국내 연구진이 눈앞에 놓인 현재의 이익을 참고 질서 있게 규칙을 지켜 더 큰 장기적 이익을 얻으려는 생쥐의 행동을 관찰하는 데 성공했다.
기초과학연구원(IBS)는 신희섭 인지 및 사회성 연구단장(사진) 연구팀이 이 같은 연구결과를 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 발표했다고 8일 밝혔다.
IBS 연구진은 한 쌍의 생쥐가 뇌 자극에 의한 쾌감을 얻기 위해 갈등을 겪는 실험을 고안했다. 쾌감은 생쥐 머리에 씌운 헤드셋에 적외선을 조사해 일으키는 데, 보상행동 조절과 관련한 뇌신경에 전기 자극을 무선으로 전달하는 방식이다. 이 쾌감은 중독성이 없고 생쥐가 매우 선호하는 보상이다.
연구진은 실험이 시작되는 가운데 구역과 좌우 양쪽에 보상받은 구역을 구분한 특수 케이지를 제작했다. 한 쌍의 생쥐가 함께 가운데 구역에 들어갔을 때 1회 차 실험이 시작된다. 케이지의 좌우 보상구역 벽면에는 각각 LED 조명이 하나씩 설치돼 있는데, 무작위로 한쪽씩 켜졌다 꺼진다. 조명이 켜진 쪽 보상구역에 들어간 생쥐는 5초간 쾌감 자극을 받을 수 있는데, 다른 생쥐가 따라 들어오면 쾌감 자극은 그 즉시 멈춘다. 여러 차례 훈련을 통해 생쥐들은 가운데 구역에 동시에 들어갔을 때 좌우 보상구역 중 한 곳에 조명이 켜진다는 점, 조명이 켜진 쪽의 보상구역으로 가야 쾌감자극을 받을 수 있다는 점, 상대방이 뒤늦게 보상구역으로 들어와 침범하면 자신이 받고 있던 쾌감 보상이 중단된다는 점을 인지하게 된다.
두 생쥐가 다시 가운데 구역으로 진입하면 다음 회 차 실험이 시작된다. 여러 회 차를 반복하며 실험한 결과, 연구진은 생쥐들이 쾌감을 얻기 위해 좌우 보상구역에 몰려다니면 오히려 정해진 시간 내 쾌감자극을 받을 기회가 줄어듦을 인지하고, 두 곳의 보상구역을 서로 나누어 맡는 행동을 보이는 것을 나타났다. 예를 들면 생쥐 한 마리가 왼쪽 보상 구역에서 쾌감을 받을 때, 다른 생쥐는 그 구역에 진입하지 않고 자신의 차례를 기다리다가 오른쪽 보상구역에 조명이 켜지면 오른쪽 구역으로 가서 보상을 받는 식이다. 연구진은 보상구역을 할당해 상대의 보상기회를 방해하지 않고 자신의 차례를 기다리는 이러한 행동 패턴이 생쥐가 만든 '사회적 규칙'이라고 분석했다. 실제로 실험 생쥐 총 19쌍 중 약 60%가 훈련을 통해 이러한 사회적 규칙을 세우고 지키는 것으로 확인됐다.
생쥐마다 보상을 얻는 요령을 숙지하는 데 걸리는 시간은 서로 달랐지만, 실험 회 차가 거듭될수록 생쥐는 사회적 규칙을 점점 더 잘 지키는 것으로 확인됐다. 연구진은 생쥐가 규칙을 지키는 행위가 생쥐의 몸무게나 친밀도, 학습능력, 혹은 습관적 방향 선호 등과 같은 요인들과 무관함을 증명했다.
설치류에서 이런 행동 패턴을 관찰한 건 이번이 처음으로, 동물이 사회적 이해관계 속에서 비용과 이익을 어떻게 따지고 행동하는지에 대한 이해를 넓혀 줄 것으로 기대된다.
신희섭 단장은 "규칙을 무시하는 것이 단기적으로 이익이 될 수 있음에도 불구하고 장기적으로 모두에게 이득이 되는 방법을 택하는 생쥐의 행동은 인간 사회에도 시사하는 바가 크다"고 말했다.
