학습과 기억에 대한 이해를 바꾼 해파리의 발견

학습과기억에 대한 이해를 바꾼 해파리의 발견

해파리의 비밀, 학습 능력 

캐리비안 상자 해파리는 목적 없이 떠다니는 것처럼 보이고 중앙 뇌도 없지만, 놀랍게도 빠르게 학습하고 정보를 유지하는 능력을 가지고 있다는 새로운 연구 결과가 나왔습니다. 이는 해파리가 환경에 적응하고 생존하기 위한 중요한 능력으로, 과학자들이 이해하고 있던 학습과 기억에 대한 고정관념을 뒤집는 발견입니다. 생물학적 학습 대한 오랜 생각을 뒤집다 이번 연구는 유기체가 중추 신경계 없이 연관 학습에 참여할 수 없다는 오랜 생각을 뒤엎는 것으로, 생물학적 학습에 대한 새로운 이해를 제공합니다. 이 연구는 덴마크 코펜하겐 대학교 해양 생물학 부교수인 Anders Garm이 주도하였으며, 독일 킬 대학교 생리학 연구소에서 진행된 해파리 행동에 대한 연구의 일부입니다.

해파리의 놀라운 학습 능력

해파리는 심해와 표층수 등 전 세계 바다에서 발견되며, 이번 연구에서 '불멸의 해파리'가 노화를 역전시키는 방법에 대한 비밀을 밝혀놓았습니다. 수년간 캐리비안 상자 해파리를 연구한 후, 연구팀은 동물들이 학습할 수 있다는 사실에 충격을 받지 않았지만, 해파리가 얼마나 빠르게 학습하는지에 대해 놀랐다고 밝혔습니다. 해파리의 시각 감각과 생존 전략 학명 Tripedalia Cystophora로도 알려진 캐리비안 상자 해파리는 24개의 눈을 가지고 있습니다. 이는 Rhopalia라고 불리는 4개의 시각 감각 센터에 각각 6개씩 있습니다. 종 모양으로 알려진 해파리의 젤라틴 몸체는 쉽게 상처를 입어, 카리브해의 맹그로브 뿌리 사이를 이동할 때 손상을 피해야 합니다. 이런 특성 때문에, 연구팀은 해파리가 맹그로브 뿌리를 피하도록 학습하는 것이 생존 전략의 일부라고 추측하였습니다.

학습과 기억의 새로운 이해의 변화

시각 이번 연구는 뇌가 없는 생명체도 학습과 기억에 참여할 수 있다는 새로운 시각을 제공합니다. 이는 기존의 학습과 기억에 대한 이해를 넘어서, 생명체의 학습 능력과 정보 처리 방식에 대해 새롭게 조명하고 있습니다. 이로써 생물학의 학습 및 기억에 대한 이해와 관련된 연구는 새로운 패러다임으로 진입하게 되었습니다.

해파리의 학습 방법: 시각적 자극과 기계적 자극의 조합

실험 환경과 첫 번째 관찰

연구팀은 해파리의 학습 능력을 테스트하기 위해 둥근 탱크 내부에 회색과 흰색 줄무늬를 그렸습니다. 이 줄무늬는 해파리의 24개 눈에 멀리 떨어져 있는 맹그로브 뿌리가 자연 서식지에서 하는 것처럼 어둡게 나타나도록 했습니다. 연구자들은 해파리가 줄무늬에 부딪혔는지, 아니면 거리를 유지하는 법을 배웠는지를 확인하기 위해 7.5분 동안 해파리를 관찰했습니다. 처음 몇 분 동안, 해파리는 벽에 상당히 가깝게 헤엄치거나 벽에 부딪혔습니다. 그러나 5분 후, 해파리는 줄무늬의 시각적 자극과 장애물에 부딪히는 기계적 자극을 조합하여 받았고, 이를 통해 장애물을 피하는 방법을 배웠습니다. 시각적 단서 없이 학습 불가 그런 다음, 연구원들은 줄무늬를 단색 회색 필드로 대체했을 때, 해파리는 계속해서 그것에 부딪혔습니다. 이는 시각적 단서 없이 해파리가 물체를 피하거나 학습하지 못했음을 보여줍니다.

해파리의 시각 시스템과 학습 능력

마지막으로, 연구자들은 해파리가 물 속에서 스스로 추진하도록 만드는 펄스 운동, 즉 수영 수축을 구동하는 전기 신호를 로팔리아가 어떻게 방출하는지에 대해 실험하였습니다. 해파리는 장애물을 피하기 위해 움직일 때 펄스 속도가 극적으로 증가하였습니다. 연구팀은 해파리의 Rhopalia를 분리하고 시스템을 연결하여 약한 전기 신호를 시각 감각 센터에 보낼 수 있었습니다. 이를 통해, 해파리의 시각 시스템이 회색 선을 피해야 한다는 것을 학습할 수 있음을 확인하였습니다. 해파리의 학습 능력에 대한 이해 이번 연구를 통해, 해파리는 시각적 자극과 기계적 자극을 조합하여 학습하며, 이는 해파리의 생존 전략의 일부로 작용합니다. 또한, 해파리는 시각적 단서가 없을 때는 학습하지 못하는 것으로 나타났습니다. 이는 해파리의 학습 능력과 정보 처리 방식에 대한 새로운 이해를 제공하며, 이를 통해 생명체의 학습 능력과 정보 처리 방식에 대한 연구에 새로운 시각을 제공합니다.

해파리의 '행동 관련' 학습 능력 및 기억력 연구

행동 관련 학습 실험

연구팀은 해파리를 야생에서 경험할 수 있는 상황에 놓고 실험하였습니다. 이는 시각적 자극과 기계적 자극이 자연적으로 발생하며, 해파리가 이를 통해 어떤 행동을 해야 할지 학습할 수 있게 만들었습니다. 이는 해파리의 '관련된 행동'을 연구하고 이해하는 데 중요한 요소였습니다. 연구의 강점과 가능성 버클리 캘리포니아 대학교에서 해파리와 수면에 대해 연구해온 마이클 에이브럼스 박사는 이번 연구가 매우 강력하다고 평가하였습니다. 그는 과학자들이 해파리의 연관 학습을 정량화하기 위해 매우 설득력 있는 실험 패러다임을 고안했다고 지적하였습니다. 또한, 이번 연구는 해파리가 어느 정도의 단기 기억을 가지고 있을 수 있음을 시사한다고 덧붙였습니다. 에이브럼스 박사는 이번 연구가 동물의 학습 능력을 분명히 보여주었으며, 이로 인해 "해파리의 기억이 얼마나 오래 지속되는지"에 대한 궁금증을 더욱 높였다고 말하였습니다.

 

이전 연구와의 연결

에이브럼스 박사는 캘리포니아 공과대학에서 박사 학위를 취득하는 동안, 거꾸로 된 해파리(Cassiopea)와 그 "잠과 같은 상태"에 관한 2017년 연구에 참여한 바 있습니다. 이 연구는 해파리가 중추 신경계가 없음에도 '잠과 같은 상태'를 가질 수 있음을 보여주었으며, 이는 해파리의 학습 능력과 기억력에 대한 이해를 더욱 깊게 하는 데 기여하였습니다.