과학기술
영국의 경험철학자 데이비드 흄(David Hume)은 동물들이 추론을 할 수 있다고 여겼다. ‘인간지성의 탐구’라는 그의 저서를 통해 동물들이 과거의 반복적인 경험을 통해 향후 동일한 사건이 일어날 것을 추론한다고 적었다.
그는 이런 사실을 늙은 동물들이 어린 동물보다 훨씬 노련하다는 점, 사냥을 한다든가 먹이를 찾아낼 수 있다는 점 등에서 명백하게 알 수 있다고 믿었다. 그러나 그의 주장은 과학적 증거가 입증되지 않은 상황에서 추론에 의해 만들어진 내용들이다.
4일 인터넷 강연 사이트 ‘빅싱크닷컴(bigthink.com)’에 따르면 최근 한 국제연구팀이 뇌과학을 통해 동물들의 지적 능력을 연구하고 있는 중이다. 연구 대상은 다른 동물을 잡아먹는 잡식성 육식류 포유류 동물들이다.
뇌과학자들이 개와 고양이, 담비, 몽구스, 너구리, 하이에나, 사자, 불곰 등을 대상으로 뇌세포를 분석한 결과 개의 뇌세포가 5억3000만개로 가장 많은 것으로 나타났다. 동물 뇌세포수는 지능 정도의 척도로 사용되고 있다. ⓒWikipedia
동물 지능 뇌 크기에 비례하지 않아
그동안 과학자들은 이들 육식류 동물들이 먹이가 되고 있는 초식성 동물들보다 지능 면에서 한수 위에 있다고 여겨왔다. 그러나 이번 연구 결과로 육식성 동물의 지적 능력 우위론이 잘못된 판단이었음이 밝혀졌다.
잡식성 육식류 포유류 동물의 뇌피질 신경세포의 수가 초식동물과 크게 다르지 않았다. 이는 초식동물들 역시 포식자들로부터 자신의 몸을 보호하기 위해 뛰어난 지적 능력이 필요했고 공격자들에 맞서는 지적 능력을 발전시켜왔음을 의미한다.
또 다른 사실도 밝혀졌다. 과학자들은 그동안 동물 지능이 뇌 크기에 비례한다고 생각해왔다. 그리고 동물들의 지적 능력을 측정하는데 체중과 뇌중량과의 관계지수인 ‘대뇌화지수(encephalization quotient)’를 적용해왔다.
그러나 그렇지 않다는 사실이 밝혀졌다. 개와 고양이, 담비, 몽구스, 너구리, 하이에나, 사자, 불곰 등을 대상으로 대뇌 표면을 구성하고 있는 회백질을 대상으로 뇌세포 수를 측정한 결과 개, 고양이와 같은 작은 동물들의 뇌세포 수가 사자, 불곰처럼 큰 뇌를 가진 동물들보다 더 많았다.
연구에 참여한 미국 밴더빌트 대학의 뇌과학자 허큘라노 호젤(Herculano-Houzel) 교수는 “부드럽고 화려한 황금색 털처럼 밝은 성격의 개, 골든 리트리버는 하이에나, 사자, 불곰보다 적은 뇌를 갖고 있었다.”고 말했다.
“그러나 뇌세포 수와 지적 능력은 하이에나, 사지, 불곰보다 훨씬 높은 것으로 나타났다.”고 말했다. 교수는 또 “불곰과 비교해 10분의 1 크기에 불과한 뇌를 갖고 있는 고양이 역시 불곰과 유사한 뇌세포를 갖고 있었고, 지능은 오히려 더 뛰어났다.”고 말했다.
이는 뇌의 크기가 뇌세포 수에 비례하지 않는다는 사실을 말해주고 있다. 개와 고양이의 뇌는 작았지만 뇌세포 수는 하이에나, 사자, 불곰 등 다른 육식성 동물과 비교해 비슷하거나 더 많은 것으로 나타났는데, 이는 뇌세포 수가 맹수들에 비해 적다는 것을 의미한다.
개의 뇌세포 수 5억여 개로 가장 많아
많은 사람들이 애완동물로 키우는 개와 고양이 지능에 대해서도 새로운 사실이 밝혀졌다. 지금까지 고양이의 뇌세포는 약 3억 개로 개의 1억6000만개보다 1억4000만개가 더 많은 것으로 알려지고 있었다. 그러나 이번 연구 결과는 정반대였다.
개의 경우 5억3000만개의 뇌세포를 갖고 있었다. 이는 고양이의 뇌세포보다 더 많고, 하이에나, 사자, 불곰, 담비, 몽구스, 너구리 등 다른 동물들과 비교해서도 가장 많은 것이다.
알려져 있는 것처럼 인간은 약 160억 개의 뇌세포를 갖고 있다. 다른 동물들과 비교해 개의 뇌세포 수가 가장 많다는 것은 개의 지적 능력이 고양이는 물론 하이에나, 사자, 불곰 등 다른 육식류 동물들을 앞선다는 것을 의미한다.
호젤 교수는 “특히 개의 경우 고양이와 비교해 복잡한 문제를 해결해나갈 수 있는 훨씬 뛰어난 지적 유연성을 보여 주었다.”고 말했다. “반면 뇌 크기가 큰 사자, 불곰 같은 맹수들은 큰 뇌로 인해 많은 에너지를 소모하고 있다.”고 말했다.
교수는 “포식자들은 큰 뇌를 유지하기 위해 육식을 통해 그 에너지를 보충해야 했다.”고 말했다. “또한 사자, 불곰, 하이에나와 같은 맹수류가 잠이 많은 것은 큰 뇌를 유지하기 위해 더 많은 에너지를 충족하기 위한 수단”이라고 말했다.
호젤 교수에 따르면 뇌는 신체 기간 중에서 가장 많은 에너지를 소모하고 있는 기관이다. 뇌세포가 많을수록 더 많은 칼로리를 소모하게 된다. 이런 점 때문에 맹수들은 스스로 뇌 성장을 억제해왔다.
흥미로운 사실은 이들 육식류 동물들이 사람에 의해 길들여질 경우 뇌세포 수가 줄지 않았다는 점이다. 대표적인 경우가 너구리다. 고양이 정도 크기의 매우 작은 뇌를 갖고 있지만 지적 능력은 매우 뛰어난 것으로 나타났다.
교수는 “길들여진 너구리의 경우 야생 너구리의 뇌세포보다 오히려 더 많은 뇌세포를 지니고 있었다.”며, 사람들과 살면서 뇌세포 크기는 줄어들지만 뇌세포 수가 더 늘어났을 가능성이 매우 크다는 점을 강조했다.
이번 연구 결과로 그동안 과학자들이 동물 지능과 관련해 잘못된 판단을 하고 있었다는 사실을 알게 됐다. 다양한 동물들이 자신의 생육 환경에 따라 다양한 방식으로 지적 능력을 조절하고 있다는 사실이 밝혀지고 있다.
호젤 교수는 뇌세포 차원에서 향후 연구를 통해 “동물 뇌세포 간의 이런 차이가 어떤 결과를 가져오고 있으며, 또한 전체 동물 생태계에 어떤 영향을 미치고 있는지 상세한 내용들을 밝혀낼 계획”이라고 말했다.
(11884)
- 이강봉 객원기자
- aacc409@naver.com
- 저작권자 2017.12.05 ⓒ ScienceTimes
관련기사
목록 보기전체 댓글 (0)
로그인후 이용 가능합니다.
-
“미시·거시세계 넘나드는 ‘앤트맨’ 세계관 실현될까”
신체 크기를 자유자재로 변형시키는 능력을 갖춘 주인공이 거시와 미시세계를 넘나드는 이야기를 담은 SF영화인 '앤트맨'의 세계관 실현과 관련된 연구 결과가 나왔다. 기초과학연구원(IBS) 첨단연성물질 연구단 박혁규·쯔비 틀러스티(UNIST 교수) 연구진은 우리 눈에 보이는 거시세계 물질에서 입자들이 짝을 지어 움직이는 현상을 실험·이론을 통해 발견했다고 27일 밝혔다.
-
UNIST “1천조분의 1초 찰나…나노입자 변화과정 포착”
울산과학기술원(UNIST)은 1천조분의 1초 동안 일어나는 나노입자의 변화를 포착할 수 있는 초고해상도 이미징 기법을 개발했다고 29일 밝혔다. UNIST에 따르면 화학과 권오훈 교수 연구팀은 국내 유일 4차원 초고속 투과전자현미경을 활용해 이산화바나듐 나노입자의 매우 빠른 금속-절연체 상변화 과정을 펨토초(1천조분의 1초) 수준의 정확도로 직접 포착했다.
-
KAIST, 암·퇴행성 뇌질환 치료제 만들 단백질 코드 규명
한국과학기술원(KAIST)은 의과학대학원 이지민 교수 연구팀이 질환 억제·촉진 실마리가 되는 단백질의 수명을 결정하는 단백질 '번역 후 변형'(이하 PTM) 코드를 규명했다고 1일 밝혔다. 디옥시리보핵산(DNA)은 메신저 리보핵산(mRNA)을 통해 복사(전사·transcription)·번역(translation) 과정을 거쳐 단백질로 발현되는데, PTM은 최종 단백질로 번역까지 일어난 이후 추가로 생기는 현상이다. 단백질 구조·효능에 영향을 미치는 것으로 주로 알려졌다.
-
화학연, ‘친환경 수소 생산 성능 80% 향상’ 전해질막 개발
한국화학연구원은 김태호·안수민 박사 연구팀이 강원대 조용훈 교수팀과 공동으로 수전해(물 전기분해) 장치를 활용해 친환경 수소를 생산할 때 성능을 80% 향상하는 전해질막을 개발했다고 1일 밝혔다. 연구팀은 수소 이온을 전달하는 부분과 막의 강도를 유지하는 부분을 나노미터(㎚·1㎚는 10억분의 1ｍ) 크기로 분리된 구조로 설계했다.
-
대덕특구 50주년 연중 행사…대한민국과학축제 4월 대전서
올해 50주년을 맞는 대덕특구를 기념한 다양한 과학행사가 연중 이어진다. 과학기술정보통신부는 31일 대전 유성구 연구개발특구진흥재단에서 '대덕특구 50주년 기념행사 추진위원회 출범식'을 열어 기념행사 준비에 착수했다고 밝혔다. 과기정통부는 대덕특구 50주년을 맞아 성과전시회, 기술사업화박람회, 국제콘퍼런스, 50주년 기념식 등 기념행사를 열기로 했다.
-
국내 연구진, 지능형 전자피부 기술개발…세계 최초
한국과학기술원(KAIST)과 서울대 연구진이 포함된 국제연구팀이 세계 최초로 지능형 '전자피부' 개발에 성공했다. 과학기술정보통신부는 KAIST 조성호 전산학부 교수와 서울대 고승환 기계공학부 교수, 미국 스탠퍼드대 제난 바오(Zhenan Bao) 교수 공동 연구팀이 이 같은 성과를 전기·전자 분야 국제 학술지 '네이처 일렉트로닉스'(Nature Electronics)에 29일 게재했다고 밝혔다.
-
누리호·다누리·필즈상…과총이 꼽은 ‘올해의 과학뉴스’
한국과학기술단체총연합회(과총)는 '올해의 10대 과학기술 뉴스'에 국내 개발 우주발사체 '누리호' 발사 성공과 수학자 허준이의 필즈상 수상 등을 선정했다고 28일 밝혔다. 과총은 과학기술에 대한 국민의 관심을 높이기 위해 한 해의 주요 연구개발 성과와 사회적으로 주목받은 과학기술 등을 매년 선정해 발표하고 있다.