[김박사의 재미있는 브레인 톡톡(15)] 하품은 왜 전염될까…거울 신경세포(Mirror Neuron)가 따라하기 때문

2016-11-28 06:48:41
오늘은 ‘거울과 신경세포’에 얽힌 이야기를 주제로 살펴볼까 합니다. 혹시 우리 뇌 속에도 거울이 숨어 있다면 독자 여러분은 믿을 수 있겠습니까? 누구나 뇌 속에 거울 하나씩은 가지고 있습니다. 그 거울이 명경지수처럼 맑고 투명한 거울이든, 탁하고 어두운 거울이든, 심지어 깨지고 더럽고 텅 빈 거울이든지 막론하고 뇌가 있는 사람이라면 누구나 공평하게 가지고 있습니다. 너무 거창한가요? 세포에 대한 공부는 이미 했으니까 거울에 대한 공부를 통해서 신경세포와 연결하면 이해하기가 더 쉬울 수 있겠네요.

사실 오늘 논제는 거울의 의미를 보려고 하는 것은 아닙니다. 공감에 대한 이야기를 풀어가면서 거울 역할을 하는 신경세포와 함께 살펴보려는 것입니다. 그럼에도 불구하고 우리가 매일 들여다보는 거울의 역할을 먼저 보려고 합니다.

거울은 물체의 형상을 비춰볼 수 있는 도구로써 인류의 놀라운 발명품 중 하나입니다. 그것이 사실이 아니고 착각일지라도 우리가 믿기에 적어도 거울은 정직하고 있는 그대로를 보여줍니다. 거울은 실제로 우리가 비추는 그 어떤 형상 그대로를 나타냅니다. 우리가 거울을 들여다보면 그것은 들여다보는 형상 그대로 나입니다.

인류가 사용한 최초의 거울은 무엇일까요? 그것은 움직이지 않은(靜的인) 물(水)이나 반질반질한 돌(石)이었습니다. 거울의 사전적 의미를 살펴보면, 빛의 반사를 이용하여 사람의 모습이나 물체의 모양을 비추어 보는 물건이라는 구체적 물질의 의미와 함께 모범이나 교훈이 될 만한 사실, 즉 귀감(龜鑑)이나 사표(師表) 등 행위의 추상적 개념을 담고 있습니다. 거울은 실제로 물질의 형체로써 존재하지만 반면에 인간이 거울을 봄으로써 자기반성을 하거나 자기애를 추구한다고도 할 수 있습니다. 이 대목에서 거울이 바꾸어 놓은 인간의식의 변화를 생각해 볼 수 있겠네요.

거울의 성능은 거울 표면이 빛을 반사하는 정도에 의해 결정되는데 빛의 반사를 최대화하기 위해서는 거울 표면이 매끄러워야 합니다. 반사(反射)란 파동이 다른 두 매질의 경계에서 방향을 바꿔 진행하는 물리현상을 말합니다. 빛의 경우 항상 입사각과 반사각의 크기는 같습니다. 물체의 색은 어떤 파장의 빛을 흡수하고 반사하느냐에 따라 결정됩니다. 즉 물체가 흡수하지 않은 색을 우리 눈은 인식하게 됩니다. 예를 들어 빨간색으로 보이는 사과가 있다고 칩시다. 그 사과의 주변에 있는 빛의 파장 중에서 빨강색은 반사하고 나머지 색(빛)은 흡수합니다. 우리 눈에는 그 반사된 빨강색만을 인식하게 되는 것이죠. 거울은 모든 색을 흩어지지 않게 한 방향으로 똑같이 반사시킵니다. 물체에서 출발한 빛이 거울 표면에서 한 방향으로 반사되어 우리 눈으로 들어오기 때문에 우리가 거울에 물체를 비추고 있으면 그 모습 그대로 (유사하게) 볼 수 있는 것입니다.

우리의 건국신화로 거슬러 올라가면 천부인(天符印)이 있습니다. 단군신화에 등장하는 신물(神物)이죠. 천제 환인이 아들 환웅에게 인간 세상을 다스리는 데 사용하도록 준 세 가지 물건(印綬)을 말합니다. 고대사회에서 지배계층의 권위를 상징하는 신물로 보통 청동검, 청동방울, 청동거울의 세 가지가 있는데 여기에서 청동거울이 언급되고 있음을 주목할 필요가 있겠습니다. 거울의 역사를 보건대 아마 인류의 진화 과정에서 필연적으로 존재한 당위성이 있었던 것으로 보입니다.

자, 거울 이야기는 그만하고 이제 본론으로 넘어가겠습니다. 거울신경세포, 거울뉴런(Mirror Neuron)에 대한 이야기입니다. 아주 생소한 느낌이 드는 어휘입니다. 그래도 우리의 뇌에는 이런 거울이 있기 때문에 인간관계를 하는데 중요한 역할을 하게 됩니다.

실제 움직일 때 활성화 되는 뉴런이 있는데 이 신경세포를 거울뉴런이라고 합니다. 다른 사람이 움직이는 것을 보는 것만으로도 활성화되는 현상을 보입니다. 이는 다른 사람의 행동을 무의식적으로 흉내 낸다는 것을 의미하며, 보는 것만으로도 다른 사람의 경험을 공유할 수 있다는 것을 의미합니다. 거울뉴런은 다른 사람이 어떻게 느끼는지 생각하지 않고도 이해할 수 있습니다. 이런 발견은 최근 신경과학 발견 중 가장 중요한 것으로 꼽힙니다.

거울뉴런은 짧은 꼬리 원숭이의 뇌의 운동계획 영역에서 처음 발견되었으며 인간의 뇌에도 거울뉴런이 있을 것으로 추정하여 연구를 계속한 결과 인간의 거울뉴런은 원숭이보다 훨씬 광범위한 것으로 나타났습니다. 인간의 거울뉴런은 운동영역뿐만 아니라 감정, 감각, 심지어 의지(의도)의 영역에도 있는 것으로 보입니다. 거울뉴런이 있어서 다른 사람의 마음속에 어떤 변화가 일어나고 있는지 즉시 알아낼 수 있는 것입니다. 다른 사람이 느끼거나 하고 있는 것을 알아내는 이 능력은 모방을 바탕으로 합니다.

거울뉴런은 어떻게 발견되었을까요?

거울뉴런은 원숭이가 음식물을 붙잡기 위해 손을 내밀 때 활성화되는 뉴런이 어느 부위인지 알아내는 연구과정에서 우연히 발견되었다고 보고되고 있습니다. 1996년 이탈리아 지아코모 리조라띠(Giacomo Rizzolatti)가 이끄는 실험실의 연구진이 원숭이가 보는 앞에서 음식을 잡는 동작을 보이자 원숭이가 직접 음식을 잡을 때 활성화 되는 부위와 동일한 곳의 뉴런이 활성화 된 것입니다.

독자 여러분들도 하품이 전염되는 경험이 있을 것입니다. 그리고 남이 침 맞는 장면을 보면 보기만 해도 자신이 침에 찔리는 것처럼 아픔을 느낀 경험도 더러 있을 것입니다. TV를 통해 축구경기를 보면서 직접 경기장에서 내가 뛰는 것처럼 그 경기에 빠지고 흥분된 경험도 있을 것입니다. 보는 것만으로 생생하게 느껴지는 타인의 하품, 보는 것만으로 생생하게 느껴지는 타인의 아픔, 보는 것만으로 생생하게 느껴지는 타인의 흥분, 보는 것만으로 생생하게 느껴지는 타인의 기분, 타인의 얼굴이나 몸짓이나 떠오르는 감정을 읽는 그 순간부터 시작되는 공감의 과정이나 공감이 시작되는 곳, 그 공감은 바로 우리 뇌에서 일어나게 되는 것입니다.

원숭이가 땅콩을 잡을 때, 사람이 땅콩 집는 것을 바라볼 때, 뇌에서 같은 일이 벌어졌습니다. 같은 위치의 신경세포가 반응한 것이죠. 너와 나 사이의 장벽을 없애주는 ‘감정이입 세포’ 그것이 바로 거울뉴런입니다. 인간은 사회적 존재라는 철학적 명제를 과학적으로 증명한 최초의 발견인 셈입니다. 내 뇌 속에서 거울처럼 반영되는 상대의 경험, 상대의 욕망, 상대의 감정, 그리고 그 보상으로 상대도 나를 거울처럼 비춰주기를, 이해하는 만큼 이해 받기를, 공감하는 만큼 공감 받기를, 타인과의 교감을 갈망하는 내 뇌 속의 거울뉴런의 반응입니다.

서로의 행동을 따라하는 연인, 점점 닳아가는 부부, 서로가 서로를 완전히 비출 때, 두 사람의 거울뉴런이 동시에 반응할 때, 완전한 일체감의 다른 표현은 사랑입니다. 반대의 현상이 일어나기도 합니다.

국내 어느 방송에서 만든 자료가 내용이 충실하고 독자들에게 도움이 될 것 같아서 정리했습니다.

“시각은 오감 중 가장 늦게 발달하는 감각입니다. 생후 3개월이 지나야 겨우 색을 볼 수 있고, 초점을 맞추려면 6개월을 더 기다려합니다. 그 기간 동안 가장 잘 볼 수 있는 것은 엄마의 얼굴입니다. 아기는 그 어떤 색깔이나 무늬보다 사람의 얼굴을 좋아합니다. 엄마가 혀를 내밀면 아기는 금방 엄마의 표정을 따라합니다. 겨우 30cm 앞만 볼 수 있는 신생아도 엄마의 표정을 따라합니다. 선명하게 보이지 않아도 직감적으로 흉내 내는 것입니다. 상대방의 표정을 따라하는 것은 자신도 모르는 무의식적인 반응입니다.

전극을 붙인 실험을 통하여 표정을 지을 때 어떤 근육을 사용하는지 관찰했습니다. 웃을 때는 광대뼈 주변 근육을 사용하고, 찡그릴 때는 눈썹 근육을 움직입니다. 다른 사람의 표정을 볼 때도 자신도 모르게 부지불식간에 똑같은 근육을 움직입니다. 웃는 표정에서는 광대뼈 주변이, 화를 내거나 찡그린 표정에서는 눈썹이 순간적으로 반응합니다. 표정을 본 시간은 겨우 0.03초의 아주 짧은 순간입니다. 무엇을 봤는지 알 수 없는 찰라 임에도 상대방의 표정을 따라하고 있는 것입니다.

표정을 그대로 따라하는 것은 단지 표정만 따라하는 것이 아니라 그 감정도 같이 느끼는 것이 되는 것입니다. 그런 자동화 과정을 통해서 우리 인간은 남의 감정을 공감하도록 프로그램 되어 있습니다. 우리가 공감하려고 하는 것이 누가 시키고 어떤 의도에 따라 하는 것이 아니라 우리 뇌 속에 다른 사람의 내면세계, 다른 사람의 표정에 대해서 자동적으로 따라하고 공감하라는 프로그램이 되어 있는 시스템이 바로 인간입니다. 마치 거울을 보듯이 다른 사람의 표정을 따라하려는 본능은 우리 뇌에 있는 거울 신경 덕분입니다.

거울 신경을 다른 사람의 모습을 보기만 해도 마치 자신이 똑같이 행동하는 것처럼 반응합니다. 이는 감정을 담당하는 변연계(동기와 정서를 주로 담당하는 기관)를 자극해 다른 사람이 느끼는 감정까지 느끼기 때문입니다. 이 과정은 모의 비행을 할 때와 유사합니다. 실제로 하늘을 날고 있지는 않지만 화면을 보면서 자신이 직접 비행기를 탄 것 같은 체험을 합니다. 그저 눈으로 보는 것 뿐인데 비행기가 요동칠 때 두려움과 긴장감까지 함께 느끼게 됩니다.”

하품은 왜 주변 사람에게 전염되는 것일까요? 오래 사귄 연인들은 왜 서로의 행동을 따라하는 것일까요? 그것은 바로 ‘거울뉴런’ 때문입니다. 뉴런(neuron)은 신경계를 구성하는 기본 단위로, 신체의 한 부분에서 다른 부위로 신경 신호를 전달합니다. 각각의 뉴런은 수천, 수만 공감(共感)을 만듭니다.

공감 그것은 21세기에 가장 중요한 화두가 아닐까 싶습니다. 근자에 공감이란 말이 자주 인구에 회자됩니다. 공감형 리더, 공감의 정치, 공감의 교육 등등... 굳이 어려운 설명도 필요하지 않습니다. 공감은 ‘상대방의 감정을 내가 같이 느끼고, 나의 감정도 상대방이 같이 느껴주는 것’을 말합니다. 공감능력은 아주 중요합니다. 우리 인류의 진화와 역사에 결정적인 역할을 했기 때문이죠. 공감을 이해하게 해줄 핵심 열쇠 그것은 바로 거울 뉴런(mirror neuron)입니다.

여러분의 거울이 맑고 투명하여 명경지수와 같기를 바랍니다.

브레인닥터 김종상 교수(원광디지털대학교/Ph.D. neuroscience)

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