이슈
“잠자리도 사람처럼 행동한다”
홍천뉴스투데이편집국
필자의 다른기사 보기 인쇄하기 메일로 보내기 글자 크게 글자 작게
기사입력: 2017/07/26 [16:03]  최종편집:
트위터 페이스북 카카오톡
곤충인 잠자리의 뇌는 먹이가 어디로 움직일 것인지를 예측해 성공적인 사냥을 한다는 연구가 나왔다.

호주 애들레이드대와 스웨덴 룬드대 연구팀은 잠자리 뇌가 지금까지 이해되었던 것보다 더 복잡한 처리과정을 거친다는 사실을 발견하고 이에 대한 새로운 연구 결과를 제시했다. 이  연구는 과학저널 ‘이라이프’(eLIFE) 25일자에 발표됐다.

잠자리 뇌의 이 같은 기능은 앞으로 로봇의 눈과 시야를 더욱 정밀하게 만드는데 도움을 줄 것으로 보인다.

Somatochlora flavomaculata 잠자리 모습.  Credit: David O'Carroll, Lund University
Somatochlora flavomaculata 잠자리 모습. Credit: David O’Carroll, Lund University

야구선수 볼 캐치와 유사

프로젝트 파트너인 애들레이드 의대 스티븐 위더만(Steven Wiederman) 박사는 “지금까지 세계의 많은 연구자들은 동물들이 움직이는 물체를 어떻게 예측하는가를 조사하기 위해 일차적으로 사람과 같은 포유동물들의 그런 능력에 관심을 쏟아 왔다”고 말했다.

그는 “누구나 쉽게 알 수 있듯 포유류가 곤충보다 여러 면에서 훨씬 복잡한 생물이지만 우리는 이번 연구를 통해 잠자리가 인간의 기술적 진보에 적합하게 활용할 수 있는 예리한 시야와 신경 처리과정을 가지고 있다는 사실을 확인했다”고 덧붙였다.

스웨덴-호주 협동연구팀은 헤미코르둘리아(Hemicordulia) 잠자리 종의 뇌 세포 연구를 통해 잠자리 뉴런이 날아다니는 먹이의 비행 경로를 예측, 추적해 이를 잡아먹을 수 있도록 한다는 사실을 발견했다. 이들 뇌세포는 복잡한 배경 속에서 움직이는 작은 물체에 초점을 맞출 수 있는 것으로 조사됐다. 이는 마치 야구선수가 수많은 군중들을 배경으로 한 야구경기장에서 빠르게 움직이는 볼의 경로를 예측해 잡아내는 것과 유사하다.


잠자리의 눈. 보는 각도에 따라 색깔이 변하는 구조로 착색돼 있다.  Credit: Wikimedia Commons / Dustin Iskandar from Kuching, Malaysia
잠자리의 눈. 보는 각도에 따라 색깔이 변하는 구조로 착색돼 있다. Credit: Wikimedia Commons / Dustin Iskandar from Kuching, Malaysia

잠자리 시각처리, 포유류 수준으로 진화

룬드대 생물학과 다비드 오캐롤(David O’Carroll) 교수는 “잠자리 뉴런은 뇌가 받아들이는 다른 곤충의 움직임과 같은 많은 시각정보 덩어리로부터 단일 목표물을 골라낸 다음 그 목표물의 방향과 미래 위치를 예측한다”고 말하고, “잠자리는 사람처럼 물체가 움직이는데 따른 경로를 기반으로 평가를 한다”고 설명했다.

그는 “달리 말하면 잠자리는 인간이 움직이는 공을 추적할 때 하는 것과 매우 유사한 방식을 취한다”며, “양자의 뇌는 복잡성에서 중요한 차이가 있음에도 불구하고 진화 과정을 통해 포유동물에서만 있는 것으로 생각되는 고급 시각처리 과정이 잠자리에게도 주어졌다”고 덧붙였다.

연구를 수행한 호주 애들레이드대 스티븐 위더만 박사(오른쪽)와 스웨덴 룬드대 다비드 오캐롤 교수. Credit : Univ. of Adelaide / Lund Univ.
연구를 수행한 호주 애들레이드대 스티븐 위더만 박사(오른쪽)와 스웨덴 룬드대 다비드 오캐롤 교수. Credit : Univ. of Adelaide / Lund Univ.

뇌에 표적 탐지 뉴런

애들레이드대 박사과정생인 조셉 페이비언(Joseph Fabian)과 동료들은 잠자리에서 표적-탐지(target-detecting) 뉴런들을 찾아낼 수 있었다. 이 뉴런들은 추적 중인 움직이는 물체 바로 앞에 있는 작은 ‘초점’ 영역에서 반응이 증가하는 현상을 나타냈다. 만약 대상이 시야에서 사라지면 초점이 확대되고, 뇌로 하여금 표적이 다시 나타날 확률이 가장 높은 곳을 예측할 수 있게 했다.

이 뉴런의 예측은 먹이가 이전에 날아간 경로를 기반으로 했다.

위더만 박사는 “이것은 흥미진진한 발견으로서 단일 뉴런들이 과거 역사를 바탕으로 어떻게 진보된 예측을 하는지를 이해하는데 도움을 준다”고 말했다.

그는 “우리 연구팀은 이 같은 연구 결과가 특히 자율주행 차량이나 생체공학 눈 같은 인공 제어와 시야 시스템 발전에 실제 응용될 수 있다고 믿는다”고 밝혔다.
ⓒ 홍천뉴스투데이. 무단전재 및 재배포 금지
트위터 페이스북 카카오톡
닉네임 패스워드 도배방지 숫자 입력
제목  
내용
기사 내용과 관련이 없는 글, 욕설을 사용하는 등 타인의 명예를 훼손하는 글은 관리자에 의해 예고 없이 임의 삭제될 수 있으므로 주의하시기 바랍니다.