[신희섭의 뇌가 있는 풍경] 공감의 뇌 기전과 사이코패스

입력2021.11.24 17:33 수정2021.11.25 00:07 지면A33

공원에서 엄마 손을 잡고 노는 아이가 있다. 그런데 화려한 날개를 펄럭이며 날아가는 나비를 따라 뛰어가다가 넘어져 무릎이 까졌다. 아픈 아이는 빨간 피를 흘리며 큰 소리로 운다. 엄마도 아이를 따라 울상이 되고 마음이 아파진다. 본인 상처는 없지만 아이의 고통에 공감하기 때문이다. 고통뿐만 아니라 기쁨도 공감이 가능하다. 자녀의 환한 웃음을 보면 부모는 함께 기뻐한다. 이러한 정서적 공감 외에 인지적 공감도 있다. 타인의 의도를 이해하고, 타인 입장에서 세상을 볼 수 있는 것은 인지적 공감 능력 덕분이다.

공감 능력의 결여는 다양한 정신·신경질환과 관련된다. 자폐증이 대표적이다. 이외에도 조현병, 조울증, 우울증, 불안증, 감정표현불능증, 외상후스트레스증후군, 강박장애, 사이코패스 등에서 공감 능력 결여가 주요 증상의 하나로 보고된다. 그런데 암이나 당뇨와 달리 이 질환들은 명확한 과학적 진단기술이 아직 없다. 자기공명 이미지를 사용해 공감 반응 시에 활성화되는 뇌 부위를 비교하는 것이 최선이다. 공감 능력을 조절하는 뇌 기전이 제대로 밝혀지지 못한 이유다.

특히 사이코패스는 소설, 영화 등을 통해 많이 알려졌다. 1960년 영화 ‘태양은 가득히’에서 주인공 리플리는 치밀한 계획으로 부자의 아들인 친구를 살해한다. 그렇게 친구의 재산을 차지한 뒤 거짓말을 계속하다가 또 살인을 하고, 결국 파멸한다. 끔찍한 행위와 대조되는 평온하고 순진한 태도가 관객에게 공포감을 유도할 정도다. 공감 능력 결여의 전형적인 예로 거론되는 영화 속 인물이다.

타인의 고통에 무관심한 사이코패스

사이코패스는 반사회적 인격장애의 극단적 예다. 사이코패스는 공감 능력이 심하게 결여돼 타인의 고통에 무관심하다. 남에게 고통을 유발하면서도 미안함과 죄의식은 고사하고 오히려 재미를 느낀다. 사회 통념과 도덕 규범을 무시하고, 목적 달성을 위해 범법 행위를 서슴지 않는다.

미국 위스콘신대에서 수감 중인 강력범죄자들을 정신과 진단으로 사이코패스와 아닌 사람으로 구분해 뇌의 구조와 기능을 비교하는 연구를 한 적이 있다. 사이코패스인 사람들은 뇌 두 부위의 신경 연결이 약하고 신호 교류도 저하돼 있었다. 하나는 공포심과 불안감 등을 조절하는 편도이고, 다른 하나는 공감 능력과 죄의식 등을 조절하는 전전두엽이다. 이를 통해 사이코패스가 사회적 관계에서 보이는 냉담성이나 충동적인 행동을 설명할 수 있다. 다만 뇌 상태와 행동의 인과관계를 증명하기에는 한계가 있다. 인간의 뇌에서 해당 부위를 실험적으로 조작하고 그로 인한 행동 변화를 관찰하는 것이 불가능하기 때문이다. 공감 능력의 뇌 기전 연구에 동물 모델이 필요한 이유다.

사회관계 유지하려면 공감능력 필수

원래 공감 능력은 인간, 침팬지 등에서나 볼 수 있는 뇌의 고등 기능이라고 알려져 있었다. 그런데 지난 10여 년의 연구를 통해 공감 능력의 기본 형태가 설치류에도 존재함이 확인됐다. 예컨대 통증으로 고통받는 쥐와 함께 지낸 쥐는 통증에 훨씬 민감하게 반응한다. 특정 장소에서 다른 쥐가 공포에 휩싸이는 것을 접한 쥐는 덩달아 행동이 얼어붙는 공포 반응을 보일 뿐 아니라, 나중에 같은 장소에 가면 공포 기억이 되살아난다. 쥐는 다른 쥐가 덫에 걸려 스트레스를 받으면 구해주기도 한다. 이는 모두 다른 쥐의 정서 상태를 이해하고 공감하는 데서 비롯된다.

쥐를 통한 공포 공감의 뇌 연구는 인과 관계 규명 수준으로 활발히 진행 중이다. 전대상피질, 편도핵, 대뇌섬피질, 중심선 시상 등의 부위가 공포 공감에 필수적인 역할을 한다는 것이 밝혀졌다. 공포 공감에 관여하는 여러 유전자도 발견됐다. 공포 공감의 진행 순간에 전대상피질(전전두엽의 일부)과 편도핵이 함께 활성화되면서 정보를 교환한다는 사실도 알게 됐다. 쥐 뇌의 이 부위들은 인간의 공감 반응 때 활성화되는 뇌 부위에 상응한다. 이는 인간과 설치류의 공감 반응이 유사한 뇌 기전에 의해 일어남을 시사한다.

인간의 의사소통은 공감에서 시작된다. 일상적 대화뿐 아니라 종교적 가르침도 마찬가지다. 인간이 사회적 동물로서 집단을 구성해 유지하려면 공감 능력이 필수적이다. 마이크로소프트의 3대 회장 사티아 나델라는 취임하면서부터 공감이라는 가치를 통해 사람과 사람, 사람과 기술을 연결하려는 메시지를 회사에 불어넣었다. 모바일 시대 흐름에 뒤처져 부진을 겪던 마이크로소프트가 부활한 것은 우연이 아니다.

신희섭 IBS 명예연구위원, 에스엘바이젠 이사

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[신희섭의 뇌가 있는 풍경] 인지부조화의 해결 방법

새 옷을 사려고 하는데 두 가지 서로 다른 스타일이 눈에 띈다. 둘 다 마음에 든다. 그러나 지갑에는 하나를 살 돈밖에 없다. 한참을 고민하다가 그중 하나를 구입한다. 막상 사고 나니 내가 선택한 옷이 더 좋아 보여 기분이 흡족하다. 누구나 이와 비슷한 경험을 했을 것이다.인간은 어려서부터 교육을 통해 올바른 사회의 일원으로서 기본 소양 또는 도덕성을 갖춘다. 사회는 개인에게 적법한 행동 규범을 요구하고, 만약 여기서 벗어나면 법으로 규제해 처벌한다.은행의 현금지급기에서 10만원을 찾고 보니 통장 잔액이 바닥이다. 이번 달 생활비 부족을 걱정하며 나오는데 바로 문 밖에 갈색 봉투가 떨어져 있다. 살짝 보니 5만원권 한 묶음이 들어 있다. 주변에는 아무도 없다. 도덕성이 제대로 작동하면 즉시 그 돈을 들고 은행으로 돌아가 주인을 찾아주라며 맡길 것이다. 누군가 돈을 찾고 나가다가 떨어뜨렸을 가능성이 높기 때문이다. 이와 전혀 다른 행동도 가능하다. 일단 돈 봉투를 주머니에 넣고서 자리를 벗어난다. 마침 돈이 절실히 필요하던 차에 이런 행운이 생기다니! 그런데 또 하나의 생각이 스멀스멀 올라온다. 이 돈을 돌려주는 것이 옳은 행동이라는 생각. 이 두 개의 서로 상반된 생각이 마음속에서 싸움을 한다. 심리학에서는 이런 마음 상태를 ‘인지부조화(認知不調和·cognitive dissonance)’라고 한다. 길에서 5만원 돈뭉치를 봤다면…인지부조화는 마음(뇌) 상태를 매우 불편하게 만든다. 이는 과학적 실험으로도 확인된다. 자기공명이미지(fMRI)를 이용한 연구 보고에 의하면, 인지부조화 경험자는 뇌에서 전대상피질(ACC)이 강하게 작동하는 신호를 보인다. 이 신호는 인지부조화의 정도가 심할수록 함께 커진다. 전대상피질은 여러 가지 부정적인 정서에 관여하는 부위다. 특히 신경병증성 통증에 관여한다.뇌는 인지부조화의 상태를 벗어나려고 가능한 한 모든 방법을 동원한다. 방법은 간단하다. 상반되는 두 가지 생각 중 하나를 없애면 되는 것이다. ‘그 돈을 내가 가지겠다는 생각’을 없애면(돈을 돌려주면) 만사 해결된다. 반대로, 돈은 가지면서 인지부조화를 없애려면 ‘그 돈을 돌려주는 것이 옳은 행동이라는 생각’을 약화시키면 된다. 돈 봉투를 떨어뜨린 사람의 잘못이지. 누가 잃어버리라고 했나? 이건 행운의 여신이 나에게 내리는 선물이야. 심리학에서는 이를 합리화(合理化·rationalization)라고 부른다. 그런데 합리화의 실제 과정은 이름과 다르게 이뤄진다. 불합리한 행동과 동기 부여를 유도하고, 임시변통에 불과한 가정을 하기도 한다. 확증편향 정책이 국가 몰락 초래도이솝 우화에도 비슷한 이야기가 있다. 여우가 포도를 먹고 싶은데 도저히 딸 수가 없어 ‘저 포도는 너무 셔서 못 먹어’라고 포기한다. 이것도 일종의 합리화다. 불교의 가르침은 삶이 곧 괴로움이라는 전제에서 시작된다. 사랑하는데 이별하기, 미워하는데 마주치기, 갈구하는데 얻지 못하기. 대개의 괴로움이 인지부조화 때문인 것이다. 그래서 합리화는 괴로움을 해소하며 세상을 편안하게 살아가는 방법이기도 하다.인지부조화의 다른 해결책으로 확증편향(確證偏向·confirmation bias)이 있다. 서두에 언급한 예에서 자기가 선택한 옷이 더 좋다고 생각함으로써(확증편향) 마음이 편해진다. 그러나 확증편향은 심각한 문제를 야기할 수도 있다. 기존에 가졌던 신념이나 가치관과 상충되는 상황이 발생하면 인지부조화가 생긴다. 이를 해소하는 현명한 방법은 사실관계를 확인하고(인과관계 규명), 그에 근거해 신념이나 가치관을 바꾸는 것이다. 그런데 그게 쉽지 않다. 지적 자존감에 큰 상처를 주기 때문이다. 다른 방법은 신념이나 가치관을 유지한 채 오히려 그에 부합하는 정보를 선택적으로 찾으려 하거나, 그에 배치되는 정보는 무시하고 걸러내는 것이다. 이런 확증편향은 특히 과학 연구에서 심각한 학술적 오류를 일으킨다. 개인은 물론 기업이나 국가 운영에도 큰 위협이 될 수 있다. 확증편향에 따라 수립된 대규모 사업 계획이나 정책은 회사와 정부의 몰락을 유도할 수 있기 때문이다. 인지부조화는 살면서 피할 수 없다. 다만 그 해결 방법은 양날의 칼이다. 칼이 요리와 살상이라는 상반된 용도를 모두 가진 것과 같은 이치다.신희섭 < IBS 명예연구위원, 에스엘바이젠 이사 >
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[신희섭의 뇌가 있는 풍경] 모성애는 당연한 걸까?

최근 신문 1면에 너무나 처절한 사진이 실렸다. 아프가니스탄 주민 2명이 공항 철조망 너머 미군에게 아기를 건네는 장면이 카메라에 찍힌 것이다. 아버지는 아이를 높이 들어 올리고 어머니는 온 힘을 다해 떠받친다. 탈레반의 무자비한 처형으로부터 자식만이라도 살리려는 부모의 절박함이 가슴을 아프게 한다.이처럼 세상에는 자식을 위해 희생하는 부모, 특히 ‘어머니’의 이야기가 많다. 뮤지컬 ‘미스 사이공’의 베트남 소녀 킴, 오페라 ‘나비 부인’의 게이샤 초초상이 대표적인 예다. 이렇듯 모성애는 한국을 비롯한 대부분의 문화권에서 자연스러운 것으로 받아들여진다. 하지만 최근 사례를 보면 꼭 그렇지만도 않음을 알게 된다. 얼마 전 세 살배기 딸을 사흘 동안 방치해 숨지게 한 30대 엄마처럼, 부모에 의한 아동학대 및 살해 사건은 우리 주변에서 드물지 않다.동물에게 가장 기본적인 두 가지 본능은 생존과 번식이다. 본능이란 본래 타고난 기능이라는 뜻이다. 그렇다고 해서 본능이 오직 유전자의 명령에 의해 좌우되지는 않는다. 인간의 모든 기능은 유전자와 환경의 합작품이다. 태아는 수정란 착상 순간부터 엄마를 통해 모든 정보를 고스란히 전달받는다. 이는 유전자 설계와 더불어 태아 발달 과정에 중요한 역할을 한다. 임신 중 식습관, 몸가짐, 마음가짐을 바르게 갖추는 태교가 중요한 까닭이다. 생후 환경도 중요하다. 특히 유아기 환경은 뇌 발달에 지대한 영향을 미친다. 뇌회로 문제땐 '본능 거부'뇌 회로 형성도 마찬가지다. 인간의 모든 행동은 뇌 회로의 기능 발현에 따라 이뤄진다. 모성애 역시 뇌 회로에 문제가 생기면 무너질 수 있다. 변이가 일어나면 어미 생쥐의 새끼 돌봄 행동이 사라지는 유전자가 여럿 발견됐다. 임신 중 극심한 스트레스도 돌봄 행동 저해의 원인이 될 수 있다. 비행기 추락 사고에 기체 결함, 기상 이변, 조종사의 실수 등 무수히 많은 원인이 관련될 수 있다는 것과 비슷한 이치다. 당연하게 생각되던 모성애가 실제로는 복잡한 뇌 회로의 정상적 작동의 결과임을 알 수 있다.출산 후 어미 쥐의 뇌에 일어나는 변화는 동물 실험을 통해 속속 밝혀지고 있다. 새끼들을 여기저기 흩어 놓으면, 어미는 이들을 하나하나 입으로 모아 따뜻하게 품고 젖을 먹인다. 뇌 시상하부의 가장 앞부분에는 ‘내측시삭전야(mPOA)’란 부위가 있다. 이곳에 새끼에 관한 감각 정보들이 모여 들어와 에스트로젠 등의 호르몬과 상호 작용함으로써 새끼 돌봄 명령이 만들어진다. 이는 뇌의 각 부위로 전달돼 새끼 돌봄에 최적화된 뇌 변화와 행동을 유도한다. 교육하면 '사랑 호르몬'도 나와사람도 마찬가지다. 엄마는 자기 아기의 울음소리에 특별히 민감해진다. 잠든 아기를 침실에 눕히고 거실에서 손님들과 웃고 떠들다가도, 아기의 미세한 울음소리에 놀라 방으로 뛰어 들어간다. 어미 생쥐 뇌의 청각피질에는 신경 가소성 기전에 의해 새끼의 울음소리에 민감히 반응하는 신경세포들이 생겨남이 밝혀졌다. 이들 신경세포의 변화에는 ‘옥시토신’ 호르몬의 작용이 필수적이다. 옥시토신은 출산과 모유 분비를 돕고 유대감, 신뢰, 배려심 등에 관여해 ‘사랑 호르몬’이라고도 불린다. 특히 이 같은 신경세포 변화가 교육을 통해서도 이뤄진다는 점은 흥미롭다. 처녀 생쥐가 어미 생쥐와 함께 살면 새끼 돌봄 행동을 배운다. 이는 투명 칸막이 너머 관찰만으로도 가능하다. 돌봄 행동을 배운 처녀 생쥐의 청각피질에도 새끼의 울음소리에 민감하게 반응하는 세포들이 생긴다. 고모의 조카 사랑은 우연이 아닌 것이다.인간은 본능을 거부할 수 있는 유일한 동물이다. 그래서인지 번식과 자기 생존 본능을 거부하는 사람이 늘고 있다. 유엔의 최근 보고에 의하면 한국의 출산율은 세계 198개국 중 꼴찌다.반면에 자살률은 OECD 38개국 중 1위다. 생물학적으로 유전자 변이가 그렇게 빠르게 일어날 수는 없다. 결국 이 현상은 우리 사회에 심각한 문제가 있음을 시사한다. 그냥 넘겨서는 안 될 일이다.신희섭 < 기초과학연구원 명예연구위원, ㈜에스엘바이젠 이사 >
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[신희섭의 뇌가 있는 풍경] 문명의 추진 동력 '보상 회로'

쾌락과 고통은 예나 지금이나 인류의 관심사다. 고대 바빌론의 길가메시 서사시부터 현대 트랜스휴머니즘(Transhumanism) 사상에 이르는 수많은 인문학적 논의에서 이를 다룬다. 쾌락주의(Hedonism)자들은 쾌락을 인생의 궁극적 목적이자 가치판단 기준으로 삼았다. 이들에게 쾌락이란 식욕과 성욕의 충족 등 감각적 즐거움에 국한되지 않는다. 자연에서 누리는 휴식, 예술과 스포츠 등 취미 활동, 지식 습득, 목표 달성 등 모든 종류의 즐거운 경험을 포괄한다. 또한 종교는 인간을 고통에서 구하고 행복의 길로 인도함을 중요한 목표로 삼는다. 이렇듯 쾌락에 대한 다양한 인문학적 논의가 있지만, 이 모든 쾌락이 같은 개념인가에 대한 논란은 여전히 있다.이 어려운 문제를 현대 뇌과학은 어떻게 풀고 있을까? 여러 연구 결과는 쾌락이 공통적으로 뇌의 ‘보상 회로(reward pathway)’ 기능과 밀접함을 밝히고 있다. 보상 회로는 중뇌, 변연계 등 여러 뇌 영역에 산재하는 신경 핵과 이들 간의 연결 통로로 이뤄진다. 특히 긍정 및 부정적 자극에 대한 정보처리에 관여하며 여러 인지 기능에 중요한 역할을 한다. 이를 통해 △쾌락처럼 긍정적 정서의 발현(좋아함) △긍정적 정서를 유도하는 자극이나 대상을 취하는 행동(원함, 동기 부여) △사물, 사건 간 연관성 학습(파블로프 조건화 학습, 작업 학습)이 일어난다. 현대 뇌과학은 '쾌락'을 어떻게 볼까보상 회로의 핵들(중격의지핵, NAc 등)은 쾌락을 느낄 때 활성화된다. 그래서 쾌락 중추라고 부르기도 한다. 음식, 섹스 등의 자극에 의한 보상 회로 활성화는 쾌락 감정을 일으켜 그 대상을 취하는 행동으로 이어진다. 따라서 보상에 관한 인지 행동은 개체의 생존과 번식에 필수적이라고 할 수 있다. 보상은 크게 내재적 보상과 외재적 보상으로 나눌 수 있다. 전자는 음식과 섹스처럼 그 자체가 쾌락의 직접적 원인이 되는 경우다. 후자는 돈이나 명예처럼 연관 학습을 거쳐 내재적 보상으로 연결돼 쾌락을 유도한다. 또한 보상 회로는 타인을 통해 느끼는 즐거움에도 활성화된다. 가령 시기하던 상대가 불운을 맞아 몰락했을 때 느끼는 기쁨(schadenfreude·샤덴프로이데)이 있다. ‘당근과 채찍’이라는 전통적인 훈련 방법은 연관 학습에서 보상 회로의 역할을 잘 이용한 기법이다.보상 회로가 작동을 멈추면 쾌락 추구 행동이 없어지는 ‘무쾌감증(anhedonia·안헤도니아)’이 나타난다. 좋아하던 초콜릿에 무관심해지는 행동 증상이 대표적인 예다. 그러나 초콜릿의 맛은 느껴도 손을 뻗어 입에 넣을 의욕이 나지 않을 수도 있다. 동기 부여 기능이 가라앉은 경우다. 이를 통해 보상 회로는 ‘좋아함’과 ‘원함’의 두 가지 속성을 함께 조절함을 알 수 있다. 특히 정신분열증, 우울증, 주의력결핍과잉행동장애(ADHD) 환자에게서 보상 회로 기능 저하가 많이 발견된다. 잡스처럼 '일 중독'이 현대문명 이뤄반면 보상 회로가 비정상적으로 과작동하는 경우를 중독(탐닉)이라고 한다. 마약, 술 등 ‘좋아함’을 자극하는 약물에 장기간 노출되면 보상 회로의 ‘원함’ 통로의 기능이 강화된다. 중독은 한 번 빠지면 해당 자극에만 몰두해 다른 것에는 관심을 두지 않기 때문에 문제가 된다. 이는 쥐 실험에서 극적으로 확인된 사실이다. 쥐의 보상 회로 한 곳에 전극을 심고 전선을 외부 손잡이에 연결한다. 이때 쥐가 손잡이를 누르면 그 보상 회로에 전기 자극을 주게 만든다. 그러면 쥐는 손잡이를 한 시간에 수천 번까지도 누른다.보상 회로는 생존을 위해서 생겨났다. 단세포 동물이 다세포 동물로 진화하면서 뇌가 발달했다. 수많은 복잡한 세포들로 구성된 몸이라는 거대한 공동체가 정상 작동하려면 뇌의 조절 기능이 필수적이다. 전체 세포들이 질서 정연하게 기능해야만 제대로 움직일 수 있기 때문이다. 그렇다면 무엇을 향하여 움직일 것인가? 음식 섭취, 짝짓기, 생존에 필요한 경험 획득 등이 보편적인 목표가 될 것이다. 즉, 가능한 한 쾌락은 많고 고통은 적을수록 최상의 선택이다. 요컨대 보상 회로는 개체의 생존과 번식에 필요한 뇌의 판단 기준이라고 할 수 있다.보상 회로의 과도한 작동은 양면성이 있다. 마약, 알코올, 도박 중독은 물론, 일 중독도 보상 회로 과작동의 결과다. 무엇인가에 미치면 다른 것에는 관심이 줄어들 수밖에 없다. 매일 아침 옷을 고르는 시간마저 줄이려고 늘 청바지와 검정 티셔츠만 입던 고(故) 스티브 잡스가 대표적 예다. 인류 역사에는 잡스처럼 무엇인가에 미쳐서 열중했던 사람들이 많았고, 그들이 세상을 놀라게 하는 혁신적 성과를 내놨다. 이렇게 보면 현대 인류 문명은 보상 회로의 결과물이라고 해도 크게 틀리지 않을 것이다.