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성별과 공감 경향에 따른 편도체의 구조적 특성 규명 : Investigation of Amygdalar Structural Characteristics According to Gender and Empathizing Tendency

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Authors
조한별
Advisor
최석우
Major
자연과학대학 협동과정뇌과학전공
Issue Date
2014-08
Publisher
서울대학교 대학원
Keywords
공감편도체뇌 자기공명영상표면 기반 형태 분석성별 차이
Description
학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 협동과정뇌과학전공, 2014. 8. 최석우.
Abstract
서론: 공감(empathy)은 타인의 감정, 생각을 이해하는 능력이며 일상적인 사회생활 유지에 필수적이다. 공감 경향의 정도는 남성과 여성 간의 차이가 있으며 이는 뇌 내 신경학적 수준의 성별 차이에서 기인하는 것으로 제시되어 왔다. 뇌 내 편도체의 경우 공감과 관련한 주요한 역할을 수행하는 것으로 연구되어 왔으나 공감 경향과 편도체의 세부핵 수준에서의 구조적 관계를 밝히고자 하는 연구는 없었다. 이에 편도체 표면 기반 형태 분석을 이용하여 뇌 내 생물학적 성별 차이를 고려한 편도체의 세부핵 내의 구조적 특성과 공감 경향 간의 관계를 연구하였다.

방법: 만 20-60세의 정상 성인 97명(남성 50명, 여성 47명)을 대상으로 인구학적, 임상적 정보를 얻고 고해상도의 뇌 자기공명영상 자료를 획득하였다. 획득한 뇌 자기공명영상 자료 중 T1 강조영상(T1-weighted image)에서 편도체를 자동 구획하고 편도체 표면 기반 형태 분석 방법론을 이용하여 평균 3차원 편도체 모형 기준의 피험자 개별의 편도체를 조정 후 편도체의 반경을 구하고 형태 분석을 수행하였다. 편도체 세부핵은 확률맵으로 구획하여 세부핵 별 구조적 비율을 계산하였다. 연구 대상자에게 공감지수 척도와 체계화지수 척도의 한국어 번안 질문지를 제공하여 검사를 수행하였고 체계화지수 변환값에서 공감지수 변환값을 뺀 D 점수를 계산하여, 편도체 형태와의 관계를 분석하였다. 해당 분석은 남성 군, 여성 군으로 성별을 나누어 수행하였다.
결과: 여성 군 내에서 D 점수와 우측 편도체 내 측기저핵 영역의 클러스터에서 유의미한 부적 상관관계가 나타났다(corrected P < 0.05, cluster size = 28). 남성 군 내에서는 D 점수와 양측 편도체 내의 유의미한 상관관계를 갖는 클러스터 영역은 나타나지 않았다. 우측 편도체 측기저핵 영역 일부에서 연구 대상자 전체의 성별과 D 점수 간의 유의미한 부적 상호작용이 있는 것으로 나타났다(corrected P < 0.05, cluster size = 46).

결론: 여성 군 내의 우측 편도체 측기저핵 영역의 클러스터 반경과 공감 경향이 정적 상관관계를 보였고 남성 군 내에서는 유의미한 결과가 없었다. 또한 해당 부위는 성별과 공감 경향 정도 간의 상호작용이 있었다. 성 공감 경향과 연계된 편도체 측기저핵의 구조적 특성은 성 호르몬 등의 성 특이성의 영향을 받음을 시사한다. 편도체 표면 기반 형태 분석을 통한 본 연구 결과는 공감 경향 관련 편도체 세부핵 단위의 분석이 구조적, 기능적 연구에서의 활용이 의미가 있음을 시사하며, 성별 차이를 고려한 뇌 자기공명영상 연구의 필요를 강조하였다.
Introduction: Empathy is defined as the ability to understand another persons emotions and thoughts, and it is essential in maintaining ordinary social life. Men and women differ in the extent of the empathizing tendency, which has been suggested to be due to sex differences in the brain at a neurological level. Although there have been many studies indicating the crucial role of the amygdala in empathy, no studies have been conducted thus far on the structural relationship between the subregions of the amygdala and the empathizing tendency. Thus, the present study examined the structural properties of the amygdalar subregions and their relationship with the empathizing tendency, by using amygdalar surface-based shape analysis in consideration of sex differences.

Methods: Demographic and clinical information as well as high-resolution brain magnetic resonance (MR) images were collected from 97 healthy adults (50 men, 47 women) aged between 20 and 60 years. Using the obtained T1-weighted MR images, the amygdala was automatically segmented. Amygdalar surface-based shape analysis was performed to adjust each participant's amygdala based on the average three-dimensional amygdala model. Subsequently, the radii of each participant's amygdala were measured. The amygdalar subregions were segmented by the probabilistic map and the ratio of each amygdalar nuclear compartment was calculated. The association between the radii of the amygdala and the D scores, which were obtained by subtracting the conversion values of the Empathy Quotient (EQ) scores from those of the Systemizing Quotient (SQ) scores, was assessed to analyze the relationship between the shape of the amygdala and the D scores. The analyses for men and women were performed separately.

Results: In women, a significant negative correlation was found between the D scores and the cluster located at the basolateral subregion of the amygdala (corrected P < 0.05, cluster size = 28). However, in men, no such correlation was observed between the D scores and the clusters in the amygdala. Moreover, there were significant negative interactions between sex and D scores in some of the basolateral subregion of the right amygdala (corrected P < 0.05, cluster size = 46).

Conclusion: There was a positive correlation in women between the radius of the cluster at the basolateral subregion of the right amygdala and the empathizing tendency, whereas no such correlation was found in men. Also, significant interactions of sex and the empathizing tendency were observed in the identified region. The structural properties of the amygdalar basolateral subregion associated with the sex-related empathizing tendency may be the result of sex-specific factors such as sex hormones. The present results from the amygdalar surface-based shape analysis suggests that the analysis of the amygdala at a subregional level in relation to the empathizing tendency may be useful in structural and functional brain research, and that there is a need for future brain imaging studies on the sex-specific differences of the brain.
Language
Korean
URI
https://hdl.handle.net/10371/125402
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College of Natural Sciences (자연과학대학)Program in Brain Science (협동과정-뇌과학전공)Theses (Ph.D. / Sc.D._협동과정-뇌과학전공)
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