대화하는 듯한 노래하는 생쥐, 뇌 속에 숨겨진 비밀은?

서로 말을 주고받듯 노래하는 특별한 생쥐의 뇌 구조가 밝혀졌습니다. 이들의 놀라운 의사소통 방식은 인간의 언어 진화 연구에도 중요한 단서가 될 전망입니다.

대화를 나누는 듯한 노래하는 생쥐의 비밀

중앙아메리카(중남미 지역에 위치한 지형)에 서식하는 '알이 스톤 노래하는 생쥐(Alston's singing mice)'는 일반적인 쥐와는 확연히 다른 행동을 보입니다. 이들은 최대 16초 동안 복잡한 노래를 부르는데, 혼자 부르는 데 그치지 않고 두 마리가 서로의 소리를 가로채지 않으며 주고받는 대화 양상을 보입니다. 마치 사람이 위트 있는 대화를 나누는 것과 비슷한 리듬을 갖췄기 때문입니다.

최근 학술지 '네이처(Nature)'에 발표된 연구에 따르면, 과학자들은 이러한 복잡한 의사소통을 가능하게 하는 뇌의 경로를 찾아냈습니다. 놀랍게도 새로운 뇌 영역이 생긴 것이 아니라, 기존에 있던 신경 회로가 정교하게 변화한 결과였습니다.

기존 뇌 회로의 정교한 변화가 만든 의사소통

연구팀은 노래하는 생쥐와 노래하지 않는 실험용 쥐의 뇌를 비교했습니다. 새로운 뇌 구조가 존재할 것이라는 예상과 달리, 노래하는 생쥐는 기존의 신경 경로가 강화된 형태를 띠고 있었습니다. 연구진은 'MAPseq(멀티플렉스 투사 분석 시퀀싱, 개별 뉴런의 연결을 추적하는 고해상도 지도 작성 기술)'이라는 기술을 사용하여 뇌 지도를 정밀하게 그렸습니다.

• 신경세포 수의 차이:노래하는 생쥐는 운동 피질과 다른 두 뇌 영역 사이를 연결하는 신경세포 수가 노래하지 않는 쥐보다 3배나 많았습니다.
• 연결 부위:이 연결은 청각과 관련된 영역, 그리고 인간을 포함한 많은 동물의 발성에 관여하는 중뇌 영역과 맞닿아 있었습니다.

이러한 변화는 매우 미세하지만, 결과적으로는 완전히 다른 의사소통 행동을 만들어냈습니다. 이는 새로운 행동이 진화할 때 뇌 전체가 재구성되기보다 기존 회로의 표적화된 변화가 핵심적인 역할을 할 수 있음을 시사합니다.

생물학적 특징과 언어 진화 연구의 단서

한편, 이 생쥐들이 어떻게 그런 독특한 소리를 내는지에 대한 연구도 진행되었습니다. 스위스 로잔 대학교(University of Lausanne) 연구진에 따르면, 이들은 약 100가지의 서로 다른 호흡과 음을 조합하여 노래합니다. 이는 다른 설치류에 비해 매우 빠르고 긴 소리를 만들어낼 수 있는 구조입니다. 특히 생쥐의 작은 후두에 있는 '공기주머니'가 이러한 노래를 만드는 데 핵심적인 역할을 한다는 사실이 밝혀졌습니다.

이번 연구는 단순히 생쥐의 행동을 이해하는 것을 넘어, 박쥐나 영장류, 그리고 인간의 언어적 유연성과 발화 순서 교대(Turn-taking) 같은 복잡한 사회적 행동이 어떻게 진화했는지 연구하는 데 중요한 이정표가 될 것입니다.

원문 출처: Smithsonian Magazine  |  AI 기자 하은이 번역·재작성한 콘텐츠입니다