REVIEW ARTICLE J Korean Acad Child Adolesc Psychiatry 2013;24:109-123 http://dx.doi.org/10.5765/jkacap.2013.24.3.109 깨진거울인가깨지지않은거울인가? ; 자폐스펙트럼장애의거울뉴런문제에관한고찰 충북대학교 의과대학 정신과학교실 충북대학교 심리학과 Broken Mirror or Unbroken Mirror? ; An Investigation for Mirror Neuron Dysfunction of the Autism Spectrum Disorder Jung-Woo Son, M.D., Ph.D. 1) and Hei-Rhee Ghim, Ph.D. 2) 1) Department of Psychiatry, Chungbuk National University Hospital, Cheongju, Korea 2) Department of Psychology, Chungbuk National University, Cheongju, Korea The discovery of the mirror neuron system (MNS) is one of the most important neuroscientific achievements in the 20th century. Some researchers had reported that MNS dysfunction was discovered in autism spectrum disorders (ASD). Finally, the broken mirror theory of ASD was announced in the mid 2000 s. According to this theory, ASD cannot simulate the mind and behavior of others due to MNS dysfunction; therefore, they cannot imitate the behaviors and empathized with the mind of others. However, ASD does not always show imitation problems. The researchers who have criticized the broken mirror theory proposed the social top-down response modulation (STORM) theory. On STORM theory, the medial prefrontal cortex or temporoparietal junction, brain areas related with mentalising, might modulate MNS according to social context. We compared the strengths and weaknesses of each theory. KEY WORDS:Mirror NeuronㆍAutism Spectrum DisorderㆍBroken Mirror TheoryㆍSocial Top-Down Response Modulation. 서 자폐 스펙트럼 장애 의 모 방과 공감 능력에 대한 연구 방법은 매우 다양한데 심리 행 동적 연구방법뿐만 아니라 유전학적 뇌영상학적 신경생리 학적 연구 등 모든 생물학적 연구의 최신 방법론이 적용되고 있다 특히 년대 초반에 발견된 영장류 뇌의 거울 뉴런계 가 인간에서도 모방 행 동 공감 능력 등과 밀접하게 관련되어 있다는 사실이 확인되 면서 모방 및 공감의 부재가 핵심 문제인 의 거울 뉴런 론 계 문제 여부도 관련 학계의 주목을 받고 있다 접수완료 :2013 년 8 월 25 일 / 수정완료 :2013 년 8 월 25 일심사완료 :2013 년 9 월 8 일 Address for correspondence:jung-woo Son, M.D., Ph.D., Department of Psychiatry, Chungbuk National University Hospital, 776 1Sunhwan-ro, Heungdeok-gu, Cheongju 361-711, Korea Tel : +82.43-269-6187, Fax : +82.43-267-7951 E-mail : mammosss@hanmail.net 국내에서도 거울 뉴런계와 관련된 여러 논문들이 발표되었으며 특히 신경재활의학 분야에서는 거울 뉴런계에 대한 이론을 재활 치료에 실질적으로 적용하려는 시도를 지속하고 있다 또한 와 거울 뉴런계의 관련성에 대해서는 의 사회성에 관한 과 의 종설에서 다루어진 바 있다 의 행동 문제 중재 및 사회성 증진을 위한 프로그램도 여러 기관을 중심으로 진행되고 있는 만큼 거울 뉴런계 문제에 보다 집중하게 되는 맞춤형 프로그램이 곧 출현될 것으로 예상된다 그러나 과연 거울 뉴런계 문제가 의 모방과 공감 능력 부재 혹은 약화를 일으키는 핵심 문제인가 의 거울 뉴런계 문제에 대한 비유적 표현으로 널리 통용되고 있는 깨진 거울 뉴런 이란 어구는 적합한 표현인가 해외 학계를 중심으로 진행되고 있는 최근의 논쟁을 보게 되면 거울 뉴런계 문제가 의 핵심 문제라는 주장에 대해 보다 신중한 태도로 접근할 필요가 있다 이에 본 원고에서는 우선 거울 뉴런계에 대한 주요 내용을 개괄하고 의 거울 뉴런계 문제에 대한 두 가지 대립되는 관점의 연 - 109 -
자폐스펙트럼장애의거울뉴런 구 성과들을 정리해보고자 한다 거울뉴런계에대한개괄 년대 초반에 걸쳐 이탈리아 대학의 - - 는 짧은꼬리원숭이 뇌의 영역의 자발적 운동 명령 조절 기능에 대해 연구하고 있었다 영역은 인간의 전운동피질 에 해당된다 연구진들의 실험 목적은 원숭이가 자발적 운동을 실시할 때 영역의 신경적 활성화가 어떻게 일어나는지를 알아보는 것이었다 그러나 우연히 다음의 사실을 발견하게 되었다 영역에 전극이 꽂혀 있던 실험 대상 원숭이의 건너편 우리에 있던 다른 원숭이가 우리 창살 밖에 있는 땅콩으로 팔을 뻗쳐 집으려 할 때 이를 바라보던 실험 대상 원숭이의 영역에서 전기적 활성이 급격히 증가되었던 것이다 심지어는 연구자가 땅콩을 집어드는 것으로도 원숭이의 영역은 발화하였다고 한다 한 개체가 어떤 행동을 하는 대신 타 개체의 행동을 보기만 하여도 운동과 관련되는 부위에서 뉴런 발화가 나타났다는 것은 지각 과 행위 가 뇌 안에서 뚜렷이 분리되어 있지 않다는 것을 의미하는 것으로 실로 획기적인 발견이었다 여러 후속 연구에서는 원숭이의 영역뿐만 아니라 두정하부 영역인 영역과 상측두구 의 피질 역시 타 개체의 행동을 관찰할 때 활성화되었다 타 개체의 행동이 마치 거울에 비치듯이 이 영역들에 반영될 수 있다 하여 연구진은 이러한 특성을 띤 뉴런들을 거울 뉴런이라고 명명하였다 한편 인간에서는 전기 전극을 직접 뇌에 삽입할 수 없기 때문에 거울뉴런 신경세포 반응을 직접 확인할 수 있는 방법은 없었으나 그럼에도 불구하고 기능적 뇌자기공명영상 - 기법을 이용한 등의 노력으로 인간에서도 원숭이의 거울 뉴런계에 해당되는 뇌 영역이 존재함을 간접적으로 확인하게 되었다 원숭이의 영역은 인간에서의 하전두회 - 영역이며 특히 좌뇌의 이 영역은 언어 발화를 관장하는 브로카 영역에 해당된다 또한 원숭이의 영역은 인간에서의 하측 두정소엽 에 해당되며 역시 인간의 후측 상측두구 - 에 해당된다 다만 후측 상측두구는 복합적 시각자극을 처리하는 상위 시각계 특성을 지니고 있는 것은 분명하지만 운동 자체를 반영하는 거울 특성을 갖고 있지 않아 엄격히 분류한다면 거울 뉴런계에 포함되지 않는다 따라서 좁은 의미의 거울 뉴런계는 결국 하전두회 와 하측 두정소엽으로 구성되는 전두 두정 거울 뉴런계라고 할 수 있으며 넓은 의미의 거울 뉴런계에는 여기에 후측 상측 두구 하전두회에 인접한 운동 피질 영역 등이 포함된다 다른 개체의 움직임에 대한 복합적인 시각 자 극 정보가 초기 시각 처리 시스템을 거쳐 후측 상측두구에 도 달하면 이 정보들은 하측 두정소엽으로 보내져 그 움직임의 운동적 특성이 추출되고 최종적으로 하전두회에 전달된다 그렇다면 거울 뉴런계는 정확히 어떤 기능을 담당하는가 우선 한 가지 운동을 하고 있는 개체를 머릿속에 떠올려보자 이 운동은 운동의 목표 무엇 에 해당됨 운동을 하고자 하는 의도 왜 에 해당됨 운동을 실행하는 방식 어떻게 에 해 당됨 운동 행위 자체 등 상당히 복잡한 일련의 과정으로 이루어진다 에 의하면 원숭이의 경우 타 개체의 움직 임에서 무엇을 에 대해서는 거울 뉴런에서의 정교한 부호화가 일어난다 그러나 무엇을 에 대한 관찰이 상당히 어려운 경우 예 어떤 물건을 가지고 직접적인 행위를 행하는 대신 물건 없이 판토마임 같은 행위를 취할 때 에는 원숭이의 거울 뉴 런 활성화는 나타나지 않는다 이는 원숭이의 거울 뉴런이 운 동의 실행 방식 즉 어떻게 를 반영하지 못하기 때문이다 한 편 운동의 의도 즉 왜 에 대해서는 생존에 필수적인 행위일 때 관심을 보인다고 한다 그렇지만 인간의 거울 뉴런계는 타 개체의 목표 의도 실행 방식 모두를 쉽게 부호화할 수 있다 는 것이다 이 때문에 결국 모방적 학습이 가능하게 되며 또한 지식과 기술이 축적될 수 있다 이런 면에서 인간은 진정 한 모방 능력을 보유하였다고 말할 수 있다 인간의 거울 뉴런계는 모방 기능을 넘어 사회적 행동에서 필수적인 적절한 공감 체험을 가능케 하는 핵심 영역이라는 Parietal MNS STS Frontal MNS Fig. 1. The schematic view of the mirror neuron system. MNS : mirror neuron system, STS : superior temporal sulcus (STS is not always regarded as core mirror neuron system ) - 110 -
손정우 김혜리 것도 밝혀지고 있다 연구팀은 모방 기능의 핵심인 거울 뉴런계와 공감의 핵심 요소인 감정 중추 즉 변연계가 어떻게 동시에 활성화될 수 있는지를 고민하였다 이들은 뇌섬엽 이 인간의 거울 뉴런계와 변연계에 해부학적으로 동시에 연결되어 있음에 착안하였다 가지 기본 정서 두려움 기쁨 분노 슬픔 놀람 혐오 를 표현하고 있는 얼굴 사진을 피험자들에게 제시하면서 사진을 관찰만 하는 경우 일종의 공감 조건 사진의 표정을 잘 따라하게 한 경우 모방 조건 등에 대하여 를 실시하였다 그 결과 공감 조건 및 모방 조건 모두에서 하전두회 뇌섬엽 변연계의 편도 - 의 활성화가 관찰되었다 즉 우리가 어떤 감정을 표현하고 있는 다른 사람을 볼 때는 우리의 거울 뉴런계가 마치 우리 자신이 그 표정을 짓는 것처럼 모사한다 이 신호는 뇌섬엽을 거쳐 변연계로 전달되어 결국 다른 사람이 느끼는 감정을 우리가 느끼게 된다는 것이다 타인의 감정에 공감하기 위해서는 거울 뉴런계에 의한 타인 행동의 모사 과정이 필수적인 것이다 또한 인간의 거울 뉴런계는 자아 시스템의 중요 요소에 해당된다 의 제자인 에 의하면 우뇌의 거울 뉴런계는 다중 체화적 자기 시스템으로 간주되며 반면 내측 전전두엽 - 전대상피질 전설소엽 - 으로 이루어지는 중앙 피질 구조 - 는 나와 타인에 대한 보다 추상적 평가적 측면을 처리하는 시스템이라고 정리하였다 그렇다면 모방 행동 공감 능력에서 일반인과 뚜렷한 차이를 보이는 에서는 과연 거울 뉴런계와 관련하여 어떤 연구들이 진행되었는가 ASD 와 깨진거울이론 1. 깨진거울이론에대한초기연구들 의 거울 뉴런계 문제가 논문을 통하여 처음 제기된 것은 년 등 에 의해서였다 이들은 에서의 거울 뉴런계 문제가 모방 기술 부재의 원인이라고 주장하였다 그러나 논문이 아닌 학술 발표로는 - 의 연구팀이 년 월 세계 신경과학회 총회에서 발표한 예비 연구가 처음이었다 이 연구는 비교적 오랜 기간 동안의 후속 연구를 거쳐 년이 되어서야 비로소 논문으로 발표되었다 이 선구적 연구에서 선택한 방법은 뇌파 - 측정이었다 명의 고기능 환자 와 연령 등을 짝맞춤한 대조군에서 상의 파 억제 현상 이 비교되었다 파는 의 진동수를 가지는 뇌파의 일종으로 주로 감각운동피질에서 측정된다 휴식기에는 감각운동뉴런 간의 동기화가 잘 유지되어 매우 높은 진폭의 파가 나타나지만 어떤 자발적 행동을 실시하게 되면 즉시 전운동피질에서 억제 신호가 발화되어 감각운동뉴런 간의 비동기화가 나타나 파의 진폭이 현저히 감소한다 이를 파 억제 현상이라고 한다 흥미로운 것은 이 현상이 자신의 자발적 행동뿐만 아니라 타인의 행동을 관찰하거나 자신의 자발적 행동을 상상할 때도 나타나기 때문에 연구진은 이 현상이 전운동피질의 거울 뉴런 특성을 반영하는 지표라고 판단하였다 실험 결과 환자들에서는 자발적 행동을 할 때 파 억제 현상이 나타났지만 타인의 행동을 관찰할 때는 이 현상이 나타나지 않았다 즉 거울 뉴런 특성이 나타나지 않았다는 것이다 를 이용한 연구는 년 연구팀에서 처음으로 발표되었다 고기능 아동과 일반 아동들에게 얼굴 정서 사진을 보여주면서 이 사진의 표정을 모방하게 하거나 혹은 관찰만 하게 하면서 로 뇌 스캔을 실시하였다 이때 모방 조건 관찰 조건 모두 아동들에서 하전두회의 일부인 판개부 의 뇌 활성화가 현저히 떨어졌다 이 논문의 강점은 아동에서 - 및 의 총점과 판개부 활성화 정도 간에 뚜렷한 음의 상관관계가 존재함을 보여주어 자폐 상태가 심각할수록 거울 뉴런계 활성화가 떨어짐을 입증하였다는 점이다 등 은 경두개자극 - 을 이용하였다 로 차 운동피질을 자극할 때 손가락에 있는 근육들에서 운동 유발 전위 - 가 나타나게 된다 그런데 특정 손가락의 움직임을 찍은 동영상을 보여주면서 를 실시하면 해당되는 특정 손가락의 가 증가한다 이를 항진 이라고 한다 예를 들어 엄지손가락의 움직임을 보여주면 피험자의 엄지손가락의 항진이 나타나는 반면 다른 손가락은 이 현상이 나타나지 않는다 연구진은 아동 및 대조군들에게 손가락 움직임 동영상을 보게 하면서 를 실시하여 항진 현상에서 두 군 간에 어떤 차이가 있는지를 비교하였다 그 결과 아동에서는 항진률이 대조군에 비해 낮게 나타났으며 심지어는 항진률이 음의 값을 보일 때도 있었다 이 사실도 역시 아동에서의 거울 뉴런 관련 운동 피질의 이상 흥분성에 의한 것으로 해석되었다 서로 다른 방법론을 적용하였지만 상기한 가지 연구 결과가 모두 에서의 거울 뉴런의 문제를 보여주었다는 것에 - 111 -
자폐스펙트럼장애의거울뉴런 이 연구를 일찍 시작해 온 은 상당히 고무되어 공동 연구자인 과 함께 년 - 에 - 이란 제목의 글을 발표하였다 이 글은 매스컴의 지대한 관심을 받게 되었고 이를 통해 깨진 거울 뉴런 이 에서 가장 중요한 문제의 하나로 부상하게 되었다 과 은 이 글에서 하전두회뿐만 아니라 각이랑 의 특성에도 주목하였다 각이랑은 하측 두정소엽의 뒤쪽 부위로 거울 뉴런계에 포함되며 또한 시각 청각 촉각 자극의 주요 연합 영역으로 알려져 있다 은 공감각 연구에서 검사 를 고안한 바 있는데 날카로운 톱니바퀴 모양의 그림 혹은 둥근 곡선으로 이루어진 그림 등을 보여주면서 그 그림이 와 소리 중 어느 것에 더 잘 어울리는지를 선택하는 테스트이다 약 의 사람들이 소리는 둥근 곡선 모양에 어울리고 소리는 날카로운 톱니바퀴 모양에 더 어울린다고 선택하였다 이처럼 지각되는 형태와 소리로부터 어떤 공통적인 추상적 속성을 추출하는 능력에 관계되는 뇌 영역이 각이랑이다 아동에서 검사를 실시하였을 때 적절한 형태와 적절한 소리를 연합시키는 능력이 떨어진 점 각이랑에 손상을 입은 신경과 환자에서 검사를 실시한 결과 이들의 형태 소리 연합 능력이 심각하게 떨어졌다는 점은 아동에서 각이랑의 구조 혹은 기능적 손상을 시사하는 소견이며 거울 뉴런 특성의 손상과도 관계되는 것으로 과 은 주장하였다 이처럼 서로 다른 감각 형태 간의 연합 기능은 은유 능력의 획득에 필수적인데 아이들이 은유적 표현을 이해하기 어려워하는 경우가 상당히 많다는 것 도 생각해볼 문제이다 2. 돌출풍경맵이론 (Salience landscape map theory) 깨진 거울 이론으로 의 모방 공감 문제 등을 설득력있게 설명하던 과 그의 동료들은 한 가지 문제에 직면하게 된다 에서는 끊임없이 반복되는 행동 특정 감각 단서에 대한 혐오 혹은 특정 감각에 대한 과민성 눈맞춤의 회피 등이 쉽게 관찰되는데 전술하였던 깨진 거울 이론만으로 이러한 행동 특성을 모두 설명하기는 어렵다 - 은 이러한 행동들을 자폐증의 핵심 증상이 아닌 차 증상 으로 정의한다 따라서 깨진 거울 이론과 논리적으로 모순되지 않으면서 상기 증상들을 설명할 수 있는 또다른 이론이 필요하게 되었다 과 에 의하면 우리는 세계 속에서 시각 청각 후각 등의 엄청난 양의 감각 정보에 직면해 있다 수많은 감각 정보들이 뇌의 감각 영역으로 입력되면 이 정보들 중 일부는 반드시 편도 로 전달된다 편도는 정서 조절용 변연계이며 감각 처리의 중요 허브 중 하나이다 편도에서는 자신의 과거 혹은 현재의 정서적 기억 지식 등이 참조되면서 입력된 감각들에 대하여 어떤 정서적 반응을 보일 것인지를 결정한 뒤에 자율신경계를 자극한다 자율신경계는 입력된 정보만큼 반응을 한다 이처럼 편도는 매 순간마다 개개인이 직면하는 환경 자극의 정서적 중요도를 파악하고 새롭게 조정하여 일종의 돌출 풍경 맵 을 매 순간 작성한다 에서는 매 순간의 돌출 풍경 맵이 왜곡된다는 것이다 전두엽과 편도 혹은 변연계 전체와 전두엽의 연결 이상으로 편도 기능에 문제가 생기면 일반인에게는 미미하게 느껴질 환경 자극이 자폐증 환자에서는 훨씬 강렬하게 받아들여져 결국 자율신경계 폭풍 이 일어난다고 한다 미세한 변화에 대해서도 그 변화의 정서적 중요성이 매우 과장되어 평가되면서 일반인에게는 그다지 중요하지 않은 자극들 예 기차 출발 스케쥴 전화번호부 기재 내용 등 도 이들에게는 정말 중요한 일상이 되는 것이다 과 은 높은 발열 상태와 정서적 과반응 상태를 자율신경계가 같이 조절하기 때문에 감기 등으로 고열이 나타날 때 의 과민 행동이 줄어들 수 있는 것도 설명 가능하다고 주장하였다 에서 반복 행동 머리 박기 등의 자기 자극 현상이 나타나는 것도 이런 행동을 통해 의 자율신경계 폭풍을 줄일 수 있기 때문이라는 것이다 명의 아동을 대상으로 어떤 상황을 연출하면서 이들의 피부 전도도를 측정하였을 때 아동들은 매우 하찮은 일이나 사건에 피부 전도도가 비정상적으로 증가하였지만 자기 자극을 일으킨 상황에서는 상당수에서 피부 전도도가 유의하게 감소하였다 그렇다면 왜 에서 돌출 풍경 맵 문제가 나타나는 것인가 첫째 후측 상측두구가 원인 영역일 수 있다 앞서 언급한 바와 같이 후측 상측두구는 넓은 의미의 거울 뉴런계에 포함되는 영역이다 시각 경로가 편도로 투사되는 과정에서 후측 상측두구를 거치게 된다 따라서 어떤 원인이든 후측 상측두구의 손상 혹은 기능 이상을 일으키게 하는 것은 돌출 풍경 맵을 왜곡시킬 수 있다 둘째 미세하게 반복되는 측두엽 간질이 뇌의 시각 영역과 편도 간의 연결에 심각한 손상을 미칠 수 있다 의 에서 어릴 때 측두엽 간질의 병력을 보이며 특히 준임상적 측두엽 간질까지 포함한다면 측두엽 간질 문제는 에서 상당히 높은 빈도로 나타날 것으로 이들은 주장하고 있다 - 112 -
손정우 김혜리 Typical child Child with autism Amygdala Visual cortex 1. Sensory information is relayed to amygdala 2. Child exhibits appropriate emotional response 1. Altered connection between visual cortex and amygdala distorts child's response 2. Amygdala triggers autonomous nervous system, raising heart rate Fig. 2. The schematic view of salience landscape theory (by Ramachandran and Oberman 23) ). Left figure is in case of a typical child. Right figure is in case of a child with autism Heart pumping normally 3. Child looks away to redue distress 셋째 의 후각신경구 와 관련된 가설이다 최근 과 은 후각신경구의 퇴행 상태가 발견된 증례를 통해 과거부터 의 주요 병태생리로 거론되어 온 과세로토닌혈증 이 왜 중요한지를 설명하였다 영유아기에 과세로토닌혈증이 지속적으로 유지된다면 후각신경구에 상당량 분포되어 있는 옥시토신 및 바소프레신 수용체가 탈감작된다 이는 후각신경구에 직접 혹은 간접적으로 연결되어 있는 뇌 변연계 구조와 기능에도 변화를 일으켜 최종적으로 자율신경계 폭풍 을 일으킨다 3. 깨진거울이론이갖는의의및최근의경향 과 은 한걸음 더 나아가 자폐 아동의 거울 뉴런계 이상은 결국 시뮬레이션 기제 에 전반적인 문제를 일으킨다고 주장하였다 이들은 의 다중 시뮬레이터 이론을 받아들였다 이들에 의하면 우리가 타인의 마음을 이해하거나 파악할 때는 마치 우리가 그 사람이 된 것처럼 타인의 움직임과 생각을 시연 해보아야 제대로 파악이 가능할 것이다 이때 매우 다양한 뇌 영역이 시연을 위한 시뮬레이터로 작용한다 타인의 움직임 및 신체 상태에 대한 시뮬레이션에는 소뇌 후측 상측두구 하측 두정소엽과 전운동피질 영역이 관계되고 타인의 생각 믿음 정서 등의 내적 상태에 대한 시뮬레이션과는 편도 내측 전전두엽 뇌섬엽 전대상회가 관계된다고 하였다 이들이 언급한 시뮬레이터 영역은 사실 의 뇌 연구에서 주로 보고되는 영역들이기도 하다 결국 다층의 시뮬레이션 문제가 의 감각 인지 운동 모방 마음이론 공감 화용적 언어능력 전반의 문제를 일으킨다는 것이다 과 의 연구들은 주로 년대 중반부터 발표되었다 최근까지도 또다른 연구진들에 의해 깨진 거울 이론에 부합하는 결과들이 보고되고 있다 - 등 은 세 사이의 아동에게 타인의 움직임 동영상을 보게 하면서 로 뇌 반응을 조사하였는데 전두엽의 운동 영역과 측두엽 영역 간에 정상적으로 일어나야 할 뇌파 비동기화가 나타나지 않아 학령전기 및 초기 학년기에 해당하는 에서도 거울 뉴런 반응 문제가 나타나는 것이 확인되었다 뇌자도기 를 이용한 등 의 연구에서는 성인 증후군 환자와 일반 대조군에게 입술 움직임에 관한 비디오를 보여주면서 이를 모방하게 하였는데 증후군 환자의 하전두회의 뇌 활성화가 지연되었고 활성화의 정도도 대조군보다 미약하였다 연구로는 등 의 연구를 들 수 있는데 손 동작을 관찰하게 할 때 정상 대조군에 비해 환자에서 양측 하전두회의 비전형적인 뇌 활성화가 나타났다 및 를 이용한 연구도 거울 뉴런 시스템 문제를 반복해서 보고하고 있다 현재까지 제기된 깨진 거울 이론들은 다음과 같이 분류될 수 있다 첫째 모방 버전 이다 환자는 약한 모방 능력을 보인다는 연구 결과 와 모방 행위에서 거울 뉴런계의 궁극적 역할 을 결합한 형태이다 이 버전에서는 - 와 의 주장 에서의 핵심 문제는 나와 타인 간의 맞추기 의 문제라는 것 을 포함한다 즉 거울 뉴런계의 문제가 나 타인 간의 행동 맞추 - 113 -
자폐스펙트럼장애의거울뉴런 기의 어려움을 야기하여 모방 및 기타 사회적 인지를 어렵게 만든다는 것이다 둘째 시뮬레이션 버전 이다 앞서 - 과 의 주장에서도 설명하였던 것으로 에서 행동 모방뿐만 아니라 타인의 감정 심적 상태의 이해 문제에도 거울 뉴런계 문제가 관계된다는 것으로 보다 넓은 개념으로 거울 뉴런 시스템을 이해한다 셋째 행위 사슬 버전 이다 이는 거울 뉴런계의 일부만이 연속된 행위 사슬 및 이 행위들의 결과와 관계된다는 것이다 예를 들어 어떤 컵을 쥐고 들어올리는 상황을 바라볼 때 먹기 위해 컵을 쥐는 행위 사슬에서는 발화하는데 탁자에 놓기 위해 컵을 쥐는 행위 사슬에서는 발화하지 않는 일련의 거울 뉴런망이 따로 있다는 것이다 바꾸어 말하면 그 행위를 일으키는 행위자의 의도별로 거울 뉴런망이 각각 존재한다는 것이다 와 는 에서 손상을 입은 거울 뉴런계는 행위 사슬 거울 뉴런계만이라고 주장한다 이 이론은 에서 언어 정서 이해 공감의 문제는 거울 뉴런계와 큰 관련이 없다고 본다 깨지지않은거울이론 의등장 거울 뉴런계의 드라마틱한 발견 의 핵심 문제가 깨진 거울 뉴런과 관련된다는 사실 등은 학계의 전폭적인 지지를 얻었을 뿐만 아니라 매스미디어와 일반 대중들에게도 지대한 관심을 얻게 되었다 그러나 깨진 거울 이론이 의 여러 양상을 설명할 수 있는 핵심 메커니즘이 될 것인지에 대해서는 몇몇 연구자들이 의문을 제기해왔다 예를 들어 파 억제 현상에 대해서도 이것이 거울 뉴런계의 문제가 아닌 초기 시각 처리 시스템의 문제 때문이라는 주장 사회적 단서 - 에 대한 일반적 주의력의 감소 문제에 의한 것이라는 주장 등이 있었다 년에 와 - 이 이란 제목의 논문을 발표하면서 의 거울 뉴런계 문제에 대한 비판이 본격적으로 제기되었다 실제로 연구에 서 거울 뉴런계 문제가 유의하게 나타난 연구 보고가 점차 줄어들게 되었다 의 메타 분석 에 의하면 키워드를 혹은 과 혹은 로 설정하여 와 를 검색하였을 때 년까지 발표된 논문들 중 의 거울 뉴런계 문제가 통계적으로 유의하게 입증된 논문은 연구 개 중 개 연구 개 중 개였으며 특히 연구에서도 개 연구 중 개에 불과하였다 연구는 총 개 실시되었으며 두 연구 다 차 운동 피질 흥분성의 이상 소견을 보여주었지만 이 영역은 전술한 바와 같이 넓은 의미의 거울 뉴런계로만 간주된다 깨지지 않은 거울 이라는 용어까지 제시하면서 의 거울 뉴런계 문제에 대해 비판적인 논의를 활성화시킨 - 과 동료들이 주장하는 내용을 살펴보고자 한다 자동모방과에뮬레이션의구별 우선 의 모방 문제에 대한 정확한 검토가 필요하다 의 모방 문제가 통계적으로 유의하였다고 보고된 경우도 많으나 이와 반대로 아동 이든 어른 이든 대조군에 비해 모방 능력이 떨어지지 않으며 행위의 목표를 잘 이해하고 있었다는 보고도 적지 않다 은 관련 연구들을 모방 과제를 잘 수행한 경우와 잘 수행하지 못한 경우로 분류하였을 때 과제를 잘 수행한 경우는 모방 행위의 목표가 있을 때 즉 무의식적 자동 모방 이 아닌 수의 모방 을 행할 때임을 발견하였다 이러한 수의 모방을 은 에뮬레이션 이라고 명명하였다 타인의 행위를 에뮬레이션하기 위해서는 우선 그 행위가 어떤 목표를 갖는지를 파악하는 것이 필요하다 따라서 에뮬레이션은 목표 지향적 모방 이다 이와 반대로 의미 없는 손 제스쳐 혹은 표정 변화에 순간적으로 반응하여 나타나는 자동 모방도 존재한다 이에 대한 혼동이 환자의 모방 연구 결과를 해석하기 어렵게 하였다는 것이다 환자와 일반인에서 얼굴 표정에 대한 자 Table 1. Comparisons between emulation and mimicry (by Hamilton 50) ) Emulation Mimicry Requires goal oriented action representations Uses low level representations of kinematic features Occurs in two stages : the E (emulation) route involves Occurs in a single stage, in the M (mimicry) route which directly understanding of the action goal while the P (planning) links visual and motor representations of kinematic features. route involves planning a new action to achieve the goal. Relies particularly on inferior parietal lobule/anterior Relies on middle temporal gyrus/lateral occipital cortex and intraparietal sulcus inferior frontal gyrus Often explicit and controlled Normally implicit and automatic - 114 -
손정우 김혜리 동 모방 얼굴 표정을 가만히 보고 있게 함 과 수의 모방 얼굴 표정을 따라하게 함 을 동시에 비교한 등의 얼굴 근전도 연구 는 자동 모방과 에뮬레이션의 차이를 뚜렷하게 보여주었다 이러한 개념적 구분을 이용하여 은 하전두회 하 측 두정소엽 중간 측두회 후측 상측두구 영역과 인접한 곳 간의 연결 경로를 경로로 세분하였다 간접 경로에 해당하는 경로는 다음과 같이 이루어진 다 관찰된 행동에 대한 시각적 표상들이 후두엽의 차 시각 계를 거쳐 중간 측두회에서 최종적으로 처리되고 나면 처리 된 정보들은 하측 두정소엽으로 전달되고 여기에서 행동의 목표 혹은 의미 표상을 획득한다 이를 경로라고 하며 결과 적으로 에뮬레이션 경로에 해당된다 목표 표상이 획득되면 경로를 통해 정보가 하전두회로 전달되어 행동 목표에 의 한 행동 계획이 표상화된다 이 행동이 반드시 관찰된 행동과 유사할 필요는 없다 예를 들어 서로 같이 놀이를 즐기고 있 는 아버지와 아들을 생각해보자 아버지가 아들에게 장난감 망치로 장난감 못을 박는 것을 보여주면 아들은 망치질의 목 표가 못을 박는 것임을 이해하고 경로 장난감 망치로 아버 지가 했던 것과 비슷하게 장난감 못을 박기 시작한다 경로 직접 경로에 해당하는 경로는 자동 모방 경로이며 하전 두회 중간 측두회 간의 직접 연결로 구성된다 모방이 반드시 그 행위의 목표를 이해한 뒤 이루어져야만 생존에 유리한 것 은 아니다 어떤 경우에는 행위를 자세히 관찰하는 것이 빠른 행동 수행에 방해가 되기도 한다 경로 개념을 에 적용하면 경로에 의한 목표 IFG : motor features Motor output P IPL: Goal M MTG : visual features Visual input Fig. 3. The EP-M model (by Hamilton 50) ). This model distinguishes three node for social-motor information processing within the mirror neuron system. MTG : middle temporal gyrus, IPL : inferior parietal lobule, IFG : inferior frontal gyrus, E : emulation, P : planning, M : mimicry E 지향적 에뮬레이션은 에서도 일반인과 큰 차이를 보이지 않으며 다만 자동 모방과 관련되는 경로의 기능에서 일반 인과 차이가 난다는 것이다 은 에서의 경로 문제에 대해 가지 원인 을 가정할 수 있다고 하였다 첫째 경로가 발달 지연 상태 에 있거나 손상을 입은 경우이다 이 경우 모방 능력은 떨어질 것이고 타인과의 공감적 교류 능력도 떨어지게 될 것이다 따 라서 이 경우는 깨진 거울 이론과 부분적으로 양립 가능하다 둘째 에서 모방 능력의 저하만이 관찰되는 것은 아니 다 많은 환자들은 지연 반향어를 반복하고 상황과 맞 지 않게 행동을 과하게 모방하기도 한다 이는 비단 만의 문제는 아니다 동료의 행동을 무의식적으로 지나치게 모방 하는 사람은 결국 그 동료에게 불쾌감을 일으키며 반대로 동 료의 표정이나 행동에 무관심하고 자연스런 모방을 보이지 못 하더라도 역시 그 동료와 멀어질 수 있다 이런 경우는 경 로는 큰 문제가 없지만 특정 상황에 따라 경로를 조정하 는 기능을 맡고 있는 또다른 뇌 영역에 문제가 발생한 경우이 다 이것은 결국 특정 전두엽의 하향 조정 - 의 성격을 띨 것이다 은 경로에 대한 두 번째 관점 경로 자체의 문제가 아니라 경로를 조정하는 하향 조정 시스템의 문제 을 보다 발전시켜 깨진 거울 이론에 대한 대안을 제시하였다 그 대안은 이론이다 Social Top-Down Response Modulation 이론의등장 1. 우리는왜모방하는가? 이론의 핵심은 다음과 같다 모방은 사회적 맥락 에 따라 미묘하게 변화되며 뇌의 하향 조정 을 통한 모방 조절은 자신에 대한 사회적 지위를 증진시키기 위한 일종의 마키아벨리적 전략이라 할 수 있다 이를 이해하기 위해서는 인간은 왜 모방을 자주 하는지 왜 다른 사람을 쉽게 흉내내는지에 대해 과 이 제시한 가지 해답 모두를 검토해볼 필요가 있다 첫 번째는 시뮬레이션 이론이다 모방은 시뮬레이션의 한 형태로 두 개체 간의 상호작용을 통해 서로를 이해하려는 목 적을 지닌다 예를 들어 만약 영희가 철수를 모방할 경우 모 방은 영희로 하여금 철수의 기분을 잘 이해하고 철수의 욕구 와 의도를 더 잘 파악하게 하므로 영희의 공감 능력을 촉진 시킨다 두 번째는 연합 계열 학습 - 115 -
자폐스펙트럼장애의거울뉴런 이론이다 이는 가 주장하였다 모방은 기존의 연합 학습에 의거한 부수현상 과 같은 것이며 특별한 사회적 목적이 있는 것은 아니다 즉 모방이라고 해서 다른 비사회적 학습 기제와 특별히 다른 적응기제는 아니라는 것이다 학습 이론에서 자주 언급하는 주의 조건화 탈억제 기전 등의 단순한 일반적 과정인 것이다 모방 학습이 일반 주의 효과 에 영향을 받으며 고전적 조건화 이론으로도 설명된다는 것이 이러한 주장의 근거이다 세 번째는 이론이다 모방이란 자신의 지위나 평판을 증진시켜 자신을 둘러싼 사회적 구성을 변화시키기 위한 일종의 사회적 전략 이다 시뮬레이션 이론에서 언급한 영희와 철수의 예를 들어보자 만약 영희가 철수를 모방한다면 철수는 은연 중에 영희가 자신의 행동을 모방하는 것을 지각하고 영희에 대한 태도를 보다 더 긍정적으로 변화시킬 수 있다 따라서 영희는 모방을 통해 철수가 영희 자신에게 관심을 갖거나 좋아하게 만들어서 영희 자신의 사회적 이익을 획득할 수 있다는 것이다 모방의 사회적 이득에 대해서는 많은 연구가 있으며 사회적이지 않은 상황에서도 도움을 준다 손님이 주문한 식사 메뉴를 잘 따라 읽는 모방 전략을 쓰게 한 종업원과 손님의 식사 주문 뒤에 친절하게 예 혹은 알겠습니다 등의 대답만 하고 모방은 하지 않은 종업원의 팁 획득을 서로 비교하였을 때 메뉴 따라 읽기를 쓴 종업원이 팁을 훨씬 더 많이 받았다 이 가지 이론 중 어느 하나만 전적으로 옳다고 할 수는 없을 것이다 또한 깨진 거울 이론 및 시뮬레이션 이론이 가장 과학적인 이론이라고 결론짓기는 어렵다 과 에 의하면 시뮬레이션 이론은 타인에 대해 상당히 빠르면서도 자세한 모방을 요구한다 이를 통해 타인의 감정 생각 욕구 등을 빨리 정확히 이해할 수 있다는 장점은 있겠지만 그 이상의 중요한 사회적 단서 예 상대방이 눈길을 보내는 방향 어떤 집단 속에 있는 대상을 모방하게 되는 상황 또는 모방하려는 대상이 처해 있는 환경 등 에 대해서는 설명하기 어렵다 예를 들어 와 는 정치적 성향이 다른 두 집단에게 그들이 지지하는 정치가와 지지하지 않는 정치가의 비디오 영상을 보여줄 때 나타나는 무의식적 얼굴 모방을 로 측정하였는데 미소 등의 긍정적 정서표현에서는 두 집단의 표정 모방에서 유의한 차이를 보이지 않았으나 분노 등의 부정적 정서표현에서는 지지하는 정치가보다 지지하지 않는 정치가에 대한 무의식적 모방이 유의하게 높았다 이러한 차이를 시뮬레이션 이론으로 설명하기는 어렵다 과 은 이론의 설명력이 가장 높다고 주장한다 사회적 신호의 일종인 시선 이 약간 달라지기만 하여도 동작을 모방하는 정도에서 유의한 차이가 있었다 등 의 연구에서는 피험자에게 비디오 클립을 보여주 면서 비디오에서 나오게 되는 배우의 손동작을 모방하게 하 였다 이 연구에서는 가지의 시선 조건이 주어졌는데 한 조 건은 비디오에 나오는 배우가 정면을 주시하여 피험자와 시선 이 계속 마주치게 되는 조건 정면 주시 이었고 다 른 조건은 배우가 고개를 돌려 측면을 주시하여 시선이 마주 치지 않는 조건 측면 주시 이었다 또한 가지 의 동작 모방 조건도 같이 주어졌는데 한 조건은 배우의 손 동작이 시작될 때마다 피험자의 동작이 배우의 손동작 손바 닥을 펴거나 주먹을 쥠 을 그대로 따라하는 조건이었고 다른 하나는 배우의 손동작을 반대로 따라하는 예 배우가 손바 닥을 펴면 피험자는 주먹을 쥠 조건이었다 그 결과 손동작을 반대로 따라하는 조건에서는 피험자의 동작 속도 는 정면 주시조건이든 측면 주시조건이든 간에 유의한 차이 를 보이지 않았다 그러나 손동작을 그대로 따라하게 하는 조건에서의 피험자의 동작 속도는 정면 주시 조건에서 측면 주시 조건에서보다 유의하게 빨랐다 이처럼 사회적 단서의 미묘한 변화가 여러 가지 모방 상태 에 뚜렷한 영향을 미치며 이론은 이에 대한 설명력 을 충분히 지니고 있다 그렇다면 이론과 관련되는 뇌 상관물은 어떻게 되는가 Gaze Direct Averted Congruent Response (hand open) Incongruent Fig. 4. The experimental design of the control of mimicry by eye gaze (by Wang et al. 62) ). Participants were shown a series of video clips. Only the last frame of each video clip is illustrated. Participants were required to make the same pre-specified response (e.g., Hand Opening) in every stimulus trial in a block, as quickly as possible after the actress hand in video clips began to move, which could be either a hand opening (congruent trials) or hand closing (incongruent trials) - 116 -
손정우 김혜리 2. STORM 이론의신경상관물 이론과 관련되는 신경 상관물에는 기존 거울 뉴 런계의 주요 영역들 하전두회 하측 두정소엽 후측 상측두 구 이 포함될 뿐만 아니라 사회적 신호를 처리하고 이를 통 해 하향 조정 신호를 보내는데 관여하는 영역까지 포함된다 새롭게 포함되는 영역은 내측 전전두엽과 측두 두정 접합부 인데 이 두 영역은 정신화 - 기제의 핵심 영역이기도 하다 정신화라는 것은 정신 상태에 관하여 추론하는 과정 이라고 정의되며 마음 이론과 비슷한 의미로 쓰이고 있다 최근에는 에 의 해 정신화와 애착 이론과의 관련에 대해서도 논의된 바 있다 모방과 관련하여 등 은 모방 억제 - 기능과 관련되는 핵심적인뇌 영역이 정신화 기제 관련 영역이라고 주장하였다 우선 몇몇 행동 연구가 이를 뒷받침 한다 등 은 피험자의 모방 억제 능력과 정신화 능 력 간에 유의한 양의 상관관계가 존재함을 보여주었으며 특 히 전전두엽 측두 두정 연접부 영역의 손상을 입은 환자의 모방 억제 능력이 일반인과 비교할 때 유의하게 낮았고 정신 화 능력도 현저히 떨어졌다고 보고하였다 등 에 의하 면 이런 결과들이 나타나는 이유는 모방 억제 능력과 정신화 능력 둘 다 자신과 타인에 대한 구별 을 요구하기 때문이다 비디오 모니터에 나타나는 타인의 동작에 대한 모방 억제 과 제를 실시하면서 피험자 앞에 거울을 두어 피험자가 스스로 를 볼 수 있게 할 경우 피험자의 모방 억제력이 훨씬 높아졌 다고 한다 Person evaluation, priming, context,... Visual input A MTG/ STS mpfc/tpj IPL ASL B IFG Mentalising system Mirror neuron system Motor output Fig. 5. Three brain models for information processing during mimicry (by Wang and Hamilton 54) ). Mimicry is implemented in mirror neuron system and developed by associative sequence learning (ASL), but it is not clear how this system interact with mentalising system. When mimicry information feeds up to aid social evaluation (arrow A), this enhances simulation of the other person ( the simulation model ). Social top-down response modulation (STORM) model is illustrated by arrow B, showing how social information can guide and monitor mimicry response. When there is no interaction between mirror neuron system and mentalising system, the control of mimicry could be mediated by other domain-general processes ( the domaingeneral process ) 특히 한 연구 는 내측 전전두엽과 거울 뉴런계의 상호작용에 의해 모방이 조절된다는 것을 보여주었다 이 연구에서는 전술하였던 등 의 행동 연구에서 이용한 비디오 클립 을 이용하여 모방 및 모방 억제 과제를 수행하게 하면서 를 촬영하였다 이후 얻어진 뇌 영상 데이터에 기법을 적용하여 하전두회 후측 상측두구 내측 전전두엽 간의 유효 연결성 - 을 분석하였다 그 결과 내측 전전두엽 하전두회 간 내측 전전두엽 후측 상측두구 간의 유효 연결성이 상당히 높았다 가장 중요한 것은 주시 모방 상호작용 - 효과에서 내측 전전두엽 후측 상측두구 방향의 유효 연결성이 유의하게 증가하였다는 점이다 결국 내측 전전두엽이 주시 모방 상호작용의 시작점 으로 기능하며 내측 전전두엽이 후측 상측두구로 들어오는 감각 정보를 직접 조절한다는 것이 밝혀졌다 에 깨진 거울 이론과 이론에 대한 뇌 내의 정보 흐름도를 제시하였다 전통적인 시뮬레이션 이론은 결국 화살표 의 정보 흐름 패턴을 필요로 할 것이다 그러나 이론은 첫 감각 입력 정보가 정신화 관련 영역에 도달한 뒤 화살표 의 흐름처럼 거울 뉴런 시스템을 조정하는 것을 필요로 한다 특히 그 감각 입력 정보가 사회적 정보를 얼마나 무엇을 담고 있느냐에 따라 조정의 폭이 달라질 것이다 3. ASD의모방과공감문제에대한 STORM 이론의적용일반인의 모방 행동에 대해서는 이론이 상당한 설득력을 보이고 있다 그렇다면 의 모방 문제에 대해서는 어떠한가 최근 들어 발표되고 있는 몇 가지 연구 결과들을 검토하고자 한다 행동 연구부터 살펴보도록 한다 만 세 이하의 아동들과 일반 아동을 대상으로 나무 장난감 등을 이용한 모방 테스트를 실시하였을 때 두 그룹 간의 모방 행위에서 유의한 차이가 발견되지 않았다 또한 명확한 지시를 준 행위에 대해서는 와 일반 대조군 간에 모방 정도에서 유의한 차이를 보이지 않은 반면 자동적 모방 행위에서는 그룹의 모방 정도가 유의하게 낮았다 는 성인 군과 일반인을 대상으로 모방에 대한 점화 효과를 조사하였다 비디오 화면으로 손가락 들기 등의 모방 과제를 제시하였으며 모방 과제 수행 전에 사회성을 유발하는 단어 예 친구 협조적인 공유하는 혹은 비사회성을 유발하는 단어 예 자기 자신 혼자인 독립적인 로 점화 효과를 유발하였다 그 결과 일반인에서는 비사회성 유발 점화 조건보다 사회성 유발 점화 조건에서 모방 행동이 유의하게 상승된 반면 군에서는 두 - 117 -
자폐스펙트럼장애의거울뉴런 점화 조건에 따른 모방 행동 간에 유의한 차이가 나타나지 않았다 또다른 연구에서는 정서적 단서 를 제시한 뒤의 모방 행동 촉진 효과를 조사하였는데 역시 일반인에서는 촉진 효과가 뚜렷하게 나타났으나 군에서는 촉진 효과가 나타나지 않았다 뇌영상 연구도 조금씩 보고되고 있다 등 은 환자 및 일반인을 대상으로 마음 이론 과제를 수행하게 하면서 를 실시하였고 로 자폐 정도를 평가하였으며 행동 실험으로 모방 관련 과제를 실시하였다 이 모방 관련 과제에서는 모방을 요구할 때도 있었고 모방의 억제를 요구할 때도 있었다 그 결과 환자에서는 마음 이론 수행 점수와 성공적 모방 억제율 간에 유의한 양의 상관관계가 나타났고 총점과 성공적 모방 억제율 간에 유의한 음의 상관관계가 나타났다 또한 마음 이론 과제 수행시의 내측 전전두엽 측두 두정 연접부의 활성화와 모방 과제에서의 성공적 모방 억제율 간에도 유의한 양의 상관관계가 나타났다 환자의 내측 전전두엽의 낮은 활성화는 모방 조절 문제 및 과도 모방 문제와 밀접하게 관련됨이 확인되었다 와 은 어떤 운동을 관찰할 때 뇌의 거울 뉴런 영역과 정신화 관련 영역 간의 상호작용이 일반인과 환자에서 어떻게 다른지를 알아보았다 피험자에게 물리적으로 가능한 손 동작 예 장벽이 있을 때 장벽을 옆으로 피해 물건을 집어 옴 혹은 물리적으로 가능하지 않은 손 동작 예 장벽이 있지만 장벽을 관통하여 물건을 집어 옴 이 나타나는 비디오클립을 관찰하게 하면서 촬영을 실시하였다 우선 두 그룹은 두 가지 손 동작 모두에서 두정엽 거울 뉴런계 활성화가 나타났으며 두 그룹 간에 유의한 차이는 나타나지 않았다 그러나 대조군에서는 물리적으로 가능한 손 동작에서보다 물리적으로 가능하지 않은 손 동작에서는 내측 전전두엽 활성화가 유의하게 저하되었는데 환자에서는 두 가지 손 동작에 따른 내측 전전두엽 활성화 간에 차이가 나타나지 않았다 이 결과는 운동 관찰 과제에서 일반인에게서 나타나는 거울 뉴런계 정신화 영역 간의 상호 연결이 에서는 해리되어 있음을 보여준다고 하였다 이러한 연구 결과들은 에서의 모방 및 공감 능력의 문제에 대한 이론을 지지하는 것으로 판단된다 다만 깨지지 않은 거울 뉴런 문제가 년대 후반에 들어서 본격적으로 제기되었고 이론 자체는 년에 발표되었으므로 아직 발표된 연구 결과는 부족한 편이다 향후 발표될 연구 보고들을 검토해보아야 할 것이다 은 깨진 거울 뉴런 이론의 증거로 거론되는 선행 연구들도 모델로 설명이 가능하다고 역설하였다 예를 들어 앞서 언급하였던 등 의 연구 결과는 거울 뉴런계 자체의 문제가 아니라 사회 정서적 단서가 거울 뉴런계를 조정하는 단계의 문제일 수 있으며 등 의 선구적인 연구 결과도 실험 전 실험 동안의 사회적 단서에 대한 민감도가 군과 일반인들 간에 유의한 차이를 보이기 때문에 나타난 결과라는 것이다 실제로 - 등 의 또다른 연구에서는 친숙한 사람을 볼 때의 파 억제 정도는 에서도 일반인에 거의 근접한 수준으로 나타났다고 한다 생각해보아야할문제들 1. 자율신경계반응깨진 거울 이론과 이론 중 어느 것이 더 의 문제를 합리적으로 다루고 있는가 우선 깨진 거울 이론을 주장하는 쪽에서는 이론을 주장하는 쪽에 대한 학술적 반론을 크게 제시하지 않고 있는 것으로 보인다 그보다는 돌출 풍경 맵 이론의 도입을 통해 거울 뉴런계 문제만으로는 설명하기 어려운 환자들의 과다 반복행동 특정 감각 혐오 혹은 과민 등의 현상을 설명하고 깨진 거울 이론을 보완하는 데 초점을 맞추고 있다 이러한 작업을 통해 의 거울 뉴런계 문제가 편도 등의 변연계 문제를 거쳐 자율신경계 이상 흥분까지 일으킬 수 있음을 보여주고 있다 그러나 모방 관련 연구 중에서 환자들의 모방 문제가 유의하지 않았다는 여러 연구들이 보고되는데도 불구하고 이에 대해서도 아직 특별한 언급을 하지 않고 있는다 한편 이론에서는 과각성 과잉 모방 회피 등을 설명하는 다른 이론이 필요하지 않다 사회적 하향 조정이라는 기본적 가정만으로도 의 과잉 모방 회피 상태 등을 설명할 수 있기 때문이다 이와 유사하게 와 는 환자에서의 하향 조정 능력의 부족이 이들의 감각 경험에 차이를 일으켜 세계를 지나치게 사실적으로 지각하게 한다고 언급한 바 있다 그러나 아직 이론에 근거하여 발표된 관련 연구 중 자율신경계 반응을 직접 연구한 것은 없다 이는 이론 연구진이 향후 반드시 해결해야 할 과제이다 2. 일반적하향조정 와 STORM 이론의 사회적하향조정 간에는차이가있는가? 모델에서 강조하고 있는 사회적 하향 조정이 사실은 반응 억제 등의 전전두엽 관련 일반적 하향 조정 기능과 다를 바가 없지 않느냐는 비판이 제기 - 118 -
손정우 김혜리 될 수 있다 만약 사회적 하향 조정 기능이 일반적 사회 조정 기능과 유사하며 관련되는 뇌 영역 역시 유사하다면 모방 행위와 관련하여 굳이 모델을 가정할 필요가 없다 앞서 언급하였던 시뮬레이션 이론 및 연합 계열 학습 만으로 모든 설명이 가능하기 때문이다 이에 대해서는 등 의 연구에 주목할 필요가 있다 이들은 를 이용하여 뇌의 일반적 하향 조절 기능을 반영하는 검사 중의 하나인 스트룹 검사 및 사회적 하향 조절 기능을 반영하는 모방 억제 검사를 수행할 때 활성화되는 뇌 영역에서 어떤 공통점 혹은 차이점이 나타나는지를 알아보았다 그 결과 스트룹 검사에서는 보조 운동 영역 후측 하전두회 방추상회 등이 활성화된 반면 모방 억제 검사에서는 내측 전전두엽 전측 하전두회 후측 상측두구 측두 두정 연접부 후대상회 등 거울 뉴런 관점 획득 자기 행위자 등과 관련되는 영역이 활성화되었다 이 결과에 의거하여 등은 사회적 하향 조정은 일반적 하향 조정과는 뚜렷이 구별되는 주요 뇌 기능의 하나이며 관련되는 뇌 영역 역시 뚜렷한 차이를 보인다고 주장하였다 깨진 거울 이론 쪽의 연구에서는 이 주제와 관련된 연구가 있는가 등 의 일반인 대상 연구에서는 피험자 자신이 전혀 연습하지 않았던 코드로 작곡된 기타 연주곡을 다른 기타 연주자가 연주하는 동영상을 보여주면서 피험자에게 모방 학습을 시켰다 그 결과 거울 뉴런 영역뿐만 아니라 좌측 배외측전전두엽 까지 활성화되었다 저자들은 좌측 배외측전전두엽은 새로운 동작 레퍼토리를 익숙한 미세 동작 단위로 세분한 뒤 재연결하는 기능과 관련되는 영역이며 이를 통해 모방 학습이 훨씬 더 정확해진다고 주장하였다 이 연구는 평소 익숙하지 않았던 새로운 동작을 모방 학습할 때 전전두엽의 거울 뉴런계 조정이 필요함을 보여준 중요한 연구이나 실험 조건상 사회적 단서 맥락이 모방에 어떻게 영향을 미치는지를 알아보려 한 연구는 아닌 점에서 앞서 언급한 등 의 이론 관련 연구와는 차이가 있다 그러나 등 의 연구처럼 깨진 거울 이론을 지지하는 연구자 중에서도 전전두엽의 거울 뉴런계 조정 기능에 관심을 갖는 연구자들은 점점 늘어나고 있다 3. 인지적공감 (cognitive empathy) 과정서적공감 (emotional empathy) 공감에 관한 다차원적 측면이라는 관점에 의하여 깨진 거울 이론과 이론을 새롭게 조명해볼 수 있다 공감에 대한 최근의 견해는 공감 현상을 단일 차원의 현상으로 보는 대신 다차원적 측면으로 구성된 것으로 보아야 한다는 것이다 특히 인지적 공감 과 정서적 공감 - 으로 구별하는 것이 타당하다는 견해가 받아들여지고 있다 인지적 공감과 정서적 공감의 정의에 대해서는 아직 정확한 일치를 보이고 있지는 않지만 대체로 다음과 같이 정의되고 있다 정서적 공감이라는 것은 상대방의 감정 상태를 자신도 느끼는 것으로 예를 들어 타인의 고통을 나의 고통처럼 느끼는 것이다 이에 비해 인지적 공감이라는 것은 타인의 관점을 취할 수 있고 타인의 마음 상태를 인지적으로 파악할 수 있는 능력에 해당된다 즉 인지적 공감은 기본적으로 정신화 등의 마음 이론적 요소를 필요로 하는 것이다 이러한 구분은 심리학 등 여러 분야에서 상당히 지지를 받고 있다 특히 뇌영상 연구를 이용하여 인지적 공감과 정서적 공감에 관여하는 뇌 부위의 차이를 살펴본 연구들도 보고되고 있다 국내에서도 인지적 공감 과제 측정 정서적 공감 과제 측정 얼굴 근육 반응 측정 등의 방법을 이용하여 다차원적 공감에 관한 생리적 심리적 반응을 알아보려는 연구가 보고되고 있다 이러한 다차원적 공감 개념이 중요한 이유는 각각의 공감 능력이 독립적일 수 있다는점이다 특히 일부 정신과적 질환에서는 인지적 공감적 능력 간에 뚜렷한 차이를 보인다 예를 들어 경계선 성격장애 에서는 인지적 공감 과제 수행의 저하 소견을 보인 반면 정서적 공감 수행은 일반인보다 유의하게 높았으며 뇌영상 연구에서도 인지적 공감 과제에서 후측 상측두구 활성화는 대조군에 비해 유의하게 저하된 반면 정서적 공감 과제에서 우측 뇌섬엽 활성화가 유의하게 높게 나타났다 한편 자기애적 성격장애 에서는 정서적 공감 능력은 매우 낮은 수준을 보인 반면 인지적 공감 능력은 유의한 결함을 보이지 않았다 그렇다면 에서의 인지적 공감 능력과 정서적 공감 능력에 관한 연구 결과는 어떻게 나타나고 있는가 설문지 혹은 컴퓨터 프로그램 을 이용한 아스퍼거 증후군의 공감 연구에서는 정서적 공감 능력에서 유의한 결함이 나타나지 않았으나 인지적 공감 능력에서는 유의한 결함을 보였다 - 도 의 경우 인지적 공감 능력의 문제가 우선된다고 주장하였다 특히 는 에 대한 공감 불균형 가설 을 주장하였다 에 의하면 는 인지적 공감의 결핍을 보이는 반면 정서적 공감은 과다 과각성 상태를 보인다 또한 정서적 공감 문제로 인한 과각성 상태를 스스로 감소시키려는 전략이 오히려 환자들의 회피 현상을 유발하기 때문에 연구자들 - 119 -
자폐스펙트럼장애의거울뉴런 은 환자가 실제로는 정서적 공감 과다 상태에 있는데도 오히려 외적으로는 정서적 공감 결핍 상태인 것처럼 보일 수 있음에 주의하여야 한다고 주장하였다 연구자들의 상기 주장들을 요약하면 에서 인지적 공감은 늘 현저한 저하 상태를 보이며 정서적 공감은 과다 혹은 정상 상태를 보인다 깨진 거울 이론 및 이론의 관점에서 이 결과들을 고찰해보자 만약 의 정서적 공감 문제를 중심으로 생각해본다면 정서 공감의 과다 혹은 회피 현상은 깨진 거울 이론 돌출 풍경 맵 이론을 포함하여 이든 이론이든 설명이 모두 가능하다 그러나 정서적 공감에서 정상 소견을 보인 연구 결과들은 깨진 거울 이론과 돌출 풍경 맵 이론만으로는 설명할 수 없다 한편 인지적 공감 능력의 결핍 혹은 저하라는 일관된 결과들은 에 대하여 이론의 설명력을 높일 수 있다 따라서 현재로서는 이론이 의 인지적 공감 문제 및 정서적 공감 문제에 대해 좀더 포괄적인 설명력을 갖춘 것으로 판단된다 그러나 깨진 거울 이론도 상당수의 연구 결과를 설명할 수 있다 특히 의 공감 불균형 가설의 중요한 한 축인 의 정서적 공감 과다 현상을 생각해보면 이 돌출 풍경 맵 이론으로 깨진 거울 이론을 보완한 것이 실로 탁월한 선택이었음을 알 수 있다 실제로 도 돌출 풍경 맵 이론의 핵심 뇌 영역인 편도 기능 문제를 공감 불균형 가설에서 중요하게 다루고 있다 로 향후 정확한 비교 연구가 더욱 필요하다 이론을 의 치료에 적용한 연구 논문 역시 부족하다 그러나 일반인을 대상으로 한 연구들 중 향후 치료에 응용될 수 있는 연구들도 나타나고 있다 등 은 성인들을 개 그룹으로 나누어 각 그룹별로 손가락 들기 모방 과제 손가락 들기 모방 억제 과제 손가락 동영상을 이용한 스트룹 과제 등을 충분한 시간 동안 훈련시켰으며 이들이 마음 읽기 과제와 타인 관점 획득하기 과제를 수행하는 동안 를 촬영하였다 그 결과 모방 억제 과제 그룹에서만 타인 관점 획득하기 과제 수행의 성공률이 유의하게 증가한 반면 모방 훈련 그룹과 스트룹 테스트 훈련 그룹에서는 성공률이 증가하지 않았다 즉 모델에서 강조하는 내측 전전두엽의 모방 조정 능력이 체계적인 훈련을 통해 향상된다면 인지적 공감의 한 요소인 타인 관점 획득하기 능력이 같이 상승할 것이고 그 결과 친사회성의 향상도 기대할 수 있을 것이다 한편 등 은 아동의 모방 및 사회성 향상을 위해 많이 실시되고 있는 비디오 기초 중재 - 기법이 기대했던 것보다 좋은 결과를 내지 못한 이유 중의 하나가 경로 이론에서 언급한 모방과 에뮬레이션의 구별을 고려하지 않은 채 기법을 똑같이 실시하였기 때문이라고 지적한 바 있다 향후 의 치료법 개발 및 평가 등에서 고려해보아야 할 내용이다 4. 치료적측면신경재활의학 분야에서 깨진 거울 뉴런 이론에 기반한 치료 등이 시작되었음을 서론에서 언급한 바 있다 과 는 정서 관련 장애에 대한 거울 뉴런계 기반 치료 를 주장하였다 이들에 의하면 특히 움직임에 쉽게 활성화되는 거울 뉴런계의 특성을 고려할 때 가상 현실 자극 등 여러 다른 장면들이 연속적으로 나오는 자극 등이 치료에 효과적일 것이다 또한 어떤 거울 뉴런들은 시각 자극뿐만 아니라 청각 자극에도 반응하는 시청각적 거울 뉴런의 특성을 지니고 있으므로 시 청각 자극을 동시에 이용하는 치료 등이 더 큰 효과를 나타낼 것이다 무용 영역에서의 연구도 활발하다 무용 움직임 치료 - 를 통해 다른 사람의 움직임을 반복 관찰하기만 하여도 거울 뉴런계의 활성화에 큰 도움을 준다고 하며 이 치료를 통해 환자가 자신과 타인 간의 관계성을 알게 되고 서로의 움직임을 공유하면서 운동감각적 상호주관성 을 획득한다는 것이다 그러나 이러한 연구들은 환자군과 대조군에 대한 실질적 비교 연구라기보다 문헌 고찰에 가까우므 요약 세기의 가장 중요한 신경과학적 업적 중의 하나인 거울 뉴런의 발견은 에서의 모방 및 공감 문제를 설명해줄 핵심 원인으로 인식되었으며 결국 년대 중반 깨진 거울 이론 이 공식적으로 등장하게 되었다 깨진 거울 이론은 돌출 풍경 맵 이론에 의해 보완되면서 에서의 과잉 모방 및 자율신경계 과다 항진까지 보다 정교하게 설명할 수 있게 되었다 그러나 환자가 항상 모방 문제를 보이지는 않는다는 것 모방과 에뮬레이션에 대한 구별이 중요하다는 것이 밝혀졌다 의 깨진 거울 이론에 대한 한계점을 비판하는 연구자들은 결국 모방과 공감에 대한 뇌의 사회적 하향 조정 시스템 문제를 강조하는 이론 을 내놓게 되었다 깨진 거울 이론과 이론 중 어느 것이 더 옳은 이론이라고 현재 단정지을 수는 없다 깨진 거울 이론은 여전히 학계의 지지를 받고 있으며 지금까지 상당한 연구 성과를 내고 있다 그러나 이론은 깨진 거울 이론에서 특별히 강조하고 있지 않은 사회적 맥락 의 중요성을 강조하며 마음 - 120 -
손정우 김혜리 이론 등의 정신화 기제가 뇌의 거울 뉴런계를 직접 조정하여 보다 더 세밀한 모방이 이루어진다는 것을 잘 보여주고 있다 향후 이론 관련 연구 결과들이 어떻게 나올지를 관 심있게 지켜볼 필요가 있다 이 두 이론은 의 사회적 인지에 관한 연구를 실시할 때 연구 방법이 얼마나 정교해야 하는지를 잘 알려주고 있다 이는 모방과 공감 문제에 대한 치료 프로그램을 개발하는 경 우에도 마찬가지로 적용되는 문제이다 그러나 이러한 노력 은 필연적으로 에 대한 이해의 폭을 넓히게 되며 궁극 적으로 환자에 대한 생물학적 비생물학적 치료법의 발 견에 기여하게 될 것이다 두 이론을 각각 지지하고 있는 연 구자들 간의 모범적인 논쟁을 지속적으로 기대하고자 한다 중심단어 : 거울 뉴런 자폐 스펙트럼 장애 깨진 거울 이론 사회적 하향 반응 조정 감사의글이 논문은 년 한국연구재단의 지원 에 의하여 이루어졌습니다 그림 작업을 도와준 충북대학교병원 정신건강의학과의 서상철 이정환 선생님께 깊은 감사를 드립니다 References 1) Han IJ. Mirror neurons, empathy, and moral education. Kor J Philos Edu 2010;41:521-548. 2) Jang D. Recent studies on mirror neurons: focusing on imitation and empathy. Commun Korean Inst Inf Sci Eng 2012;30:43-51. 3) Jeong JW. Social cognition and morality: mirror neuron and empathy as a necessary condition of morality. Stud Philos East West 2012;63:175-197. 4) Lee SY, Lee MH, Bae SS, Lee KS, Gong WT. 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