머리가 크면 정말 지능이 높을까. 이는 그동안 인지과학과 행동과학, 진화과학 분야에서 오랫동안 논쟁의 대상이었다. 최근 마티유 리호로 프랑스 툴루즈대 동물인지연구센터 연구원이 이끈 국제 공동연구팀이 꿀벌을 통한 연구로 그 상관관계를 밝혀냈다. 4월 13일 연구팀은 미국 국립과학원회보(PNAS)에 해당 연구 내용을 발표했다. doi: 10.1073/pnas.2514030123 연구 내용을 가상 인터뷰 형식으로 재구성했다.

 
 자기소개 부탁해요!
반갑습니다, 저는 꿀벌이에요. 꿀벌의 뇌는 척추동물의 뇌 구조에 비해 단순하지만, 개체마다 뇌 크기가 다양하고, 인지 수행 능력도 조금씩 달라요. 개체 간 머리 크기 차이가 최대 30%까지 나지요. 연구팀은 이러한 특성 때문에 꿀벌을 실험 대상으로 선택했어요. 적은 변수로 뇌 크기와 인지 능력 사이의 상관관계를 명확히 파악할 수 있다고 판단했거든요.

 어떤 실험으로 상관관계를 파악했나요?
연구팀은 꿀벌속인 서양꿀벌 1359마리, 뒤영별 782마리에 두 가지 물질의 냄새를 맡게 했어요. 장미와 감귤류 향이 나는 노나날과, 바질과 계피 향이 나는 유제놀이었죠. 꿀벌이 노나날을 맡을 때만 설탕물을 보상으로 줬습니다. 학습을 반복한 뒤, 꿀벌이 노나말을 맡고 주둥이를 내미는지 확인했어요. 꿀벌의 반사 반응을 본 거예요. 꿀벌 더듬이에 설탕물을 갖다 대면 꿀벌은 반사 반응으로 주둥이를 내밀어요. 노나말을 맡고 주둥이를 내민다면 노나말을 설탕물과 연결 지어 학습하는 데 성공했다는 의미입니다.

 시험 결과, 뇌 크기와 상관이 있었나요?
연구팀은 꿀벌의 머리 크기와 후각 인지 능력 사이의 상관관계를 파악하기 위해 꿀벌의 머리 너비를 재고, 뇌 부피를 미세 단층촬영(Micro-CT)으로 측정했어요. 특히 후각 정보를 처리하는 부위, 더듬이엽의 부피를 집중 촬영했고요. 측정 결과, 꿀벌의 머리가 클수록 냄새 학습 점수가 높았어요. 특히 더듬이엽 부피가 클수록 점수가 높았습니다.

 후각 능력 외 능력도 상관이 있었나요?
연구팀은 시각 학습 능력 시험도 진행해 봤어요. 벌에 조명으로 두 가지 색상을 보여주고, 한 색상을 보여줄 때만 벌에 전기 충격을 가했어요. 벌이 전기 충격을 가하지 않은 색상의 조명 쪽으로 향하는지 확인하는 시험이었습니다. 이때 벌이 얻은 학습 점수는 벌의 머리 크기와 상관관계가 없었어요. 머리 크기가 시각 학습 능력과는 상관이 없다는 사실을 알 수 있었죠. 연구팀은 논문을 통해 “뇌와 머리 크기가 큰 것 자체가 모든 인지 능력이 높다는 것을 의미하지는 않는다”며 “특정 기능과 그 기능을 담당하는 뇌 영역 크기 사이에 상관관계가 있을 가능성을 보여주는 연구”라고 밝혔어요.

 

PNAS

3D로 표현한 꿀벌의 뇌. 마티유 리호로 프랑스 툴루즈대 연구원 국제 공동연구팀은 꿀벌의 후각 인지 능력을 실험한 결과, 후각 정보를 처리하는 더듬이엽의 크기가 클수록 후각 인지 능력이 높다고 결론내렸다. 

 

GIB