자폐증의 원인

자폐증은 아동의 발달수준에 비하여 언어 및 비언어적 표현능력이 비정상적으로 발달하며, 대인관계를 형성하는 사회적 상호작용이 현저하게 저하되고, 그리고 제한된 범위의 관심영역에 강박적으로 집착하는 특이한 행동 등이 함께 나타나는 발달장애의 하나이며 이러한 자폐증상은 만3세 이전에 발생한다. 엄격한 의미의 자폐증은 미국에서 약 10,000명당 4-5명꼴로 발생한다고 하고, 가벼운 증상의 아동들까지 포함하는 개념인 자폐스펙트럼 장애(autistic spectrum disorder)의 경우는 10,000명당 20-30명 정도로 알려져 있으며, 심지어는 91명까지도 문제점을 보인다는 연구결과도 있기도 하다. 우리 나라에서도 이와 유사하게 발생하리라 생각한다. 1943년 미국 Johns Hopkins 대학병원의 소아정신과 주임교수였던 Dr. Leo Kanner는 유아기 자폐증에 대하여 묘사하면서, 그 원인으로서 소위 'refrigerator mother'을 제시하였다. 즉, 차갑고 정이 없는 엄마가 아기에 대하여 냉혹하고 거부감을 보임으로써, 아기가 이로 인하여 발달이 지연되면서 자폐증상을 보인다고 하였다. 그 이후의 연구에서 자폐증이 심리적인 원인으로 인해서 발생한다는 이론은 폐기되고 자폐증의 생물학적 원인에 대한 관심이 고조되었다. 자폐증에 정확한 발생원인에 대하여 꼭집어 말할 수는 없지만, 여러 관점에서 자폐증의 원인을 찾아보기 위하여 연구가 진행되어 왔다. 현재로서는 뇌의 생물학적인 이상으로 인하여 나타나는 여러 요인들이 복합적으로 작용하여 자폐증을 야기한다는 것이 정설로 알려져 있다. 1. Medical Conditions: 약 10-15%의 자폐증 환자가 의학적 질환으로 인하여 자폐증상이 나타난다. 염색체 이상: Fragile X syndrome, Angelman syndrome & Prader-Willi syndrome, Tuberous sclerosis, 드물게 Down's syndrome 선천성 대사질환: untreated phenylketouria(PKU)등, 대사과정의 이상 특수한 형태의 간질 질환: Landau-Kleffner syndrome(Acquired epileptic aphasia)는 수면시 간질을 보이며 이미 획득한 언어능력을 상실한다. ---> 일반적으로 자폐아의 25-30%가 간질을 보이며, 특히 청소년기에 이르러 호발하는 것으로 알려져 있다. 또한, 자폐아의 50%이상이 EEG에서 이상소견을 나타내는데, 아마도 이는 낮은 IQ와 관련이 있으리라 생각된다. 감염성 질환: Herpes 뇌염, 선천성 풍진 ---> 최근 홍역백신이 자폐증을 유발할지도 모른다는 연구가 발표되어 영국과 WHO(세계보건기구)를 발칵 뒤집어 났으나, 현재로서는 큰 지지를 받지 못하는 실정이다. 2. 유전적 요인: X, 9, 16, 15 등의 염색체 이상이 밝혀지고 있다. Fragile X syndrome: X 염색체에 존재하는 FMR-1이라 불리는 유전인자의 이상으로 발생되는 유전질환이다. 최근의 연구는 자폐증의 2.5-5%의 경우가 Fragile X syndrome과 관련이 있다고 보고하고 있다. Tuberous Sclerosis: single gene, autosomal dominant 유전을 하는 질환으로 7000명당 1명 꼴로 발생한다. 이들 환자의 2/3가 간질을 보이고 2/5에서 학습장애를 나타낸다. 이 장애를 가진 약 50%의 경우에서 자폐증상을 보인다. 염색체 9와 16번이 연관이 있는 것으로 알려져 있다. Angelman syndrome & Prader-Willi syndrome: 염색체 15번의 이상을 공유하는 유전질환으로서 정신지체를 동반하는 자폐증상을 보이기도 한다. Broader phenotype: 자폐아의 형제, 자매들 중에서 약 12-20%정도가, 자폐증의 진단기준에 맞지는 않는다고 할지라도, 가벼운 형태의 인지기능의 장애나 사회성의 부족등을 보인다고 알려져 있다. 일란성 쌍생아에서 한쪽아이가 자폐증으로 진단된 경우에는 다른 아이의 경우 90%이상에서 심하지 않은 정도의 인지기능과 사회적 상호관계의 문제점을 보인다고 하였다. 이를 'Broader phenotype'이라고 한다. 이러한 'Broader phenotype'의 임상 양상을 살펴보면, 자폐증에서 특징적으로 보이는 비정상적인 언어소통기술이 뚜렷하지 않고, 존재는 하지만 그다지 두드러지지 않는 상동증적인 행동, 살짝 드러내는 대인관계의 미숙, 그리고 간질이나 정신지체의 동반이 없다. 자폐아가 있는 가정에서 다른 자녀가 자폐증에 걸릴 확률은 5%이다라는 보고가 있었으나, 최근에는 5%보다는 약간 높을 것이라는 연구가 나오고 있다. 자폐아의 직계가족에서 정서장애가 일반인그룹보다 3배이상 많으며, 사회공포증(social phobia)도 훨씬 많이 발생한다. Serotonin transporter gene과 연관이 있으리라는 추측. 3. 신경해부학적인 관점 postmortem study: 뇌의 Purkinje cells과 granular cells의 숫자가 줄어드는 모습을 보인다. 일부 연구에서 소뇌와 연변계(limbic system)의 신경세포가 빽빽하게 찬 모습을 보인다. 자폐증과 소뇌와의 연관성(?): 1980년대 후반부터 미국 University of California, San Diego의 Eric Courchesne이 자폐증에 소뇌의 역할이 매우 중요하다는 연구결과를 발표하였다. 그 이후로 MRI를 이용한 연구에서 소뇌의 vermal lobules 중 VI, VII가 작아져 있다는 보고를 하였고 추가적으로, 뇌간(brain stem)이 얇아지고 두정엽(parietal lobe)의 크기가 작아진다는 연구결과를 발표하였다. 그러나, 1996년경부터 미국 University of Iowa의 Joseph Piven은 Courchesne의 연구방법이 잘못되었다고 주장하면서, MRI연구결과에서 자폐증에서 소뇌의 크기는 변함이 없다고 보고하였다. 결과적으로, 자폐증연구에서 소뇌 연구에 대한 관심이 점차 줄어드는 형편이다. 전두엽(frontal lobe)과 전전두엽(prefrontal lobe): 현재로서는 전두엽부위의 역할이 자폐증을 이해하는데 가장 중요하리라 생각된다. 'theory of mind' 과제를 수행하면서 시행한 PET에서 left medial frontal lobe가 활성화된다. 일반적으로 뇌의 전체적인 크기가 커지는 현상(약 25%에서 관찰됨)이 있는데, 이 때에 전두엽은 크기가 변하지 않는다고 한다. anterior cingulate gyrus: 최근의 MRI와 PET를 함께 이용한 연구에서 오른쪽 앞부분의 cingulate gyrus가 크기가 작아지고, PET를 이용한 기능검사에서 활성도가 떨어졌다는 보고를 했다. Corpus callosum의 몸체와 뒷부분이 크기가 작아졌다는 보고가 있다. 측두엽(temporal lobe): 이 부위는 자폐증에 있어서 간질의 발생과 연관이 있으리라 생각된다. 전에 연변계의 일부인 posterior hippocampus의 크기가 변했다는 연구결과가 있었으나, 그 이후의 연구에서 입증되지 못했다. 4. 생화학적인 소견 hyperserotonemia . increased endorphin level associated with Dopamine D2 receptor gene 5. 면역학적인 소견 virus감염이 자가면역기능의 이상을 초래하여 뇌에 영향을 주었다는 이론이 있다. 단순히 virus감염이 직접적으로 면역기능에 이상을 준다는 학설보다는 더욱 복잡한 단계를 거치는 기전을 주장하는 이론이 보다 설득력을 얻고 있다: 특정한 면역세포의 이상과 관련된 유전적 경향의 존재---> 특정한 면역기능에 관여하는 대뇌피질의 영향---> serotonin receptor에 대한 자가면역항체의 존재---> HLA 항원에 대한 산모-태아의 면역반응---> 태아에 의하여 유전된 부계쪽의 항원이 자폐증의 자가면역이상을 설명하는 이론이 된다. 6. 신경심리적인 소견 (1) '마음의 이론' 기능의 장애 (i) 정상적인 발달과정에서 만 4세 이후에 획득되는 인지기능인 '마음의 이론'은 아이가 상대방이 어떻게 생각하고 느끼는 지에 대하여 이해하는 능력으로서 자폐아는 이 능력이 손상받는다. 결과적으로, 자폐아는 자신을 둘러싼 주위환경에서 벌어지는 일들을 이해하지 못하고 자신과 관련된 인물들(부모, 선생님들) 이 생각하는 것이 어떤지를 추정하지 못한다. 자폐아가 사회적 맥락에서 적절하게 의사소통하는 능력이 떨어지는 점은 마음의 이론(theory of mind) 등과 같은 신경심리적인 기능들과 관련이 있다고 알려져 있다. Baron-Cohen과 Goodhart(1994)는 자폐 아동과 정신지체 아동을 대상으로 Sally-Anne 실험을 하게 되었다. 만 네 살인 Anne 과 Sally가 함께 노는 데, Sally가 구슬을 자신의 바구니에 넣고 그녀의 옷으로 그 위를 덮었다. Sally가 잠깐 바깥에 나간 사이, 장난꾸러기 Anne이 구슬을 자신의 상자 안에 숨겼다. Sally가 돌아 와서, 구슬을 가지고 놀려고 한다는 일련의 과정을 자폐아로 하여금 보게 한 후, 'Sally는 어디에 그 구슬이 있다고 생각할 것인가?'의 질문을 아이에게 물어본다. 정신지체 아이는 약3/4이 정답을 하였으나 자폐아는 약1/3만이 정답을 하였다. 자폐아는 Sally의 입장에서 상황을 관찰하지 못하고 Sally가 갖게 되는 틀린 믿음(false belief)을 이해하지 못한다. 즉, 상황이 전개되는 전체적 맥락에 대한 이해력을 갖기 위해서는 Sally의 입장에서 Sally의 마음, 감정, 사고, 의도 등을 이해하는 능력인 '마음의 이론' 기능이 작용을 해야 한다. Baron-Cohen(1995)은 마음의 표상적 특성을 이해하게 되는 것은 '마음의 이론' 기제(theory of mind mechanism; ToMM)를 가지기 때문이라고 본다. 또 마음의 이론 기제는 상대방의 마음을 이해하는데 홀로 작용하는 것이 아니고 다른 구성부분과 함께 마음읽기 시스템을 구성한다고 생각했다. 주의공유기제(Shared Attention Mechanism; SAM)는 자신과 타인이 한 대상에 대해 공통적으로 주의하고 있는지를 나타내는데 이 정보가 ToMM에 전달되어 한 대상에 대한 상대방의 마음과 자신의 마음상태를 구분할 수 있게 된다. 즉, ToMM이 정상적으로 기능하기 위해서는 SAM의 정보, 즉 동일한 대상을 두 사람이 함께 주의하고 있다는 것을 알려주는 정보가 반드시 필요하다. 따라서 자폐증의 경우 SAM이 기능하지 못하므로 ToMM도 기능하지 못한다. 자폐아의 경우 ToMM이 손상되어 있다는 것은 이들이 가장놀이를 잘 하지 않고, 틀린 믿음, 지식 등의 개념을 이해하지 못한다는 것으로 알 수 있다. (ii) 마음의 이론과 신경해부학적 관련성 아스퍼거 증후군을 가진 아이가 틀린 믿음과제 등을 수행하면서 PET를 시행한 결과, 정상보다 왼쪽 내측 전두엽(left medial frontal cortex: area 8) 부위가 유의하게 활동성이 떨어진다고 보고하였다(Fletcher 등, 1995). Baron-Cohen은 마음에 대한 이해를 행동적, 인지적 수준에서 설명할 뿐만 아니라 인간의 신경체계와 어떻게 관련되는지를 설명하고자 한다. Baron-Cohen에 의하면, 마음 읽기 시스템은 뇌에서 상측 두정열(superior temporal sulcus), 안와전두피질(orbito-frontal cortex), 편도체(amygdala)의 세 부분간의 회로에 의해 작용한다고 주장한다. 이 이론에 따르면, 자폐아들은 인지기능적으로 볼 때 SAM과 ToMM에 결함이 있으므로 신경심리학적으로는 안와전두 피질에 손상이 있어야 할 것이다. 그러나 자폐아동의 뇌 손상에 대한 연구결과들은 일관되지 않은 결과들을 보여주고 있다. 환자에 따라 손상부위가 전두엽, 편도체, 또는 측두엽으로 서로 달랐으며, 어떤 경우는 전혀 다른 부위에 손상이 있는 경우도 있는 것으로 나타났다. 이러한 것으로 미루어 볼 때, 자폐증에서 신경심리 내지는 신경과학적인 증거는 아직은 더욱 연구가 필요하다고 볼 수 있겠다. (iii) 마음의 이론과 사회적 의사소통 영국의 유명한 소아정신과 의사인 Lorna Wing(1979)은 자폐증의 핵심증상을 사회적 상호작용(social interaction), 의사소통(communication), 상상력(imagination)의 장애를 꼽았다. Frith는 마음의 이론이 소위 'Wing's triad'를 설명할 수 있다고 하였다. Tager-Flusberg(1993)는 자폐증 환자는 사회적 대화에 내재하는 규칙(implicit rule)을 이해하지 못한다고 가정했다. 여기에 더해서 자신과는 다른 남의 관점을 이해하는 능력에 문제가 있으므로 언어의 사회적 이용에 문제가 발생하게 된다고 하였다. 아기가 생후 초기부터 친숙한 엄마의 얼굴을 낯선 사람의 것과 구별을 하며, 엄마의 소리에 보다 친근하게 반응을 하는 능력을 타고났다. 엄마는 엄마다운 목소리, 몸짓, 톤, 태도로 아기를 대하며, 아기는 엄마의 노력에 반응하면서 비언어적 의사소통능력을 발달시켜 나간다. 그러나, 자폐아는 이러한 비언어적 의사소통수단인 눈짓, 몸짓, 미소 등이 제대로 발달하지 못한다. 자폐아는 언어가 어느 정도 발달하더라도, 단순하게 대상의 이름을 대는 정도에 불과할 때가 많다. 잘 알려진 대로, 자폐아는 화용 기술의 결여를 결정적으로 보이고 있다. 대화상황에서 상호적인 면이 결여되고, 의도적인 의사소통이 제대로 안되며, 특정 사건에 대하여 언급하거나 마음의 상태에 대하여 이야기체로 말하지 못한다. (2) 실행기능(executive function)의 결여 인지심리학적 관점에서 마음의 이론이 자폐증의 증상 중에 일부를 설명할 수 없기 때문에 추가적인 이론이 필요하며, 자폐아가 제한 범위의 영역에 반복적으로 집착하는 상동증적인 행위(perseveration)는 실행기능의 손상으로 설명이 가능하다(Hughes 등, 1994). 실행기능이란, 일을 계획하고 그것을 조직하며(planning and organization), 상황을 관찰하여 그것으로부터 나오는 정보를 현 상황에 다시 이용하고(monitoring performance and using feedback), 충동조절에 관여하고 주의관심을 다른 곳으로 바꾸는 능력(shifting attention), 언어적 활동기억(verbal working memory), 그리고 언어의 유창한 구사 등으로 알려져 있다. 그러나, 자폐아는 이러한 기능들이 손상되어 있으며, 특히 전두엽(frontal lobe)에 손상을 입은 환자(frontal lobe syndrome)에게서 상동증과 유사한 증상을 보인다. 전두엽의 기능을 파악하기 위하여 Wisconsin card sorting test를 실행하면 자폐아가 검사를 진행하지 못하고 반복하는 것을 관찰할 수 있다. 이러한 소견은 자폐아의 stimulus over-selectivity 현상의 흔적과 연관이 있다. 고기능 자폐아의 경우는, 인지적 과제에서 처리가 진행 중인 단기간의 정보저장 능력으로서 현재 작업 중인 정보를 일시적으로 저장했다가 활성화시켜 결론을 산출하는 기능인 활동기억(working memory)이 실행기능에 속하는 다른 기능들에 비하여 유의하게 떨어져 있다는 보고가 있다. (3) central coherence의 장애 정상적으로 아이는 얘기를 들을 때, 전체적인 맥락에서 의미를 파악하고 그 줄거리를 하나로 연결하여 이해하고 기억하는데, 이를 central coherence라 한다. 자폐아는 central coherence의 능력이 손상되어서 상황을 전체적으로 이해하지 못하고 부분적으로 나누어서 이해하는 것에 훨씬 익숙하다(Frith 등, 1996). 심리검사를 할 때, WISC에서 Block Design 항목이 특징적으로 높아지는 현상을 볼 수 있다. 이 현상은 자폐아가 보이는 savant 또는 splinter skills와 밀접한 연관을 가지고 있다. 또한, 아이들이 숨은 그림 찾기를 잘 하는 모습을 보이기도 한다. (4) 의미론-화용론적 언어(Semantic-Pragmatic language)의 장애 Tager-Flusberg(1993)는 학령 전기 다운증후군 아동과 자폐 아동의 언어를 비교하였는데, 주된 차이는 획득된 언어기술을 얼마나 효과적으로 사용하는가 여부였다. 자폐증 아동은 단어를 발음하는 능력이나 언어구조(문법)를 배우는 능력에서는 장해가 없었지만, 어휘력 발달과 단어의 뜻을 이해하는 것과 같은 언어의 의미적 측면(semantic aspect)과 언어를 사회 상황에서 적절히 사용하는 언어의 사회적 혹은 화용적 측면(social or pragmatic aspect)에 문제가 있었다. (i) 언어의 의미적 측면(semantic aspects of language)에서의 어려움 자폐아가 실제 대화 상황에서 자신이 가지고 있는 어휘를 충분하게 사용하지 못한다는 점이다. 부모들은 자신의 아이가 수백 단어를 알고 있다고 생각하더라도 실제 대화에서는 아주 적은 단어만을 사용하는 경향이 있다. 언어의 이해에 있어서도 너무 많은 단어가 제시되면 이해하지 못하고 혼란에 빠진다. 또한, 자폐아는 인칭 대명사를 바꾸어 사용하기를 보이는데, 자신을 지칭하면서 "너"라고 하거나, 남을 "나"라고 표현하는 경우가 많다. 청소년이 되어서도 이러한 인칭대명사를 사용하지 않고 실제의 이름만을 사용하는 경우가 많다고 한다. 이외에도 의미가 반대되는 말을 혼동하거나, 한 말에 두 가지 뜻을 같이 사용하는 경우도 있다. 또는 한 단어 안의 낱말의 순서를 바꾸어서 말하기도 한다. 구체적이고 융통성이 없는 언어가 특징적인데, 대화에 있어 그 뜻이나 의미를 효과적으로 이해하지 못한다. 특히 보다 기능이 좋은 자폐증의 경우 풍부한 어휘력으로 인해 타인들의 기대치가 높기 때문에, 대화 도중 부적절한 반응을 보이는 경우에 말을 안 듣거나 고집이 센 것으로 오해받을 가능성이 높다. 자폐아는 추상적 개념 형성이 제대로 안되는 것이 특징중 하나이다. 크기, 시간, 색깔, 감정과 같은 추상적 개념을 나타내는 낱말을 이해하거나 표현하기 어렵다. 그리고 위와 아래, 안과 밖, 전과 후 같은 말의 개념을 이해하고 사용하는데 문제가 생기기도 한다. (ii) 언어의 사회적, 화용적 측면(social or pragmatic aspects of language)에서의 문제점 자폐증 환자는 상대방과 대화(talk with)하는 것이 아니라 상대방에게 말한다(talk at)라고 비유되기도 한다. 상대방이 사용하는 몸 동작, 억양, 얼굴 표정과 같은 비언어적 의사소통에 문제가 있다. 대화과정에서 사용되는 농담이나 비유를 이해하지 못한다. 대화 과정에서 상대방의 관점이나 생각을 이해하지 못하고 자신만의 관점에서 대화를 하기 때문에 일방적인 대화, 혹은 지리멸렬한 대화가 이루어진다. 자폐아는 엉뚱한 것을 자세하게 말하는 경향이 강하고, 특정 주제를 반복하기도 하며, 상황에 맞지 않게 새로운 주제로 옮겨가기도 한다. 또한, 자폐아는 대화상황에서 흔히 상대방의 주제를 무시하기도 하여 상대방을 당황하게 만들기도 하며, 대화과정에 문제가 생겼을 때 적절하게 고쳐서 다시 이야기하지 못한다. 거의 같은 주제라고 하여도, 환경적 요인이 약간이라도 달라지면 대화하기 어려움을 나타낸다.