3'20" 읽기
- 물고기는 고통을 느낄 뿐만 아니라 놀라운 인지 능력도 발휘
- 8마리의 시클리드와 8마리의 가오리를 훈련 시켜 신호를 인식하도록 함
- 훈련 중에 6마리의 시클리드와 4마리의 가오리가 70% 이상의 적중률을 달성
- 물고기가 분명히 빼는 것보다 더하는 것을 쉽게 하는 것을 발견

숫자 감각이 있는 물고기
시클리드와 가오리는 간단한 덧셈 및 뺄셈 문제를 해결할 수 있다.

물고기가 계산:
시클리드와 가오리는 간단한 덧셈과 뺄셈 문제를 푸는 법을 배울 수 있다. 연구팀은 파란색이 플러스, 노란색이 마이너스를 나타낸다고 가르쳤다. 짧은 훈련 기간 후에 물고기는 올바른 해법으로 실수 없이 헤엄치는 법을 배웠다. 이 연구는 물고기가 일반적으로 가정하는 것보다 더 성숙한 인지 능력을 가지고 있다는 추가 증거를 제공한다. 

▲ 인도 시클리드(Pseudetroplus maculatus) 출처: wiki

산술은 종종 인간의 고유한 능력으로 간주된다.
연구에 따르면 우리 뇌에는 특정 계산 영역이 있다. 반면에 물고기는 일반적으로 수치적 이해가 없다고 믿어졌다. 그들이 전혀 생각하고 느낄 수 있는지에 대한 논의가 있었던 것은 불과 몇 년 전이다. 연구에 따르면 물고기는 고통을 느낄 뿐만 아니라 놀라운 인지 능력도 발휘할 수 있다. 이런 식으로 그들은 기호를 읽고 사람의 얼굴을 인식하는 법을 배울 수 있다.

▲ 미국 가오리 https://de.wikipedia.org/wiki/Stechrochen#/media/Datei:Dasyatis_americana.jpg

동물의 산수

본 대학의 Vera Schluesssel이 이끄는 팀은 이제 물고기도 계산할 수 있음을 보여주었다. 이를 위해 그들은 8마리의 시클리드와 8마리의 가오리를 훈련시켜 파란색을 더하기 위한 신호로, 노란색을 빼기를 위한 신호로 인식하도록 했다. 이를 위해 1~5개의 파란색 또는 노란색 기호가 있는 물고기 그림 카드를 보여주었다. 색상에 따라 물고기는 하나를 더하거나 빼야 했다.

가능한 답으로 연구원들은 정답과 오답이 있는 두 장의 그림 카드를 그들에게 제시했다. 물고기가 올바른 해법으로 헤엄을 치면 보상을 받았다. 비슷한 실험이 과거에 다른 동물들에게도 행해졌다. 예를 들어, 꿀벌은 산수 능력자임이 입증된 바 있다.

▲ Fig. 1 시클리드에 대한 실험 설정. 1) 시작 상자, 2) 실험 영역, 3) 단두대 문, 4) 결정 영역, 5) 자극, 6) 공급 튜브, 7) 프로젝터.(관련논문 Cichlids and stingrays can add and subtract ‘one’ in the number space from one to five / scientific reports)

알 수 없는 작업에도 성공

물고기는 작업을 성공적으로 완료할 수 있었다. Schluessel과 그녀의 동료가 보고한 대로 훈련 중에 6마리의 시클리드와 4마리의 가오리가 70% 이상의 적중률을 달성했다. 이후의 전송 시도에서 물고기는 배운 것을 훈련에서 아직 배우지 못한 산수 작업으로 전송할 수도 있었다.

전송 시도에서 연구원들은 한편으로는 새로운 산술 작업을 사용하고 다른 한편으로는 기호의 모양과 크기 및 가능한 답을 다양화했다. 예를 들어, 한 경우에는 3과 1을 더한 작업에 대해 2번과 4번의 답이 제시되었지만 다른 경우에는 4번과 5번이었다.

▲ Fig 2 가오리에 대한 실험 설정. 1) 시작 상자, 2) 실험 영역, 3) 단두대 문, 4) 테스트 자극이 있는 문, 5) 결정 영역, 6) 선택 자극 카드. (출처: 관련논문 Cichlids and stingrays can add and subtract ‘one’ in the number space from one to five)

마이너스보다 더 나은 플러스

이 작업에서도 훈련을 성공적으로 마친 물고기는 대부분 올바른 솔루션으로 헤엄을 쳤다. "따라서 개인은 각 색상에 따라 가장 높거나 낮은 숫자를 선택하는 법을 배웠을 뿐만 아니라 정확히 하나를 더하거나 빼는 법을 배웠다"고 연구원은 기술했다.

물고기는 분명히 빼는 것보다 더하는 것이 더 쉽다는 것을 발견했다. 시클리드는 381개 중 296개(78%)에서 더하기와 함께 전송 작업에서 정확했고 가오리는 180개 중 169개(94%)의 테스트에서도 정확했다. 빼기 작업에서 시클리드의 적중률은 69%, 가오리의 적중률은 89%였다. 훈련은 물고기가 빼기 작업보다 더하기 작업을 더 빨리 푸는 방법을 배웠다는 것을 이미 보여주었다.

"원시적인" 두뇌로 생각하기

Schluesssel과 그녀의 팀은 "물고기가 이미 마스터한 인지 작업을 고려하면 결과가 그다지 놀라운 것은 아니다"며 "그럼에도 불구하고, 그들은 이 종의 새로운 수준의 인지 능력을 보여주었다"고 말했다. 이것은 종종 원시적으로 분류되는 뇌 구조를 고려할 때 놀라운 일이다.

연구원들은 "복잡한 인지 능력을 수행하는 데 (신)피질은 분명히 필요하지 않다"고 썼다.
그들은 연구에서 물고기의 동물 복지 상태가 향상되어야 한다는 추가 증거를 본다. 생물학자들에 따르면 "특히 물고기가 매일 노출되는 유해한 인위적 위협과 관련하여" 그렇다. (Scientific Reports, 2022, doi: 10.1038/s41598-022-07552-2)
2022년 4월 1일
- 엘레나 버나드

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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