쥐도 상상한다…VR 게임 시켜보니

뇌-기계 인터페이스와 VR 게임을 통해 쥐의 상상력을 테스트하는 모습. Chongxi Lai 소셜미디어 캡처

실험용 쥐도 인간처럼 상상을 할 수 있을까. 실제 눈앞에 놓여있지 않은 상황들을 떠올릴 수 있을까. 이에 대해 '그렇다'고 주장하는 새로운 연구 결과가 나왔다.

2일(현지시간) 국제학술지인 사이언스지에 실린 하워드휴즈의학연구소(HHMI)의 연구에 따르면 쥐와 같은 설치류도 이전에 경험했던 공간에 대해 자산의 생각만으로 탐색할 수 있는 것으로 나타났다. 이는 쥐가 일종의 상상력을 보유했음을 시사한다.

상상력은 예술적 창의성뿐 아니라 주변 환경 및 경로 탐색에도 중요한 역할을 한다. 외출 중 소지품이 없어졌을 때 이를 찾기 위해 그날 들렀던 곳들에 대해 되짚는 것을 예로 들 수 있다. 이런 상상력은 뇌의 부위 중 학습과 기억을 맡는 해마에서 비롯된다. 정신 모형 또는 지도와 같은 게 담겨있어, 사람의 경우 해마에 손상을 입으면 미래 경로 등 시나리오를 떠올리는 데 어려움을 겪게 된다.

이번 연구에서는 쥐의 뇌에 전극을 이식해 뇌-기계 인터페이스를 사용, 쥐를 360도 스크린에 둘러싸인 VR(가상현실) 게임 환경에 몰입하게 했다. 공 모양의 트레드밀(러닝머신) 위에서 가상의 목표(간식)를 향해 달리면 실제로 이동해 보상을 얻는 것처럼 느끼게 하며 해마의 활동을 측정했다.

그 다음에는 이 신경활동을 VR 환경 내 특정위치로 변환, 가상 트레드밀을 이와 분리했다. 달리기를 통해서는 목표 위치에 도달할 수 없고 두뇌 활동만으로 VR 환경 탐색이 가능하도록 한 것이다.

그 결과, 쥐는 뇌 활동만으로 목표 달성에 성공했다. 순간이동(텔레포트)과 같은 상상이 있어야 하므로 영화 '점퍼'의 이름 붙여진 이 실험에서 쥐들은 물리적 움직임과 별개로 목표까지 효율적인 경로를 계획했다.

나아가 쥐는 자신의 몸뿐 아니라 가상의 상자를 목표 위치로 이동시키는 '제다이' 실험도 통과했다. 영화 '스타워즈'의 '제다이'들이 '포스'로 물체에 염동력을 투사하는 것과 같은 상상을 해야 하므로 붙여진 이름이다.

이번 연구논문의 제1저자인 HHMI자넬리아연구캠퍼스의 총시 라이(Chongxi Lai)는 이 연구가 동물이 현재 위치에서 멀리 떨어진 장소에 대한 뇌의 표현을 마음대로 유연하게 활성화할 수 있다는 것을 보여준 최초의 연구라고 밝힌다. 그는 "이것은 특정 유형의 상상력의 기본 구성 요소이며, 특정 시나리오 내에서 과거 또는 미래에 자신을 투영할 수 있게 해준다"고 말했다.

또 다른 저자인 팀 해리스 교수는 인간의 경우도 상상력과 회상이 해마의 활동과 관련이 있다고 본다며 "이 정도면 쥐들이 상상을 한다고 해도 과언이 아니다"라고 덧붙였다.팽동현기자 dhp@dt.co.kr