-Lines illusion pays homage to "Vertigo," the classic film by Alfred Hitchcock. 
 
 
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Combination of the Rotating-Tilted-Lines and Enigma 
Gori and Hamburger's combination of the Rotating-Tilted-Lines and the Enigma illusion is both visually arresting and a powerful demonstration of illusory motion from a static pattern. The Enigma illusion, almost three decades after its creation in 1981 by Leviant, continues to inspire visual science as well the visual arts. 
 
Source: 《사이언티픽 아메리칸 Scientific AmericanSciAm.com > Mind Matters > Mind & Brain 
http://www.sciam.com/article.cfm?id=art-as-visual-research 
 
 
지금 2008. 11. 21. 금요일. 새벽에 가랑비 조금 → 맑아짐. 아침 07시 13분. 
 
콸리아 / 퀄리아 / qualia 
 


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아래의 《한겨레 신문》 기사에 나오듯이 미국 매사추세츠 공과대학이 펴내는 《테크날러지 리뷰 Technology Review》 11/12월 호에 매우 환상적인 뇌영상 사진이 올라와 있다. 이 뇌영상 사진을 10월 말쯤에 보고, 블로그에 옮겨놓을까 고심하다가 그냥 지나쳤었다. 그러나 때마침 이 뇌영상과 이에 관한 획기적인 연구 성과를 소개하는 기사가 《한겨레 신문》에 올라왔기에 여기에 옮겨놓지 않을 수가 없다. 더불어 밴 웨딘(Van J. Wedeen) 박사 팀의 해당 논문 초록도 긁어와 여기에 기록해 둔다. 
 

머릿속 ‘내비게이션’ 처음으로 그렸다

하버드 연구팀, 물분자 추적 뇌신경망 구조 밝혀

중심에 '허브' 존재… "고등기능 연구에 큰 기여"
 

오철우 기자 (기자블로그: http://blog.hani.co.kr/wateroo/)
 


▲ 뇌 신경회로 네트워크의 영상 제작 과정 
 

사람 뇌 안에서 무수하게 얽히고설켜 신호를 주고받는 신경세포 다발들이 어떤 연결 구조를 이루고 있는지 보여주는 새로운 영상기법이 등장했다. 자기공명영상(MRI) 등을 이용한 기존의 뇌영상은 어떤 감정을 느끼거나 어떤 행동을 할 때 뇌의 어떤 부위가 얼마나 활성화하는지 보여주지만, 여러 뇌 영역들의 신호들이 어떻게 연결돼 동시 작동하는지 세세히 보여주진 못했다.
 

미국 매사추세츠공대(MIT)가 내는 과학기술 비평전문지 <테크놀로지 리뷰>는 이달치에서 "미국 신경과학자 밴 웨딘 박사(하버드의대) 연구팀이 뇌 속에서 일어나는 물분자의 운동을 추적하는 방식으로 살아 있는 사람 뇌의 신경섬유들이 어떻게 연결돼 있는지 그 구조를 세밀히 보여주는 영상기법(DSI)을 새로 개발했다"며 새로운 뇌영상들을 소개했다. 웨딘 박사 등은 새 기법을 건강한 사람 5명의 뇌를 들여다보는 데 적용해 얻어진 연구 성과를 국제 생물학술지 <플로스(PLoS) 바이올로지> 최근호에 발표했다.
 

연구팀은 요즘 의료와 뇌과학 분야에서 뇌영상을 얻는 데 널리 쓰이는 엠아르아이의 데이터를 바탕으로 삼고, 여기에다 신경세포 안과 밖에서 에너지와 영양을 전달하는 구실을 하는 물분자의 운동을 추적한 데이터를 종합한 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 이런 영상을 얻었다.
 


photo from: www.technologyreview.com/biomedicine/21462/page1 
 
▲▼ 살아 있는 사람 뇌 속에서 신경섬유 가닥들이 얽히고설켜 뇌의 국소영역 1천곳이 어떻게 서로 연결돼 있는지 보여주는 뇌영상. 다른 뇌 기능을 하는 신호들을 구분하고자 다른 색깔들이 쓰였다. 사람마다 활발한 특정 신호의 연결망이 다르기 때문에 뇌영상도 사람마다 다르게 나타난다. 영상 <테크놀러지 리뷰> 
 

photo from: http://www.technologyreview.com/biomedicine/21462/page1 
 

자기공명영상 전문가인 홍관수 박사(한국기초과학지원연구원)는 "물분자는 대개 신경세포 다발을 따라 이동하기 때문에 물분자 운동의 방향과 크기를 추적하면 신경세포들이 어떤 구조로 정렬해 있는지 알 수 있다"며 "이런 구상은 예전부터 있었지만 이번 연구에선 매우 정밀한 연결망 지도를 그려냈다는 점이 놀라운 성과"라고 평가했다. 신경세포는 너무 작아 살아 있는 뇌에선 볼 수 없다. 하지만 물의 흐름을 알면 하천이 어떻게 어디로 흘러가는지 알 수 있듯이, 물분자 운동을 통해 신경망의 구조를 추정할 수 있다는 얘기다. 엠아르아이는 고성능 자기장을 써서 물분자 속의 수소핵에서 나오는 미약한 전기신호를 탐지하는 장치다. 

 

연구팀은 새 뇌영상 기법을 건강한 사람 5명의 뇌를 측정하는 데 직접 응용했다. <플로스 바이올로지>에 낸 논문에서 이들은 살아 있는 사람 뇌에서 작동 중인 신경회로의 네트워크를 그려 보니 대뇌피질의 여러 부위를 연결해 뇌 기능을 통합·조정하는 중심 기능은 뇌 구조에 있는 것으로 보인다는 결론을 제시했다. 여러 신경망이 한데 모이는 '허브'는 중심에 있다는 것이다. 이 학술지는 논문을 소개하는 글에서 "미국 건축가 루이스 설리번이 '형태는 기능을 따른다'는 말을 남겼고, 아리스토텔레스 철학은 '사물의 본질은 사물의 재료로 그 형태를 취한다'고 했듯이, 이번 연구를 통해 뇌 신경망에서도 '기능의 중심'은 '구조의 중심'에 있는 것으로 나타났다"고 전했다.
 

새로운 뇌영상은 네트워크 물리학자의 관심을 끌기도 한다. 자연과 사회의 복잡계 네트워크를 연구하는 정하웅 카이스트 교수(물리학)는 "가장 중요한 기능을 하는 '허브'가 지리적으로도 중심에 놓여 있다는 점은 흥미롭다"며 "최소의 연결비용을 들이면서 잘 연결된 네트워크를 만들기 위해 허브를 한가운데에 두는 구조인 것으로 해석된다"고 말했다. 그는 또 "뇌 신경망은 네트워크 연구자들한테도 중요 관심사"라며 "신경세포의 네트워크가 정확히 그려진 건 현재 예쁜꼬마선충의 뇌 정도이지만, 사람 뇌의 신경망을 분석하려는 노력도 계속되고 있다"고 말했다.
 

고해상도의 뇌 신경망 영상은 알츠하이머 같은 뇌 질환 연구 분야나, 중요한 신경세포 가닥을 피해 가야 하는 정교한 뇌 수술 분야에서, 그리고 뇌 기능이 어떤 부위들의 연합으로 일어나는 네트워크 현상인지 밝히려는 뇌과학 분야에서도 중요하게 활용될 것으로 기대된다. 정재승 카이스트 교수(바이오 및 뇌공학과)는 "우리가 사과를 보며 '사과'라고 인지하는 것은 형상을 지각하는 뇌 부위, 색을 지각하는 뇌 부위, 사과에 관한 옛 기억을 떠올리는 뇌 부위 등이 동시에 연결되기 때문"이라며 "어떤 부위가 어떤 기능을 한다는 식의 지식만으론 뇌의 '고등' 기능을 다 이해할 수 없는데 신경섬유 가닥들을 세세히 보여주는 뇌영상이 있다면 이런 뇌 기능 연구에 크게 이바지할 것"이라고 말했다.
 

오철우 기자 cheolwoo [AT] hani.co.kr

기사등록 : 2008-11-05 오후 07:58:05  기사수정 : 2008-11-05 오후 08:06:40
 

출처 :  《한겨레 신문》 2008. 11. 05. 수.

http://www.hani.co.kr/arti/science/science_general/320130.html#opinion1
 

관련 논문

 

Hagmann, Patric, Leila Cammoun, Xavier Gigandet, Reto Meuli, Christopher J. Honey, Van J. Wedeen, Olaf Sporns (July 2008). Mapping the Structural Core of Human Cerebral Cortex. PLoS Biology 6(7): e159 doi:10.1371/journal.pbio.0060159 

 

Patric Hagmann1,2, Leila Cammoun2, Xavier Gigandet2, Reto Meuli1, Christopher J. Honey3, Van J. Wedeen4, Olaf Sporns3*
 

1 Department of Radiology, University Hospital Center and University of Lausanne (CHUV), Lausanne, Switzerland, 2 Signal Processing Laboratory (LTS5), Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Lausanne, Switzerland, 3 Department of Psychological and Brain Sciences, Indiana University, Bloomington, Indiana, United States of America, 4 Martinos Center for Biomedical Imaging, Department of Radiology, Massachusetts General Hospital and Harvard Medical School, Boston, Massachusetts, United States of America

* To whom correspondence should be addressed. E-mail: osporns [AT] indiana.edu
 

Abstract: Structurally segregated and functionally specialized regions of the human cerebral cortex are interconnected by a dense network of cortico-cortical axonal pathways. By using diffusion spectrum imaging, we noninvasively mapped these pathways within and across cortical hemispheres in individual human participants. An analysis of the resulting large-scale structural brain networks reveals a structural core within posterior medial and parietal cerebral cortex, as well as several distinct temporal and frontal modules. Brain regions within the structural core share high degree, strength, and betweenness centrality, and they constitute connector hubs that link all major structural modules. The structural core contains brain regions that form the posterior components of the human default network. Looking both within and outside of core regions, we observed a substantial correspondence between structural connectivity and resting-state functional connectivity measured in the same participants. The spatial and topological centrality of the core within cortex suggests an important role in functional integration.
 

http://biology.plosjournals.org/perlserv/?request=get-document&doi=10.1371/journal.pbio.0060159#journal-pbio-0060159-sg002 
 

Hagmann, Patric, Maciej Kurant, Xavier Gigandet, Patrick Thiran, Van J. Wedeen, Reto Meuli, Jean-Philippe Thiran (July 2007). Mapping Human Whole-Brain Structural Networks with Diffusion MRI. PLoS ONE 2(7): e597. doi:10.1371/journal.pone.0000597

 

Patric Hagmann1,2*, Maciej Kurant3, Xavier Gigandet2, Patrick Thiran3, Van J. Wedeen4, Reto Meuli1#, Jean-Philippe Thiran2#
 

1 Department of Radiology, Centre Hospitalier Universitaire Vaudois (CHUV) and University of Lausanne, Lausanne, Switzerland, 2 Signal Processing Institute, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Lausanne, Switzerland, 3 Laboratory for Computer Communications and Applications, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Lausanne, Switzerland, 4 MGH Martinos Center for Biomedical Imaging, Harvard Medical School, Charlestown, Massachusetts, United States of America

* To whom correspondence should be addressed. E-mail: patric.hagmann [AT] epfl.ch

# These authors contributed equally to this work.
 

Abstract: Understanding the large-scale structural network formed by neurons is a major challenge in system neuroscience. A detailed connectivity map covering the entire brain would therefore be of great value. Based on diffusion MRI, we propose an efficient methodology to generate large, comprehensive and individual white matter connectional datasets of the living or dead, human or animal brain. This non-invasive tool enables us to study the basic and potentially complex network properties of the entire brain. For two human subjects we find that their individual brain networks have an exponential node degree distribution and that their global organization is in the form of a small world.
 

http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0000597 
 
 

지금 2008. 11. 06. 목요일. 흐린 듯. 새벽밤 02시 10분. 그저께는 미국의 제44대 대통령 선거일이었다. 어제 개표 결과, 민주당의 버락 오바마(Barack Hussein Obama, 47) 후보가 공화당의 존 맥케인(John McCain, 72) 후보를 압도적인 표차로 이기고 새 대통령에 당선되었다. 새로운 역사가 열린 것이다. 미국 최초의 흑인 대통령이 탄생한 것이다. 이제 세계는 변화의 시대를 맞이하였다. 우리 한국에도 새로운 변화의 바람이 불기를 기원해본다. "FOR THE CHANGE WE NEED"
 

콸리아 / 퀄리아 / qualia 


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