물고기도 '오른손잡이'가 있다는 발견이 인간 뇌에 던지는 질문

당신이 오른손으로 글을 쓰는 동안, 바다 저편 제브라피시는 왼쪽으로 돌고 있을지도 모른다. 농담이 아니다. 최근 연구에 따르면 물고기에게도 '손잡이'가 있다는 사실이 밝혀졌다.

물고기의 숨겨진 '손잡이'

웨스트버지니아대학교 연구팀이 6년간 진행한 연구에서 놀라운 사실이 드러났다. 제브라피시 유충은 빛이 사라지면 일정한 방향으로 원을 그리며 헤엄친다. 어떤 개체는 왼쪽으로, 어떤 개체는 오른쪽으로. 그리고 한 번 정해진 방향은 몇 주간 지속된다.

연구진은 이 현상을 '운동 비대칭성'이라고 명명했다. 인간의 손잡이와 본질적으로 같은 현상이다. 더 흥미로운 건 이런 비대칭성이 인간만의 특징이 아니라는 점이다. 영장류는 도구 사용에서 손 선호도를 보이고, 새들은 특정 눈을 더 자주 사용한다. 심지어 지구상 가장 큰 동물인 흰긴수염고래도 먹이를 먹을 때 구르는 방향이 정해져 있다.

연구팀이 전 세계 5개 어종을 추가로 조사한 결과도 같았다. 모든 물고기가 빛에 반응해 운동 비대칭성을 보였다. 단 한 가지 예외를 빼고 말이다.

동굴 물고기가 던진 단서

예외는 멕시코 테트라, 일명 동굴 물고기였다. 영구적인 어둠 속에서 살아가며 자연적으로 시각을 잃은 이 물고기들은 운동 비대칭성을 전혀 보이지 않았다. 이는 중요한 단서를 제공했다. 시각적 환경이 행동 비대칭성을 만든다는 것이다.

연구진은 제브라피시의 뇌 활동을 실시간으로 관찰했다. 투명한 몸을 가진 이 물고기의 장점이었다. 결과는 명확했다. 시상(視床) 부위의 약 60개 뉴런이 운동 비대칭성과 직접 연결되어 있었다. 이 뉴런들을 제거하자 비대칭적 행동이 사라졌다.

시상은 척추동물에게 공통으로 존재하는 뇌 부위다. 감각 정보를 중계하는 역할을 한다. 즉, 인간의 손잡이와 물고기의 운동 비대칭성이 같은 뇌 구조에서 나올 가능성이 높다는 뜻이다.

비대칭성이 생존에 유리한 이유

그렇다면 왜 모든 동물이 '손잡이'를 가질까? 언뜻 보면 비효율적이다. 주로 사용하는 손이 다치면 치명적이지 않을까?

연구진은 이에 대한 답을 찾았다. 자연에서 동물들은 먹이를 찾을 때 원을 그리며 탐색한다. 제브라피시 유충에게 빛은 먹이를 잡기 위한 필수 자원이다. 일정한 방향으로 도는 것이 빛을 찾아 먹이 사냥에 적합한 환경으로 더 빠르게 이동할 수 있게 해준다.

이전 연구들도 뇌의 비대칭성이 인지 성능을 향상시킨다고 제시했다. 뇌의 양쪽이 경쟁하는 것을 줄여주기 때문이다. 물고기의 운동 비대칭성도 마찬가지로 효율적인 탐색을 위한 기본 설정값 역할을 한다는 것이다.

인간 뇌 연구에 던지는 함의

이 연구는 인간의 손잡이에 대한 이해도 넓혀준다. 손잡이는 단순히 글쓰기 선호도가 아니다. 언어 이해력과 작업 기억과 연결된 광범위한 뇌 비대칭성과 관련이 있다. 비정형적 손잡이(활동에 따라 다른 손을 사용)는 자폐증, 주의력결핍 과잉행동장애 등 다양한 신경학적 조건과도 연관성을 보인다.

한국에서도 이런 연구의 중요성이 커지고 있다. KAIST와 서울대 등에서 뇌과학 연구가 활발해지면서, 행동 비대칭성 연구도 주목받고 있다. 특히 학습 능력과 인지 기능 향상에 대한 관심이 높은 한국 사회에서 이런 기초 연구의 의미는 더욱 크다.