https://www.cell.com/trends/cognitive-sciences/fulltext/S1364-6613(23)00281-4

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전부 읽기 귀찮은 사람들을 위해 나름의 요약 정리

연구의 출발

인지과학 분야의 많은 과학자들은 복잡한 인지기능을 위해서는 큰 뇌와 동형피질(isocortex)이 중요하다고 생각 했어.

실제로 침팬치같이 400g의 뇌를 가진 유인원은 지능이 높다고 알려져 있잖아.

근데 조류를 보니 이상한거지.

까마귀와 앵무새는 5~20g의 작은 뇌를 가지고 있고, 심지어 1~25g의 비피질성 뇌를 가지고 있는데

침팬지와 비슷한 인지 능력을 보여줬거든.

그러다 깨달았대.

아. 동형피질은 감각 정보를 표현하고 처리하는데는 좋지만 복잡한 인지기능에 반드시 필요한 건 아니구나

그럼 대체 뭘까?

연구의 핵심

영리한 조류에게서 포유류에게서 비슷하게 보이는 진화적 4가지 신경학적 특징을 발견해.

1. 많은 수의 대뇌피질 연합뉴런 (many associative pallial neurons)

2. 포유류 전두엽 피질의 기능을 능가하는 연합영역

3. 연합 영역의 조밀한 도파민 신경 지배

4. 작업기억의 유연한 신경학적 기반

그니까 조류도 포유류랑 마찬가지로 일시적으로 활성화되는 전뇌(forebrain) 네트워크가 있다는 거!

연구의 진행

아직까지 뇌 구조와 인지 사이의 매커니즘에 대해 많은 것이 명확하지 않아서 설명이 자세하진 못하지만

경험적 검증을 통해 계속해서 연구가 진행중인가봐.

요컨대, 똑똑한 포유류랑 똑똑한 조류의 뇌를 특정짓는 특성을 알아내서 이런 부분들을 설명하려고 노력하는거지.

(논문 상의 여러 발견들을 토대로) 종합해 보면 조류랑 포유류가 인지 과제를 수행할 때

유사한 정신 알고리즘을 사용하고 있었대. 근데 중요한건 동형피질의 크기가 아니라 내용물이었다는 거야.

조류의 뇌가 영장류보다 단위 뇌 부피당 두 배, 설치류보다 최대 4배의 연합뉴런을 가지고 있고

까마귀는 원숭이랑 뇌 무게가 같지만 원숭이보다 3배나 더 많은 연합뉴런이 있다는 거지.

근데 이게 또 정확한 대답은 아닌 게

유인원과 비슷한 인지능력이 있는데 또 둘은 연합뉴런 수가 엄청 다르단 말야?

결국 이게 한 요인이 될 순 있지만 이것만으로 인지구조가 전부 설명이 되진 않는다는 거.

다른 요인을 들어보자면 동형피질인데, 결론만 말하면 이것도 부분적으로는 답이 아냐.

포유류의 동형피질은 모든 감각, 연합, 운동영역을 다 아우르지만

조류는 감각 영역만 포함하고 연합, 운동영역은 포함하지 않거든.

그리고 측면과 배쪽 피질에서 파생된 구성요소들도 조류 동형피질의 일부를 구성하는지라 포유류랑 같다고는 볼 수 없고

감각 입력을 처리하기 위해 수렴적으로 진화했을 거다! 라고 본대.

당연히 독자적인 그들만의 어~려~운~ 매커니즘이 있겠다. 싶은거지.

하지만 조류의 인지기능 중 중요한 부분이 NCL(nidopallium caudoternale)이라는 곳에서 처리돼서

동형피질은 복잡한 인지에 필수적이라고 할 순 없다는 거야.

마지막으로 유연한 인지능력의 표현을 위한 작업기억은 중첩되는 신경 시간 패턴을 보여주는데,

이게 같은 동적 신경생리학 구조를 가진 유사한 회로들이 조류랑 포유류에게만 수렴적으로 진화한 걸로 보여.

추측한 목록인지라 많은 검증이 추가로 필요하고 시간이 지나며 더 많은 구성 요소들이 밝혀지겠지만

어쨌든 그 인지능력에 대한 신경 메커니즘의 발견의 가능성이 되겠지?

인지과학은 정말 어렵고 신비롭지만 그만큼 연구가치가 무궁한 분야같아.

내가 이 쪽 분야가 전공이 아니라 해석도 어설프고 정확히 이해를 하지 못한 것도 많지만

그래도 흥미 있는 사람들이 있다면 보고 보완점을 댓글로 알려주면

더 많은 사람들이 조류를 이해하고 사랑할 수 있게 되지 않을까?

읽느라 고생했어. 내일은 조복 넘치는 하루 되길.