음악을 들을 때 뇌가 반응 하는 것

음악을 들을 때 뇌가 반응 하는 것

음악을 들을 때 뇌가 반응 하는 것

우리는 음악을 어떻게 듣는가? 라는 질문에는 음악이 가지는 물리적 속성과 우리의 생리적 반응, 그리고 뇌의 지각과 인지에 관한 모든 내용을 담고 있습니다. 다시 말해 물리학, 생리학, 뇌 과학에 대한 이해가 필요한 과학의 종합세트 영역입니다. 이 과정을 간단하게 요약하면 다음과 같습니다. 소리는 공기 중에 몇 번이나 진동하느냐에 따라 음고를, 어느 정도의 진폭으로 진동하느냐에 따라 음세기를, 그리고 어떤 파장을 갖고 진동하느냐에 따라 음색을 나타냅니다. 물체의 진동은 공기의 진동은 일으키고 이 진동은 귀라는 감각기관의 청신경을 통해 뇌의 청각 담당 기관인 측두엽에 도착하게 되는데요. 이것을 우리는 소리의 지각(perception)이라고 합니다. 전달된 음악은 우리의 기억의 저장고에 있는 자료들과 비교하여 전에 알던 음악이면 인지하고 새로운 것이면 기억의 저장고 한 부분에 저장합니다. 이때 경험하는 음악의 내용에 대하여 정서적, 생리적으로 반응을 합니다. 그럼 물리적 속성의 소리부터 알아보겠습니다.

소리

우리가 세상을 지각할 때 우리의 감각을 이용해서 보고, 듣고, 느끼는 모든 것은 에너지의 진동이라는 단순한 한 가지의 원리에 불과합니다. 모든 에너지는 주기성을 갖고 진동하는데 공기 중에서 초당 얼마나 많이 움직이는지, 다시 말해 진동수의 빈도에 따라 우리의 경험은 달라집니다. 자외선(Ultraviolet Light)은 약 750-790 테라 헤르츠의 진동수를 가지고 있습니다. 여기서 테라는 10의 12제곱을 뜻하는 수치입니다. 가시광선을 벗어난 영역에 해당되는 자외선은 우리의 시각을 통해서는 인지하지 못하는 빠르기를 가졌습니다. 자외선보다 좀 더 낮은 진동수 약 400-750 테라 헤르츠를 가진 가시광선은 우리의 시각으로 인지 가능하며, 흔히 무지개로 알려진 빨강, 주황, 노랑, 초록, 파랑, 남색, 보라 색깔 빛의 파장이라고 할 수 있습니다. 다음은 원적외선(Infrared)이라고 하는 1-400 테라 헤르츠의 진동수를 가진 파장인데요. 이 파장은 지구가 태양으로부터 얻는 열에너지의 주요 원천이기도 합니다.

파장

다음으로는 전자렌지의 전자기파와 같은 약 100 billion에서 3 테라 헤르츠 사이 진동수를 가진 파장이 있습니다. 이제 테라에서 좀 더 낮은 수치에 해당되는 메가로 넘어오면 우리가 흔히 FM 라디오에서 들을 수 있는 메가헤르츠라는 익숙한 단어를 만날 수 있습니다. 여기서 메가(Mega)는 백만을 의미하는 단위로 일반적으로 라디오 전파는 약 80-112 메가헤르츠 진동수를 가진 전파를 내보냅니다. 이러한 방식으로 세상을 해석하면 우리를 둘러싼 세상 그리고 우리가 지각하는 모든 감각이 진동하는 에너지로 이루어졌다는 것을 알 수 있습니다. 그렇다면 우리가 소리라고 지각하는 세계는 어떨까요? 일반적으로 인간의 가청 영역은 20-20,000 헤르츠입니다. 예를 들어 440 헤르츠의 음고는 1초에 440번 파장을 그리며 진동한다는 것을 의미합니다. 피아노는 25.7-4,186 헤르츠의 음역을 가지고 있습니다. 이렇듯 우리가 청각적 영역으로만 지각하는 소리는 진동 에너지의 한 부분인 것입니다. 헤르츠(Hertz)는 초당 진동의 빈도(Frequency of Vibration)수를 표기하는 단위로 독일의 물리학자 하인리히 헤르츠(Heinrich Hertz)의 발견으로 그의 이름을 따서 표기한 것입니다.

뇌의 반응

우리의 가청영역에서 진동하는 소리는 이제 귀라는 청각 기관을 거쳐 뇌에 도착해야 지각하게 되는데 이때 필요한 것이 바로 주의집중입니다. 우리 뇌는 주변의 환경을 모두 지각하지는 않습니다. 우리의 감각기관을 통해 들어오는 정보는 망상활성체계(Recticular activating system)에서 필요한 정보, 다시 말해 우리가 주의를 집중하는 정보만을 뇌의 해당 영역에 전달합니다. 또한 우리 감각기관은 물적 세계를 접하는 데 한계점이 있기에 우리의 한계점을 넘는 정보는 우리의 뇌에 전달되지 않습니다. 그리고 노화와 함께 감각기관의 기능이 쇠퇴하면서 그 한계점이 점점 좁아지죠. 예를 들어 젊은 청년들은 2만 헤르츠의 소리를 들을 수 있지만 노인은 들을 수 없는 경우가 많습니다. 노화와 함께 가청 영역이 2만에서 약 15000 정도로 줄어들었기 때문이죠. 똑같은 소리가 존재해도 누구는 듣을 수 있고 누구는 들을 수 없는 현상이 생기게 되는 거죠. 이렇게 우리 감각기관의 한계와 뇌에서 필요한 정보만 보내는 정보처리 필터링으로 인해 우리는 다행히도 실제 물적 세계에 존재하는 것보다 훨씬 적은 정보를 지각합니다. 예를 들어 볼까요. 여러분이 진동수 100-3000 Hz. 범위의 음의 연속으로 이루어진 소리를 듣는다고 칩시다. 청각기관의 청신경들은 뇌간에 소리 정보를 전달합니다. 여러분의 주의집중을 받을 경우 측두엽의 청각피질로 전달됩니다. 이때 대뇌피질 저 안쪽에 있는 감정의 뇌라고도 불리는 변연계에서 소리에 정서적 반응을 보입니다. 사실 모든 소리에 정서적 반응을 보이는 건 아니고요. 공포, 사랑과 같이 강력한 정서를 불러일으키는 소리 또는 음악에 대하여 정서적 반응을 합니다. 정서적 반응은 우리 몸의 생리적 반응으로 나타납니다. 세르토닌이나 도파민같은 호르몬이 분비되기도 하고 뇌의 해당하는 정서부위가 활성화되면서 신체적 변화를 가져오기도 합니다. 측두엽의 청각 피질은 소리를 지각합니다. 이후 전두엽에서는 새로 들어온 정보를 기존에 저장된 여러분의 음악 정보 파일과 비교하면서 음악에 대한 호불호가 나타납니다.