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【과학상식 제413호161215】영장류 구강·성대 구조 사람과 비슷… 신경회로 달라 사람

작성자

신종오

등록일

2016.12.26

조회

0

  [과학상식 제413호]                                                       2016. 12. 15


영장류 구강·성대 구조 사람과 비슷… 신경회로 달라 사람 말 못해


[요약]

○ 영장류가 말을 하지 못하는 것은 해부학적인 입의 구조 차이에서 오는 것이 아니라, 뇌의 어떤

    차이에서 오는 것임을 확인

○ 원숭이가 사람도 확실히 구분할 수 있는 5개의 모음을 내는 것을 확인

○ 원숭이는 사람과 같은 소리길을 가졌음에도 뇌에 말하는 신경회로가 없음

○ 인간 소리길의 해부학적인  변화가 뇌의 변화와 함께 말하는 능력과 관계가 있음


[본문]

영화 '혹성탈출'의 주인공 침팬지 시저는 알츠하이머 치료제의 영향으로 뇌가 변화하면서 사람의 말을 하게 된다. 이런 황당한 설정이 나름대로 과학적 근거가 있다는 연구 결과가 나왔다.


40년 동안 사람들은 “원숭이 입의 ‘소리의 길’(vocal track 聲道)이 사람과 달라서”라고 생각했다. 그러나 원숭이가 말을 못하는 것은 원숭이 뇌에 말을 하게 만드는 신경회로가 없기 때문이라고 과학자들이 밝혔다.

미국과 오스트리아 과학자들은 연구에 많이 사용되는 마카크 원숭이 (macaque monkey)의 입 구조를 비디오 X레이로 촬영한 결과 ‘원숭이가 사람처럼 말할 수 있는 구조를 가졌다’는 사실을 발견했다. 원숭이 소리의 길이 달라서 말을 못하는 것이 아니라는 반증이다.

과학자들은 마카크 원숭이의 혀, 입술, 후두 등 ‘소리길’의 움직임을 입체적으로 분석해서 이 같은 결론을 내렸다고 지난 9일 사이언스 어드밴스(Science Advance) 저널이 보도했다.

과학자들은 원숭이가 사람과 같은 소리길을 가졌음을 이번에 확인했다. 이 결과는 사람의 말하는 능력이 인간만의 독특한 진화와 뇌회로에서 오는 것임을 암시하는 것이어서 앞으로 인간의 언어능력을 연구하는데 중요한 출발점이 될 전망이다.

미국 프린스턴 뇌과학연구소의 아시프 가잔파르(Asif Ghazanfar) 프린스턴대학 교수는 “이제 영장류가 말을 하지 못하는 것이 해부학적인 입의 구조의 차이에서 오는 것이 아니라, 뇌의 어떤 차이에서 오는 것임을 확인하게 됐다”고 말했다.


가잔파르 교수와 오스트리이 빈 대학 인지생물학의 테쿰세 피치(Tecumseh Fitch)교수는 마카크 원숭이의 입 안의 다양한 움직임을 X레이 비디오로 촬영했다. 그리고 이 데이터는 벨기에 VUB 인공지능연구소의 바트 드 보어(Bart de Boer)교수가 컴퓨터로 분석했다.

이렇게 분석한 자료를 가지고 연구팀은 원숭이가 어떤 소리를 낼 수 있을지를 예측한 것이다. 원숭이에게 과일을 줬을 때 원숭이는 구구거리거나 그르렁 하는 소리를 낸다. 원숭이들이 과일을 먹을 때 찍은 X레이 사진을 보면 원숭이는 입과 목을 서로 교대로 움직이는 모습이 나타났다.

과학자들은 이렇게 찍은 정지사진 99장을 골랐다. 그리고 각 사진에 나타난 소리길의 위치를 측정해서 컴퓨터 프로그램을 이용해서 3차원으로 변형시켰다. 이렇게 얻은 3차원 모델은 원숭이가 어떤 소리를 낼 수 있는지를 보여준다.

이론적으로 원숭이들은 아주 넓은 범위의 소리를 낼 수 있다. 연구팀은 특히 원숭이들이 가장 기본적인 모음을 낼 수 있음을 확인했다. 인간의 경우 후두에서 난 소리가 입술과 혀의 움직임과 위치에 따라 변하면서, 사람이 원하는 다양한 소리를 낸다.

연구팀은 원숭이가 사람도 확실히 구분할 수 있는 5개의 모음을 내는 것을 확인했다. 이렇게 낸 소리를 조합하면 사람도 알아들을 수 있는 문장이 만들어진다. 결국 원숭이는 자신이 내는 소리를 지능적으로 구성한다면 사람처럼 말할 수 있다는 반증이 된다.

연구팀은 원숭이가 낸 소리를 짜깁기해서 ‘나와 결혼해주겠소?’(Will you marry me?)라는 문장을 조합했다. 이 소리를 들은 대부분의 사람들은 무슨 말인지 알아들었다.

이번 연구는 약 40년 전 원숭이와 인간의 소리길이 달라서 원숭이가 인간처럼 말을 하지 못한다는 이론을 내놓은 필립 리버만(Philip Lieberman) 브라운대학 명예교수의 가설을 완전히 뒤집는 것이라고 미국 뉴욕타임즈 신문은 평가했다.

리버만 교수는 1960년대에 원숭이가 인간처럼 말을 하지 못하는 원인을 찾기 위해 죽은 원숭이의 소리길을 회반죽으로 떠 낸 다음 이를 바탕으로 3차원 입체를 만들었다. 이 모형이 음성학적으로 어떤 소리를 낼 수 있는지를 다양하게 추적해서 1969년에 ‘원숭이가 인간에 비해 낼 수 있는 모음의 수는 매우 제한적’이라고 발표했다.

리버만 교수는 더 나아가 침팬지의 소리길을 분석하고 고대 인류 화석을 비교해서 ‘인간 소리길의 해부학적인 점진적인 변화가 인간의 말하는 능력의 변화를 이끌어냈다’는 결론을 내렸다. 이 중 가장 큰 변화는 인간의 혀가 목 쪽으로 더 내려 앉았다는 사실이라고 주장했다.

그러나 이번에 정 반대의 의견을 낸 연구팀 중 한 사람인 피치 교수는 리버만 교수의 학생 중 한 사람이다. 청출어람(靑出於藍)일 수 있다. 그러나 스승 리버만 교수는 “뇌의 변화와 함께 소리길의 변화가 인간의 말하는 능력과 관계가 있을 것”이라는 반응을 보였다고 뉴욕타임즈는 전했다.


출처  ScienceTimes( 2016.12.12 ), 비즈 조선 , 미래창조과학부 불로그

정리  과학상식 보급위원  양 해 본