공항에서 길을 잃은 적이 있다면 혼란스러운 공간을 헤쳐나가기 위해 동료 여행객에게 의지해본 경험이 있을 것입니다.
많은 인파를 따라 보안 검색대까지 이동하면서 인파의 자연스러운 흐름을 관찰하며 방향을 잡았을 수도 있습니다.
인간은 관찰력이 뛰어난 동물이며, 관찰을 통한 학습은 ‘내면의 GPS’의 방향을 잡고 주변 세계를 더 잘 이해하는 데 사용하는 중요한 기술입니다.
이제 새로운 연구가 행동 신경과학의 프론티어 에 발표된 새로운 연구에서는 동물 모델의 ‘내부 GPS’를 조명하여 쥐가 관찰만으로 공간을 탐색하는 방법을 배울 수 있음을 시사합니다.
동물이 인지 지도를 형성하는 방법
도로 여행자가 혼란스러운 고속도로 시스템을 탐색하기 위해 실제 지도를 사용하는 것처럼, 동물과 인간은 ‘인지 지도’의 도움을 받아 공간을 탐색합니다. 사이언스 다이렉트에서 설명 를 “동물이 이동하는 풍경에 대한 내부 신경 표현”으로 정의합니다.
이러한 ‘지도’는 격자 세포, 경계 세포, 머리 방향 세포 등의 기능 세포로 구성되어 있으며, 인간과 동물이 특정 공간에서 방향을 찾는 데 도움을 줍니다.
이러한 인지 지도가 만들어지는 과정은 아직 명확하지 않지만, 최근 연구에 따르면 다른 사람을 관찰한 후 인지 지도를 구성하는 관찰 매핑이 놀랍도록 효과적이라고 합니다.
이를 테스트하기 위해 연구자들은 뛰어난 탐색 능력을 가진 것으로 알려진 쥐를 사용했습니다.
연구자들은 궁금했습니다: 쥐가 다른 쥐를 관찰함으로써 공간을 탐색하는 방법을 배울 수 있을까요?
동물 모델이 관찰을 통해 학습할 수 있나요?
연구의 저자인 토마스 더블렛 박사는 쥐의 관찰 기반 방향성에 대한 관심을 설명했습니다.
“관찰을 통한 학습은 학교에서 일상 생활에 이르기까지 가장 일반적인 형태의 학습입니다.”라고 Doublet은 Frontiers Science News에 말했습니다.
“우리는 공간적 표현을 원격으로 습득할 수 있는지 여부를 이해하고 싶었습니다. 이는 공간 표현이 어떻게 생성되고 안정화될 수 있는지 이해하는 데 중요합니다.”
즉, 이 연구는 인간의 공간지각에 기여하는 뇌 부위를 밝히는 데 이상적으로 도움이 될 수 있습니다.
먼저 연구진은 쥐를 두 부분으로 나뉜 케이지에서 공간 관찰 과제를 수행하게 했습니다.
연구진은 내부 케이지에는 ‘관찰자 쥐’를, 외부 케이지에는 ‘시범 쥐’를 배치했습니다.
그런 다음 연구진은 관찰 쥐가 시범 쥐가 먹이 보상을 받는 과정을 지켜볼 수 있도록 했습니다.
관찰 훈련이 끝난 후, 관찰 쥐는 바깥 케이지를 탐색하고 보상을 찾도록 허용되었습니다.
관찰 훈련을 받지 않은 ‘순진한 쥐’의 성공률은 12%인 반면, 관찰자 쥐는 100%의 성공률을 보였습니다.
이 결과는 쥐가 다른 쥐를 관찰하는 것만으로도 물리적 공간에 대해 학습할 수 있음을 시사합니다.
“내부 GPS”에 대한 연구 시사점
이 연구는 관찰 표상이 어떻게 형성되는지 정확히 설명하지는 못하지만, 향후 연구에 흥미로운 단서가 될 수 있습니다.
“우리 연구는 관찰에 의해 형성된 공간에 대한 인지적 표상이 안정적이며 동물이 관찰된 공간을 보다 효율적으로 탐색하는 데 사용할 수 있음을 보여줍니다.”라고 더블렛은 말합니다.
“이 연구는 우리 뇌가 동종의 행동을 어떻게 표현하는지를 더 잘 이해할 수 있는 수단일 뿐만 아니라 우리 내부의 GPS가 어떻게 작동하는지를 이해하는 데 도움이 될 것입니다.”
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앞으로 연구팀은 동물이 관찰된 공간과 스스로 경험한 공간을 표현할 때 동일한 뉴런을 사용하는지 여부를 탐구할 수 있습니다.
이를 통해 연구진은 인간 두뇌의 “내부 GPS”에 대한 함의를 더 잘 이해할 수 있을 것입니다. Scantox는 1977년부터 최고 수준의 발견, 규제 독성학 및 CMC/분석 서비스를 제공하는 GLP/GCP 준수 임상시험수탁기관(CRO)인 Scantox의 계열사입니다.
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