남의 행동 따라하는 '거울뉴런'

네 안에 내가 있다 [이인식의 '멋진 과학'] 남의 행동 따라하는 '거울뉴런' 1996년 원숭이 연구 도중 발견 언어·도구 사용하는 데 핵심작용 마음의 수수께끼 밝혀질 수도     이인식 과학문화연구소장

신생아실의 아기들이 부모의 얼굴 표정을 흉내 내는 모습을 종종 볼 수 있다. 출생 직후에 모방이 가능한 것은 우리가 다른 사람의 행동을 지켜볼 때 마치 자신이 그 행동을 하는 것처럼 활성화되는 신경세포(뉴런) 집단이 뇌 안에 존재하기 때문이다.

이 뉴런은 남의 행동을 보기만 해도 관찰자가 직접 그 행동을 할 때와 똑같은 반응을 나타내므로, 남의 행동을 그대로 비추는 거울 같다는 의미에서 거울뉴런(mirror neuron)이라 명명되었다.

거울뉴런은 우연히 발견되었다. 이탈리아 파르마대의 신경과학자인 지아코모 리조라티는 짧은꼬리원숭이의 전운동 피질(premotor cortex)에 전극을 꽂고 운동과 관련된 뇌 기능을 연구하고 있었다. 원숭이가 어떤 행동을 할 때 활성화된 뉴런 집단이 다른 원숭이가 그 행동을 하는 것을 지켜볼 때에도 똑같이 반응하는 현상이 관찰되었다. 리조라티는 1996년 '브레인'(Brain) 4월호에 거울뉴런 발견을 보고하는 논문을 발표하였다.

• 

거울뉴런의 존재는 우리가 관찰한 타인의 행동은 무엇이든지 마음속에서 그대로 본뜰 수 있다는 것을 의미한다. 거울뉴런 덕분에 우리는 웃고, 춤추고, 운동하는 방법을 배울 수 있는 것이다. 거울뉴런을 이해하면 왜 다른 사람이 하품하는 모습을 보면 전염이 되어 입을 벌리게 되고, 왜 영화를 보다가 주인공이 눈물을 흘리면 감정이입(empathy)이 되어 따라서 울게 되는지 알 수 있다. 사람은 거울뉴런을 이용하여 남의 행동을 모방할 뿐만 아니라 그 의미를 깨달을 수 있다. 따라서 남을 배려하는 마음이 모자란 사람이나, 사람 만나기를 싫어하여 자기만의 세계에 틀어박히려는 자폐증 환자들은 거울뉴런에 문제가 있을지 모른다는 의견이 제시되었다.

캘리포니아대의 신경과학자인 빌라야누르 라마찬드란은 2006년 '사이언티픽 아메리칸' 11월호에 기고한 글에서 "자폐증 환자는 전운동 피질 등 뇌의 여러 부위에 분포된 거울뉴런의 활동 저하로 말미암아 타인의 의도를 이해하지 못하고 감정이입 능력이 부족하여 사회적으로 고립된다"고 주장했다. 바꾸어 말하면 거울뉴런의 기능을 회복시키는 방법으로 자폐증 치료가 가능하다는 것이다.

사람 뇌에서 거울뉴런의 존재는 기능성 자기공명영상(fMRI) 연구에 의해 간접적으로 확인된 상태였으나 2007년 최초로 그 실체가 밝혀졌다. 11월 3일 미국에서 개최된 제37차 신경과학회 총회에서 캘리포니아대의 신경과학자인 마르코 야코보니는 처음으로 거울뉴런을 관찰했다고 보고했다. 야코보니는 간질환자의 전두엽에 전극을 삽입하여 거울뉴런 34개를 확인한 것으로 알려졌다.

거울뉴런이 발견된 지 올해로 12년째를 맞이하지만 갈수록 많은 연구 성과가 나올 것으로 전망된다. 2008년 들어 거울뉴런이 목소리에 의한 의사 전달에서도 역할을 한다는 사실을 최초로 밝힌 연구논문이 발표되었다. '네이처' 1월 17일자에 실린 논문에서 미국 듀크대의 리처드 무니는 습지에 사는 참새의 뇌에서 거울뉴런과 유사한 세포를 발견했다고 보고했다. 이 뉴런은 다른 참새가 자신의 노래를 똑같이 부르는 소리를 들을 때 활성화되었다. 이 연구는 인간의 언어 능력에서 거울뉴런의 역할을 규명하는 데 크게 도움이 될 것으로 평가된다.

• 

▲ 이인식 과학문화연구소장

거울뉴런이 뇌 안에서 타인의 의사와 행동을 이해하는 핵심 역할을 하는 것으로 여겨짐에 따라 5만 년 전 인류 문화가 시작된 것은 거울뉴런 덕분이라는 분석도 나왔다. 라마찬드란은 현생 인류의 뇌가 20만 년 동안 현재와 같은 크기임에도 불구하고 거울뉴런이 인류에게 언어와 도구를 사용하는 능력을 제공했기 때문에 문화가 출현할 수 있었다고 분석했다. 그는 1953년 유전자(DNA) 분자구조 발견으로 생물학이 도약한 것처럼 1996년 거울뉴런 발견으로 심리학이 발전할 것을 기대했다. 거울뉴런으로 마음의 수수께끼가 얼마나 밝혀질지 궁금하다.

입력 : 2008.02.16 00:38 / 수정 : 2008.02.16 20:14