까마귀가 영장류보다 두 배 빨리 결정을 내린다, 당연히 그렇지

까마귀에게 한 번이라도 노려본 적이 있는 사람이라면 전혀 놀랍지 않을 소식이지만, 튀빙겐 대학 연구진은 이 새들이 포유류보다 시각 정보를 약 두 배 빠르게 평가할 수 있다는 사실을 발견했다. 게다가 그들은 뇌 구조조차 완전히 다른데도 그렇게 해낸다.

우리가 결정 과정에 대해 아는 것의 대부분은 원숭이가 점을 보는 실험에서 나왔다. 고전적인 무작위 점 운동 과제에서, 깜빡이는 점들의 구름이 한 방향으로 약하게 흘러가면 피험자는 그것이 움직이는지, 그리고 어느 방향으로 움직이는지를 판단하려 한다. 영장류의 신피질에서는 뉴런이 시간에 따라 시각적 증거를 수집하고, 발화율이 역치를 넘어서면 동물이 결정을 내린다. 그러나 조류의 뇌에는 신피질이 전혀 없기 때문에, 새들이 어떻게 같은 요령을 부리는지는 명확하지 않았다.

"이것이 큰 질문이었습니다,"라고 튀빙겐 대학의 신경생물학자 안드레아스 니더는 말했다. "조직이 다른 조류의 뇌가 어떻게 결정을 부호화할까요?"

알아보기 위해 니더와 동료 필립 슈미트바우어는 손으로 키운 두 마리의 부엉이까마귀에게 원숭이가 직면했던 것과 동일한 과제를 수행하게 하고 뇌 활동을 기록했다. 까마귀들은 근본적으로 다른 뇌 구조에도 불구하고 영장류와 동일한 수학적 논리로 문제를 해결했으며, 두 배 더 빨랐다. 새들은 검은 화면에 흰 점이 표시되는 터치 감지 모니터 양옆의 목표물을 쪼았다. 점들 중 일부는 왼쪽, 오른쪽, 위, 아래로 일관되게 움직였다. 정답을 맞히면 거저리 애벌레를 받았는데, 이는 아마도 조류에게 있어 황금별과 같은 것일 것이다.

"우리는 의도적으로 정확히 동일한 무작위 점 운동 과제를 원했습니다,"라고 니더는 말했다. "유일한 차이는 까마귀는 결정을 표시하기 위해 쪼아야 했고, 원숭이는 눈을 움직여 표시했다는 점입니다."

연구진은 점들의 일관성을 81퍼센트(아주 쉬움)에서 3퍼센트(잡음과 거의 구별 불가)까지 변화시켰다. 또한 정답이 없는 0퍼센트 조건도 포함했다. 두 새 모두 3퍼센트 일관성에서도 우연보다 나은 점수를 받았다.

까마귀들이 과제를 수행하는 동안, 연구팀은 조류 처리 계층의 최상위에 있는 영역으로 영장류 전전두엽 피질의 기능적 대응물로 널리 간주되는 니도팔리움 카우도라테랄레(NCL)의 뉴런 248개에서 기록했다. 물론 완전히 다른 계통 위에 구축되었음에도 불구하고 말이다. 조류와 포유류는 3억 6천만 년 전 이상에 진화적으로 갈라졌다. 포유류의 피질은 세포의 층으로 배열되어 있고, 이에 상응하는 조류 조직은 층이 전혀 없는 조밀한 클러스터로 구성되어 있다. 그 대안 구조가 더 빠르다는 것이 이번 연구에서 밝혀졌다.

점이 나타난 순간부터 새의 머리가 쪼기 위해 움직이기 시작한 순간까지 측정했을 때, 까마귀는 평균 235밀리초를 기록했다. 긴밀하게 일치된 과제 버전에서 원숭이는 세 연구에 걸쳐 대략 410, 490, 600밀리초가 걸렸다. 당연한 질문은 새들이 속도를 위해 정확성을 희생했는지 여부였다. 그렇지 않았다. 까마귀는 동일한 과제에서 원숭이나 인간만큼 잘 수행했다.

"우리는 까마귀에게 가능한 한 빨리 하도록 강요한 적이 없습니다,"라고 니더는 설명했다. "그저 자기 주도적으로 결정하게 했습니다. 그리고 이런 상황에서도 그들은 제가 아는 어떤 원숭이나 인간보다 두 배 빨랐습니다."

한 가지 가능한 설명은 조류의 뇌가 고정된 마감 시간에 따라 작동한다는 것이었고, 데이터는 처음에 이를 뒷받침하는 듯했다. 반응 시간은 가장 쉬운 과제에서 220밀리초에서 가장 어려운 과제에서 254밀리초로, 차이는 불과 34밀리초였다. 그러나 니더는 조류의 뇌가 단순히 타이머에 맞춰 답을 내도록 배선되어 있다고 생각하지 않는다. "자세히 들여다보면, 일관성이 낮아질수록 반응 시간이 통계적으로 증가합니다,"라고 그는 말했다. "그들은 포유류와 같은 효과를 보입니다. 다만 모든 것이 훨씬 빠르게 일어나기 때문에 그 효과가 훨씬 덜 두드러질 뿐입니다."

지름길은 없다고 그는 설명했다. 까마귀는 점들의 방향을 보고 그 정보를 처리해야 했으며, 다른 단서는 없었다. "그