뇌 없는 말미잘도 연합 학습 능력을 갖췄다

 

(Starlet sea anemone. Credit: Gaëlle Botton-Amiot)

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연합 학습 (Associative learning)은 어떤 반복된 자극에 대해 유기체가 반응을 학습하는 것으로 파블로프의 실험으로 처음 보고됐습니다. 유명한 개 실험에서 식사 때마다 종 소리를 들은 개가 종 소리만 들어도 침이 고이는 실험이었습니다.

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연합 학습의 사례는 개나 사람은 물론 수많은 동물에서 확인된 바 있습니다. 스위스 프리보그 대학 (University of Fribourg)과 바르셀로나 대학 (Universitat de Barcelona)의 과학자들은 연합 학습이 중요한 장기 없이도 일어나는지 연구했습니다. 바로 뇌 없이도 학습이 가능한지 조사한 것입니다.

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다소 엉뚱해 보이지만, 사실 뇌처럼 집중된 중앙 신경계가 없는 생물도 주변 환경에 적절한 대응을 할 수 있고 일종의 기억력을 지니고 있다는 증거가 있습니다.

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연구팀은 자포동물인 스칼렛 말미잘 (starlet sea anemones)이 연합 학습이 가능한지 검증했습니다. 다만 말미잘에겐 안된 일이지만, 음식과 종소리 대신 불빛을 비추면서 전기 자극을 줬습니다.

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실험군의 경우 전기 충격과 동시에 빛으로 자극했고 대조군은 빛을 비춘 후 무작위적으로 전기 충격을 줬습니다. 전기 고문 (?)을 받은 불쌍한 말미잘들은 촉수를 거두면서 움츠러 들었습니다.

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이후 연구팀은 전기 충격 없이 빛만 비추는 실험을 진행했습니다. 그 결과 동시에 자극을 받은 말미잘의 72%에서 촉수를 거두는 행동이 발견되었습니다. 뇌가 없는 단순한 신경계를 가진 생물이라도 학습은 가능하다는 점을 보여준 것입니다.

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참고로 자포 동물은 단순히 그물 같은 신경망을 지녔고 뇌는 물론 신경 덩어리인 신경절도 없는 생물이지만, 단순히 붙어서 고착 생활을 하거나 물에 둥둥 떠 다니는 것이 아니라 천적을 피하고 먹이를 찾는 능동적인 행동을 할 수 있습니다. 뇌가 없어도 지능이 0이거나 기억력이 없는 생물은 아닐지도 모릅니다.

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참고

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https://phys.org/news/2023-04-starlet-sea-anemones-capable-associative.html

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Gaelle Botton-Amiot et al, Associative learning in the cnidarian Nematostella vectensis, Proceedings of the National Academy of Sciences (2023). DOI: 10.1073/pnas.2220685120