거울뉴런, 공감을 통해 인간을 서로 연결하다! “공감에 관한 생생한 클로즈업. 우리 종의 온화한 측면에 관심 있는 이들에게 흥미진진한 독서가 될 것이다.” - 프란스 드 발Frans de Waal(에모리 대학교 석좌교수) “거울뉴런이 어떻게 우리를 사회적 존재로 바꾸는지에 대한 탁월한 설명.” -디크 스왑Dick Swaab(네덜란드 뇌연구소장) “누군가가 뇌의 공감기제에 관한 책을 쓴다면 케이서스가 적임자일 것이다. 재미있고 권위 있는 책.” - 브루스 후드Bruce Hood(브리스틀 대학교 교수) 거울뉴런, 공감의 수수께끼를 풀 열쇠 1990년 이탈리아 파르마 대학의 연구팀은 원숭이의 뇌에 전선을 꽂고 이런저런 자극에 대한 반응을 조사하던 중 우연히 이상한 현상을 발견했다. 원숭이가 건포도를 집어들 때 발화하던 뇌영역이 사람이 건포도를 집는 것을 볼 때에도 발화하는 것이었다. 관찰대상의 행동을 그대로 미러링하기에 ‘거울뉴런’이라고 명명된 이 특이한 신경세포의 발견에 전 세계 과학자들은 흥분했고, 유명한 신경과학자 라마찬드란은 “생물학에서 DNA가 했던 역할을 심리학에서는 거울뉴런이 하게 될 것”이라고 예언했다. 거울뉴런의 발견이 이처럼 혁명적인 사건으로 평가받은 것은 어째서일까? 거울뉴런이 발견되기 전까지 신경과학자들은 뇌의 각 영역이 고도로 분업화되어 있다고 가정했다. 즉 뇌의 뒤쪽에 있는 시각피질에서 정보를 받아들이면, 앞쪽에 있는 전운동premotor 영역에서 행동을 계획하고 일차운동피질에서 행동을 실행한다고 여겼다. 그러나 우리가 다른 사람의 행동을 보고 그것을 이해하고 따라할 때(가령, 다른 사람이 초콜릿을 먹는 걸 보고 맛있겠다고 여기며 따라 먹을 때), 우리 자신의 시각체계와 운동체계의 기제는 명백했지만 우리가 어떻게 타인의 행동을 이해하는지는 수수께끼였다. 신경과학자들은 보는 것과 행동하는 것 사이에 어떤 정신화 모듈mentalizing module이 따로 있다고 여기고 그것을 찾아 헤맸다. 어떤 행동을 직접 할 때만이 아니라 다른 누가 같은 행동을 하는 것을 볼 때에도 활성화되는 거울뉴런의 발견은 입력(시각체계) 대 출력(운동체계)이라는 뇌 분업화 모델을 깨뜨리며, 어떤 뇌영역에서는 보는 것과 하는 것이 동일할 수 있다고 시사해주었다. 뿐만 아니라 타인의 행동을 이해하는 데 정신화 과정이 늘 필요하지는 않으며, 전운동피질에 있는 거울뉴런이 어떤 직관적인 이해를 제공할 수 있다고 암시해주었다. 타인의 행동에 본능적으로 반응하는 이 특별한 신경세포에 의해서, 당신의 행동은 나의 행동이 되고, 당신이 하는 것을 나는 느끼게 되는 것이다. 대단히 복잡한 계산을 쉽게 해내는 최신 인공지능 컴퓨터도 사람의 마음을 헤아리는 것은 어려워한다. 반면에 사람은 일곱 살만 되어도 타인의 마음을 읽는 전문가가 된다. 우리는 어떻게 복잡한 계산보다 어려운 다른 사람의 마음을 이해하는 일을 그토록 쉽게 해낼 수 있을까? 한 개인의 인지 차원(개인적 뇌)을 넘어서 사람들 간의 마음을 연결하는 어떤 기제(사회적 뇌)가 존재하는 것이 아닐까? 저자는 거울뉴런의 발견자 중 한 명인 비토리오 갈레세의 강연을 듣고, 거울뉴런이 뇌과학의 오랜 숙제인 ‘공감’의 비밀을 풀 열쇠임을 직감했다. 2000년 박사과정을 마치자마자 저자는 파르마 대학 연구팀에 합류해 본격적으로 거울뉴런 연구를 시작했고, 2004년 네덜란드 왕립학술원 신경과학연구소에 독자적인 연구소를 개설하여 공감의 신경과학적 기초를 밝히는 일련의 중요한 연구들을 수행했다. 사람에게도 거울뉴런이 존재한다 파르마 연구팀은 원숭이에게 거울뉴런체계가 있다는 것을 발견했지만 사람에게도 있는지는 확인할 수 없었다. 이제까지의 실험은 원숭이의 뇌에 머리카락 굵기의 작은 전선을 삽입해 뉴런이 발화할 때 생기는 미세한 전기자극을 감지하는 식이었다. 하지만 사람의 뇌에 전극을 삽입하는 것은 매우 위험하기 때문에(뇌수술 전 일부 간질환자들에게 예외적으로 행해진다) 과학자들은 여러 비침습적 방법을 고안했는데, 이 책의 저자가 이용한 fMRI(기능적 자기공명영상) 뇌 스캐닝도 그중 하나다. (fMRI는 뇌의 특정 부위가 활성화될 때 더 많은 산소를 필요로 한다는 점에 착안해, 커다란 자석통 안에 피실험자를 눕히고 미세한 혈류의 증가를 측정해 영상화하는 장치다.) 우선 저자는 원숭이 실험을 통해서 거울뉴런이 시각정보뿐 아니라 청각정보에도 반응한다는 것을 밝혔다. 원숭이가 직접 종이를 찢을 때 활성화되는 뉴런이 사람이 종이를 찢는 모습을 볼 때에도, 원숭이 눈을 가리고 종이 찢는 소리만 들려줄 때에도 똑같이 활성화되었다. 이로부터 우리는 원숭이의 거울뉴런이 행동의 실행, 관찰, 소리라는 세 가지 차원을 결합한다는 것을 알 수 있다. 그렇다면 인간에게도 이러한 청각거울뉴런이 있을까? 저자는 실험참가자들에게 헤드폰을 씌우고 fMRI 스캐너에 눕힌 후 콜라 캔을 따서 컵에 따르는 소리, 종이 찢는 소리, 지퍼 여는 소리 등을 들려주었다. 실험 결과는 원숭이 실험 때와 일치했다. 손으로 직접 동작을 할 때 활성화되는 부위가 같은 동작의 소리를 들을 때에도 활성화되었다. 원숭이에게 청각거울체계가 존재한다는 것을 확인한 지 2년 만에, 저자는 fMRI 실험을 통해서 사람에게도 그와 유사한 거울체계가 존재한다는 것을 확인할 수 있었다. TMS(경두개자기자극) 기계, PET(양전자방출단층촬영) 스캔 등 다양한 방법을 이용한 여러 연구자들의 연구 결과도 사람에게 거울체계가 존재한다는 사실을 뒷받침한다. 공감을 잘하는 사람일수록 거울체계가 강하다 거울체계의 존재는 공감의 개인차를 설명해준다. 공감의 정도를 측정하는 간단한 방법 중 하나는 이 책의 부록에도 수록되어 있는 텍사스 대학의 마크 데이비스가 개발한 설문조사다. 저자는 이 설문조사에서 가장 높은 점수를 받은 이들(공감능력이 뛰어난 이들)과 가장 낮은 점수를 받은 이들의 뇌를 스캔해 비교해보았다. 점수가 높은 사람은 행동 거울뉴런이 강하게 활성화된 반면, 점수가 낮은 사람은 어떤 유의미한 활성화도 보이지 않았다. 이로부터 우리는 행동 거울체계의 개인차가 타인에게 얼마나 잘 공감하는지와 밀접한 관련이 있다고 판단할 수 있다. 하지만 여기에는 단서가 붙는다. 우리가 타인의 행동에 더 많이 주의를 기울이고, 그 행동을 직접 했을 때 어떤 느낌일지 느껴보려고 의도적으로 노력할수록 우리의 거울체계는 더 강하게 활성화된다. 거울뉴런은 우리 뇌의 시각과 청각, 운동 영역들 간의 특정한 연결 패턴의 결과다. 그 연결이 강할수록 우리는 더 자연스럽게 타인의 행동에 공감하고 그들의 관점에서 세상을 바라보게 된다. 그리고 그 연결의 강도는 얼마든지 후천적이고 의식적인 노력에 의해서 강화될 수 있다. 거울뉴런은 우리의 지각을 변화시킨다 이러한 사실을 극명하게 보여주는 실험들이 있다. 피아노를 한 번도 쳐본 적이 없는 사람들과 피아노 연주 경험이 풍부한 사람들에게 피아노곡을 들려주면서 그들의 뇌 반응을 검사한 결과, 유경험자들은 피아노 연주와 관련된 손가락운동 영역을 활성화시켰지만 문외한들은 그렇지 않았다. 유경험자들은 피아노 연주를 배움으로써 피아노 음악을 듣는 방식까지 변화시켰다. 그들은 피아노곡을 귀를 통해 들을 뿐 아니라 자기 손가락의 움직임을 통해서도 지각한다. 그들이 피아노곡을 들을 때 손가락을 가만두기 힘들어하는 것은 이 때문이다. 또 함께 연습하며 서로의 동작에 대해 잘 아는 남녀 발레무용수들에게 발레 영상을 보여주었을 때 남녀 모두 일정하게 거울뉴런이 활성화되었지만, 남자는 남자무용수만이 하는 특정한 동작에, 여자는 여자무용수만이 하는 고유 동작에 더 강하게 반응했다. 자기 몸으로 계속 반복해서 연습했던 동작을 봤을 때 거울뉴런이 더 강하게 반응한다는 사실은, 거울체계가 태어날 때 완전히 결정되는 것이 아니