쥐는 이전에 방문했던 장소를 기억할 수 있다

과학계의 설명에 따르면 인간과 마찬가지로 설치류 역시 정신 탐색이 가능합니다. 업계에 종사하는 한 과학자는 "눈을 감고 도시를 가로질러 심부름을 하고 있는 자신의 모습을 상상해 보십시오. 당신은 아마도 당신이 가야 할 방향과 당신이 만나게 될 랜드마크를 상상할 수 있을 것입니다"라고 말했습니다. 이어 "우리 마음속에 그러한 시나리오를 떠올리는 능력은 인간이 미리 계획을 세울 수 있는 능력에 결정적인 역할을 하는 것으로 생각됩니다"라고 부연한 그는 "그러나 그것은 인간에게만 국한된 것이 아닐 수도 있습니다"라고 짚었습니다. 연구자들은 과학 학술지를 통해 "쥐는 정신적 환경을 통해 움직이는 것을 상상할 수 있는 것으로 보인다"라고 보고했습니다. 가상의 장소 내에서 탐색하도록 훈련을 받은 설치류는 보상에 대한 대가로 탐색하는 동안 보여준 것과 동일한 신경 패턴을 활성화할 수 있으며, 이는 심지어 가만히 서 있을 때에도 마찬가지로 나타났습니다. 과학계는 "설치류가 이전에 방문한 장소의 정신적 지도에 자발적으로 접근할 수 있음을 의미합니다"라고 설명했습니다.

 

밴더빌트 대학의 심리학자 숀 폴린은 "우리는 인간이 집 안의 방, 친구의 집, 상점, 도서관, 동네 등 모든 종류의 공간에 대한 표상을 머릿속에 갖고 다닌다는 것을 알고 있습니다"라고 말했습니다. 이 연구에 참여하지 않은 폴린은 "단순한 회상 행위만으로도 우리는 이러한 공간에 우리 자신을 둘 수 있습니다. 인간의 상상력이 풍부한 행위에 대한 동물의 유사점이 있다고 생각하는 것은 매우 인상적"이라고 첨언했습니다. 연구자들은 인간의 정신 지도가 기억과 관련된 뇌 영역인 해마에 암호화되어 있다고 생각했습니다. 환경을 통과할 때 이 영역의 세포는 위치에 따라 특정 패턴으로 발사되며, 추후 해당 위치를 다시 방문하거나 단순히 방문을 고려하면 동일한 해마 서명이 활성화됩니다. 연구에 따르면 쥐는 해마에서 공간 정보를 암호화했습니다. 그러나 대학원생과 이 작업을 수행한 연구 저자 총시 라이는 "설치류가 신호에 따라 특정 장소에 대해 생각하도록 하는 실제적인 어려움 때문에 자발적인 정신 탐색에 대한 비슷한 능력이 있는지 여부를 확립하는 것은 불가능했습니다"라고 설명했습니다. 하워드 휴스 의학 연구소 자넬리아 연구 캠퍼스의 박사후 연구원인 라이는 새로운 연구에서 자넬리아 신경과학자 알버트 리를 비롯한 동료들과 함께 생각만을 사용하여 주변을 탐색하는 쥐에게 보상을 주는 뇌-기계 인터페이스를 개발함으로써 문제 해결 방법을 찾았습니다.

 

소형 가상 현실 경기장을 설계한 연구팀은 컴퓨터 마우스의 트랙볼과 비슷한 구형 런닝머신을 둘러싼 화면에 이를 표시했습니다. 쥐는 런닝머신에서 달리면서 이 경기장을 질주할 수 있었고, 경기장의 특정 물체를 탐색하면 달콤한 보상을 받았습니다. 연구팀은 쥐가 돌아다니는 동안 동물의 해마에서 뇌 활동을 측정했습니다. 라이와 연구팀은 쥐들이 가상 현실 경기장을 계속 볼 수 있도록 런닝머신의 연결을 끊었지만, 이들의 달리기에는 아무런 영향이 없었습니다. 대신 연구팀은 쥐의 뇌 활동에 대한 실시간 판독 값에 디스플레이를 연결했고, 쥐는 이전 훈련 세션에서 보여준 뇌 활동을 재현함으로써 생각만으로 보상 위치를 탐색할 수 있었습니다. 이 과정에서 몇몇 쥐들은 런닝머신 위에서 헛되이 질주했지만, 다른 쥐들은 여전히 가만히 있었습니다. 다른 버전의 설정에서 연구팀은 쥐의 뇌 활동을 사용하여 경기장에서 동물의 움직임이 아닌 화면에 있는 상자의 위치를 제어했습니다. 연구원들은 스타워즈의 염동력을 인용해 이를 제다이 실험이라 불렀습니다. 연구팀은 쥐가 훈련 세션의 신경 패턴을 재활성화하여 상자를 목표 쪽으로 조종하고 보상을 얻을 수 있다는 것을 다시 한 번 발견했습니다.

 

요크 대학의 인지 신경과학자 셰이나 로젠바움은 연구원들이 "설치류의 내부 심리 작용에 대한 통찰력을 얻기 위해 영리한 접근 방식을 취했습니다"라고 말했습니다. 로젠바움은 "쥐가 탐색하는 동안 무엇을 경험하는지, 인간에게서 일어나는 일을 얼마나 가깝게 모방하는지 확실하지 않지만 연구팀은 설치류가 바로 근처에 있지 않은 것에 대해 생각하고 재참여할 수 있음을 보여주는 설득력 있는 작업을 수행했습니다. 실제로 특정 위치로 이동하지 않을 때의 활동 패턴입니다"라며 "내 생각에는 그것이 상상에 불과한 것 같습니다"라고 덧붙였습니다. 로젠바움은 "해당 연구가 해마 기능에 대해 더 많은 것을 배우는 데 도움이 될 수 있습니다"라고 말하면서 "다른 영역이 정신 탐색에 관여할 수 있는지 보는 것이 흥미로울 것"이라고 부연을 더했습니다. 자신의 연구실을 베스 이스라엘 디코네스 메디컬 센터로 옮긴 리는 "팀이 현재 그러한 질문에 대해 연구하고 있습니다"라며 "나와 동료들은 또한 마치 소파에 앉아 스페인에 대해 생각하고 있는 것처럼 쥐가 먼 기억 위치의 해마 표상에 접근할 수 있는지 테스트하기를 원합니다"라고 이야기했습니다.