[거울 신경세포의 기능 장애 이론] 자폐성 장애 원인 이해하기

‘거울 신경세포의 기능장애’ 이론은 자폐성 장애(autism spectrum disorder, ASD)의 신경학적 원인을 설명하려는 주요 가설 중 하나입니다. 아래에서는 이 개념을 정의 → 발견 배경 → 기능 → 자폐와의 관련성 → 한계와 현대적 관점 순으로 자세히 풀어드릴게요.

 

 

1. 거울 신경세포란 무엇인가

거울 신경세포(mirror neurons)는 1990년대 초 이탈리아 파르마 대학의 신경과학자 자코모 리촐라티(Giacomo Rizzolatti)와 동료들이 원숭이 실험 중 발견한 신경세포 유형입니다. 연구자들은 원숭이의 전운동피질(premotor cortex)을 관찰하던 중, 원숭이가 직접 행동을 할 때뿐 아니라, 다른 원숭이나 사람이 그 행동을 수행하는 것을 보기만 해도 동일한 신경세포가 활성화되는 현상을 발견했습니다. 예를 들어 원숭이가 바나나를 집을 때 활성화되는 신경세포가, 다른 존재가 바나나를 집는 모습을 보기만 해도 동일하게 반응했습니다. 이 신경세포는 마치 ‘거울처럼’ 타인의 행동을 자신의 뇌 속에서 비추듯 재현하기 때문에 ‘거울 신경세포’라는 이름이 붙었습니다.

 

2. 거울 신경세포의 기능

거울 신경세포는 단순히 ‘움직임’을 모방하는 수준을 넘어, 타인의 행동 의도와 감정, 고통 등을 공감하고 이해하는 기능과도 관련이 있다고 알려져 있습니다. 이 시스템은 다음과 같은 인지 과정에 관여한다고 보입니다.

1) 행동 이해 (Action Understanding) → 타인이 하는 행동의 목적을 추론하게 함.

예를 들어, 누군가 컵을 들면 “물을 마시려는구나”라고 이해함.

2) 모방 학습 (Imitative Learning) → 타인의 행동을 보고 그대로 따라 함으로써 학습이 이루어짐.

이는 유아가 부모의 표정, 언어, 몸짓을 배우는 중요한 기반이 됨.

3) 공감과 사회적 인지 (Empathy & Social Cognition) → 타인의 표정이나 행동을 보고 그 감정을 느끼고, 사회적 신호를 해석할 수 있게 함.

이처럼 거울 신경세포는 단순한 운동 반응 이상의 역할을 하며, 인간이 사회적 존재로서 타인과 관계를 맺는 근본적인 메커니즘으로 여겨집니다.

 

3. ‘거울 신경세포 기능장애’ 이론

자폐성 장애 아동의 주요 특징은 타인의 감정과 의도를 이해하는 능력, 사회적 상호작용, 모방 행동에서의 어려움입니다. 이에 따라 신경과학자들은 “혹시 자폐인의 뇌에서는 거울 신경세포 체계에 문제가 있는 것은 아닐까?”라는 가설을 세웠습니다. 이를 ‘거울 신경세포 기능장애(Mirror Neuron Dysfunction) 가설’이라 합니다. 이 가설에 따르면 자폐 아동의 전운동피질과 하두정엽(inferior parietal lobule) 등 거울 신경세포가 주로 분포하는 영역의 활성화가 정상인보다 낮게 나타납니다. 즉, 타인의 행동을 보거나 표정을 관찰할 때 뇌가 그 행동을 ‘거울처럼 시뮬레이션’ 하지 못하므로, 타인의 감정이나 의도를 파악하기 어렵고 사회적 신호(눈짓, 표정, 몸짓 등)를 해석하기 힘들며 모방을 통한 학습이 원활하지 않은 것입니다. 이로 인해 사회적 상호작용의 어려움, 언어 발달 지연, 공감 결핍 등 자폐의 대표적 증상이 나타난다는 것이 이 이론의 핵심입니다.

 

4. 뇌영상 연구와 증거

2000년대 이후 fMRI(기능적 자기공명영상) 연구를 통해 자폐 아동과 일반 아동의 뇌를 비교한 결과, 자폐 아동의 하전두회(inferior frontal gyrus)나 하두정엽(inferior parietal lobule) 같은 거울 신경세포 영역에서의 활성도가 낮은 경향이 관찰되었습니다. 또한 얼굴 표정이나 손동작을 인식하는 과제에서 자폐 아동은 거울 신경세포의 반응이 약하거나 거의 나타나지 않는 경우도 보고되었습니다. 이러한 뇌과학적 근거는 거울 신경세포 기능장애 가설을 뒷받침했습니다.

 

5. 이 이론이 설명하는 자폐 특성

거울 신경세포의 기능장애로 설명 가능한 자폐 특성은 다음과 같습니다.

▶️ 모방의 어려움: 타인의 행동을 ‘내 뇌 안에서 시뮬레이션’하지 못하므로, 정확히 따라 하기 힘듦.

▶️ 공감 결여처럼 보이는 행동: 타인의 표정이나 감정을 이해하지 못하기 때문에 무관심하거나 냉정해 보임.

▶️ 사회적 소통의 어려움: 언어의 억양, 표정, 몸짓 등 비언어적 신호를 해석하는 데 어려움.

▶️ 자발적 상호작용 부족: 타인 행동의 의미를 읽기 어려우므로 사회적 참여 의욕이 줄어듦. 즉, 거울 신경세포가 제대로 작동하지 않으면 타인의 마음을 ‘비추어 보는’ 능력이 떨어지며, 이로 인해 사회적 관계 형성이 어려워진다는 설명입니다.

 

6. 한계와 비판

하지만 거울 신경세포 기능장애 이론은 자폐를 완전히 설명하기에는 불충분하다는 비판도 많습니다.

1) 거울 신경세포의 기능이 단순하지 않음

인간의 사회적 이해 능력은 매우 복합적이며, 단일 신경 체계로 설명하기 어렵습니다.

2) 자폐인의 뇌 다양성

모든 자폐인이 동일한 신경 반응 패턴을 보이지 않습니다. 일부 연구에서는 오히려 정상적인 거울 신경세포 반응을 보인 사례도 있습니다.

3) 인지적 요인과 환경적 요인 무시

사회적 인지나 공감 능력은 단지 뇌 구조뿐 아니라 경험, 학습, 양육 환경 등 다양한 요인의 영향을 받습니다.

4) ‘결함 모델’의 문제

신경다양성(neurodiversity) 관점에서는 자폐를 ‘고장’이나 ‘결함’으로 보지 않고, 단지 다른 신경 발달 방식으로 이해합니다. 즉, 자폐인은 거울 신경세포가 ‘부족한’ 것이 아니라, 정보를 처리하는 방식이 ‘다른’ 것일 수도 있습니다.

 

7. 현대의 통합적 관점

오늘날 신경과학자들은 자폐를 단일 원인으로 설명하기보다, 거울 신경세포의 기능 차이 + 사회적 동기 부족 + 감각 처리 특성 + 유전적 요인 등이 상호 작용하는 복합적인 신경 발달 차이로 보고 있습니다. 거울 신경세포 이론은 여전히 중요한 단서이지만, 그것이 자폐의 “원인”이라기보다는 특정한 사회적 인지 특성을 설명하는 하나의 단면으로 받아들여집니다.

 

“자폐인들의 경우에는 이 체계에 일종의 고장이 생겨서 다른 사람의 행동을 읽고 해석하지 못하는 것으로 보인다.” 

즉, 자폐를 이해하는 데 있어 ‘공감 능력의 결함’이 아니라 ‘신경 체계의 다른 작동 방식’으로 이해하는 관점으로 확장되고 있습니다.