겨울뉴런

■ 따라하는 역할을 하는 신경 세포, 거울 뉴런

하품은 왜 주변 사람에게 전염되는 것일까요? 오래 사귄 연인들은 왜 서로의 행동을 따라 하는 것일까요? 그것은 바로 ‘거울 뉴런(Mirror neuron)’ 때문입니다. 뉴런(neuron)은 신경계를 구성하는 기본 단위로, 신체의 한 부분에서 다른 부위로 신경 신호를 전달합니다. 각각의 뉴런은 수천, 수만 개의 다른 뉴런들과 접촉할 수 있습니다. 이 접촉 부위를 ‘시냅스’라고 부르며, 뉴런이 다른 뉴런과 소통하는 수단입니다.

 

거울 뉴런(Mirror neuron)이란 무엇일까요? 거울 뉴런은 이름처럼 다른 사람의 행동을 거울처럼 반영한다고 해서 붙여졌습니다. 특히 특정 움직임을 행할 때나 다른 개체의 특정 움직임을 관찰할 때 활동하는 신경세포입니다. 옆 사람이 하품하면 내가 따라 하게 되는 것이나, 영화를 볼 때 주인공이 울거나 슬퍼하면 나도 슬퍼하는 공감 능력, 부부가 서로 닮아가게 되는 모든 현상이 이러한 거울 뉴런이 반응하는 현상입니다. 

 

또, 거울 신경 세포는 어떠한 행동이 특정한 물체를 향해 목적을 가지고 움직일 때, 그 둘의 상호 작용에 대해서만 활성화된다고 합니다. 아무 행동에 대해서 무조건 반응하는 것이 아니라, 어느 정도 따라할 수 있는 행동에 대해서만 반응하는 경향이 있습니다. 예를 들어 원숭이의 거울 뉴런은 사람의 행동에는 반응했지만, 사람이 도구를 사용해서 하는 행동에는 반응하지 않았다고 합니다. 

 

▲짧은꼬리원숭이가 사람의 표정을 흉내 내는 모습(출처: 에듀넷)

 

거울 뉴런은 어떻게 발견하게 되었을까요? 1996년 이탈리아 파르마대 생리학연구소의 자코모 리촐라티 교수의 연구팀은 원숭이가 손으로 물체를 잡거나 세심하게 다룰 때 그런 행동을 조절하는 신경을 연구하기 위해서 짧은꼬리원숭이 뇌에 전극을 설치했습니다. 실험을 진행하면서, 그들은 원숭이가 음식을 집기 위해 손을 뻗을 때 뇌에서 활성화되는 뉴런을 기록해 두었습니다. 그런데 원숭이가 사람이 음식조각을 집어올리는 것을 보았을 때, 원숭이가 음식을 집을 때 활성화되었던 뉴런 일부가 똑같이 활성화되는 것을 발견했습니다. 이를 통해 뇌의 신경 세포 중 ‘보는 것’과 ‘하는 것’을 똑같이 받아들이게 하는, ‘타인의 행동을 비춰 주는’ 거울 뉴런이 있다고 생각하게 되었습니다. 더 나아가 연구원들은 실험을 통해 원숭이 대뇌의 일부 신경 세포가 '거울'과 같은 특성을 지니고 있어 손으로 어떤 행위를 하거나 다른 대상의 행동을 관찰할 때 반응을 보인다는 사실을 확인하였습니다.

 

 

■ 인간의 거울 뉴런

현재까지 진행된 연구들은 거울 뉴런이 단순한 행동의 모방뿐만 아니라, 인간에게 있어서는 감정의 공감과 타인의 마음을 읽는 능력에도 관여한다고 예측하고 있습니다. 한 연구에서 유리잔을 들어 냄새를 맡으며 역겨워하는 장면을 실험 참가자들에게 보여 주자, 이 사람들은 실제로 냄새를 맡은 것이 아님에도 구토 반응을 보였고, 뇌를 fMRI(기능성 자기공명영상)로 촬영한 결과 대뇌의 같은 부분이 활성화되었습니다. 그리고 뇌졸중으로 이 부분이 손상된 사람은 역겨워하는 장면을 보아도 아무런 반응이 없었습니다. 

 

이 거울 뉴런이 영장류를 넘어서 조류에게서까지 발견됨에 따라 척추동물의 공통적인 부분이라는 견해도 있지만, 그 기능적 측면과 뇌 안에서의 위치적 정보를 함께 생각해볼 때 인간이 인간으로서 발전하고 기능하기 위하여 쌓아온 진화적 결과물일 것이라는 가설이 있습니다. 즉, 진화적인 관점에서 볼 때 초기 인간이 시간이 흘러 도구를 사용하고, 감정을 공유하는 등의 고등 문화를 가능하게 함에 있어서 거울 뉴런이 중요한 역할을 했다고 보는 것입니다.

 

 

■ 거울 뉴런 연구의 한계

하지만 아직 거울 뉴런이 인간에게 존재하고, 인간의 공감 능력에 필수적인 역할을 하는지 확실한 증거는 밝혀지지 않았습니다. 지난 연구들은 대부분 원숭이에게 행해진 연구로서, 뇌세포 하나하나를 관찰하는 실험은 매우 큰 위험이 있기 때문에 인간을 대상으로 하기는 쉽지 않았기 때문입니다. 인간의 거울 신경 세포가 원숭이와 같은 부위에 있을지 모른다는 것을 뇌의 fMRI 촬영으로 밝힌 연구는 다수가 있습니다.

 

하지만 이러한 연구들은 타인의 행동을 관찰할 때 활성화되는 부위를 발견했을 뿐, 이 부위가 실제로 자신이 같은 행동을 할 때 활성화되는 부위인지 확실히 밝히지 못했습니다. 거울 뉴런의 발견이 매우 흥미롭고 놀라우며, 과학적·사회적으로 중요한 것임은 틀림없습니다. 하지만 아직 인간의 거울 뉴런 연구는 걸음마 단계라는 사실을 기억해야 하겠습니다. 뇌와 뉴런의 세계에는 아직 우리가 알 수 없는 무궁무진한 비밀이 숨어 있고, 앞으로 더 많은 연구와 노력으로 하나씩 그 베일을 벗게 될 것입니다. 

 

 

[자료출처: 에듀넷]

출처: https://if-blog.tistory.com/5303 [교육부 공식 블로그]