[사이테크+] "개의 뇌는 행복한 사람 얼굴·두려운 얼굴을 다르게 처리한다"

국제 연구팀 "fMRI로 개 뇌 분석…다른 감정의 표정 정보 다르게 처리 확인"

(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 개가 사람 표정을 보고 기분을 어느 정도 안다는 것은 잘 알려져 있지만 단순히 기분이 '좋다·나쁘다'로 나누는 게 아니라 두려움·슬픔 등 부정적 표정들을 뇌에서 서로 다르게 처리하는 것으로 나타났다.

기능적 자기공명영상(fMRI) 검사받는 개 연구팀은 훈련된 반려견들을 대상으로 행복, 분노, 두려움, 슬픔을 표현하는 사람의 얼굴 이미지를 보는 동안 기능적 자기공명영상(fMRI)을 이용해 깨어 있는 상태에서 뇌 활동을 측정했다. [Laura V. Cuaya 제공. 재판매 및 DB 금지]

오스트리아 빈대학과 헝가리 외트뵈시 로란드 대학, 멕시코국립자치대학 공동 연구팀은 11일 과학 저널 i사이언스(iScience)에서 개가 사람 표정을 볼 때 나타나는 뇌 활동을 분석한 결과 행복한 표정과 일부 부정적인 표정을 서로 다른 방식으로 처리하는 것으로 나타났다며 이같이 밝혔다.

연구팀은 이 연구가 개가 사람 표정을 긍정과 부정으로만 구분하는 게 아니라, 종류가 다른 부정적 표정을 서로 다르게 처리한다는 것을 보여준다며 이는 개의 뇌가 사람 표정을 단순히 정서적 가치 차원으로만 처리하지 않는다는 것을 보여주는 직접적인 신경학적 증거라고 말했다.

개는 사람 얼굴의 감정 표현에 민감하게 반응하는 것으로 알려져 있다. 기존 행동 연구에서는 개가 행복·분노·두려움·슬픔 등 서로 다른 표정을 구별하고, 어떤 표정으로 특정 대상을 가리키는지에 따라 행동을 달리하는 것으로 나타났다.

연구팀은 그러나 기존 연구들은 주로 행복한 표정과 부정적 표정처럼 정서적 가치가 다른 표정을 비교해 개가 단순히 '긍정적'인지 '부정적'인지만 구별하는 것인지 알기 어려웠고, 슬픔·분노·두려움 같은 표정 정보가 뇌에서 어떻게 처리되는지 명확하지 않았다고 지적했다.

연구팀은 이런 의문을 풀기 위해 반려견들을 대상으로 낯선 사람의 표정을 이용해 친숙성의 영향을 배제하고, 기능적 자기공명영상(fMRI)으로 개의 뇌가 사람의 다양한 표정을 처리하는 방식을 직접 비교했다.

깨어 있는 반려견을 대상으로 두 차례 실험을 통해 행복·분노·두려움·슬픔 등 사람의 표정에 개의 뇌가 어떻게 반응하는지 조사했다.

연구에 참여한 개 네 마리 연구팀은 개들의 뇌가 사람 얼굴에 나타난 감정 표현을 어떻게 처리하는지 알아보기 위해 기능적 자기공명영상(fMRI)으로 뇌를 촬영, 분석했다. [Laura V. Cuaya 제공. 재판매 및 DB 금지]

먼저 개 8마리에게 낯선 사람의 행복한 얼굴과 중립적인 얼굴 사진을 보여주며 뇌를 촬영한 결과, 행복한 얼굴을 볼 때 오른쪽 측두피질에서 미상핵까지 이어지는 넓은 뇌 영역의 활동이 중립적인 얼굴보다 강하게 나타났다.

연구팀은 미상핵이 개에서 먹이 보상이나 익숙한 냄새 등과 관련된 자극에 반응하는 영역이라는 기존 연구를 들어, 행복한 사람의 얼굴이 개의 뇌에서 보상과 관련된 자극으로 처리될 가능성이 있다고 해석했다.

다음에는 개 12마리에게 행복·분노·두려움·슬픔을 나타내는 낯선 사람들의 얼굴을 보여주고 뇌 전체의 활동 패턴을 분석했다. 첫 번째 실험에서 행복한 얼굴에 강하게 반응한 영역을 관심 영역으로 삼아 기계학습으로 표정을 구별하게 했다.

그 결과 이 뇌 영역의 활동 패턴은 행복한 얼굴과 나머지 슬픔, 분노, 두려움 표정을 볼 때 모두 구별이 가능할 정도로 달랐다. 하지만 이 영역만의 활동 패턴으로는 슬픔·분노·두려움은 서로 구별되지 않았다.

이어 각 표정을 볼 때 개의 뇌 전체적으로 나타나는 활동의 패턴을 비교한 결과 두려운 표정과 슬픈 표정을 볼 때, 그리고 두려운 표정과 분노한 표정을 볼 때 각각 서로 다른 영역에서 다른 활동 패턴이 나타나는 것으로 확인됐다.

하지만 슬픈 얼굴과 화난 얼굴 사이에서는 유의미한 차이가 확인되지 않았다.

연구팀은 이 결과가 개의 뇌가 사람의 표정을 긍정적·부정적으로만 구분하는 게 아니라, 두려움과 슬픔, 두려움과 분노처럼 같은 부정적 정서를 나타내는 표정도 서로 다른 방식으로 처리한다는 신경학적 증거라고 설명했다.

그러나 행복·분노·두려움·슬픔이라는 표현은 사람의 얼굴 표정을 설명하기 위해 사용된 감정 범주일 뿐, 개가 실제로 그 감정을 사람과 같은 방식으로 주관적으로 경험하는지는 확인할 수 없다고 지적했다.

공동 교신저자인 빈대학 로라 쿠아야 박사는 "사람들이 개를 정서를 느끼는 존재로 바라봤으면 한다"며 "개가 인간의 표정을 이해하고 협력하기 위해 함께 진화해 왔다는 것을 인식하면 개와 소통하고 개를 돌보는 방식이 달라질 수 있다"고 강조했다.

◆ 출처 : iScience, Raúl Hernández-Pérez et al., 'Dog brain representations of human facial expressions: Encoding happiness and differentiating specific negative expressions', https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(26)02278-9

scitech@yna.co.kr

▶제보는 카톡 okjebo