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VR 속 초파리의 ‘워킹’이 밝힌 시각과 보행능력의 관계

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VR 속 초파리의 ‘워킹’이 밝힌 시각과 보행능력의 관계

2021.10.08 11:24
위키미디어 제공
위키미디어 제공

눈을 가리고 정면을 향해 걸을 땐 옆으로 경로가 휘기 마련이다. 똑바로 걷기 위해서는 시각 정보를 토대로 끊임없이 보행 자세를 수정해야 하는데, 눈을 가리면 시각 정보를 이용한 자세 수정이 힘들기 때문이라는 견해가 있었다. 하지만 이를 뒤집는 연구결과가 나왔다.


에우헤니아 치아페 포르투갈 샹팔리마우드 연구센터 지각운동 통합 그룹 선임연구원팀은 초파리용 가상현실(VR) 시스템 ‘플라이브이레나(FlyVRena)’를 개발해 시각 제어가 초파리의 움직임에 미치는 영향을 분석했다. 


그 결과 초파리가 한 걸음을 내디딜 때마다 수시로 시각 정보를 토대로 자세를 수정하는게 아니라, 애초에 걸음을 내딛는 순간 자세를 결정해 효율적으로 보행한다는 사실을 발견했다.

 

샹팔리무드 재단(Champalimaud Foundation)
연구팀은 초파리가 눈을 가렸을 때 수시로 시각 정보를 토대로 보행 자세를 수정하는 것이 아니라 걸음을 내딛는 순간 자세를 결정해 효율적으로 보행한다는 사실을 발견했다. 포르투갈 샹팔리마우드 연구센터 제공

연구팀에 따르면, 초파리는 시각 정보를 참고해 움직임이 시작될 때부터 똑바로 걸을 수밖에 없도록 보행 자세를 취했다. 앞으로 한 발짝 내딛기 위해서는 먼저 한 발을 들어야 하는데, 이 상태에서 뇌에는 시선운동반응시스템과 자세안정화시스템 두 가지가 동시에 작동했다. 


시선운동반응시스템은 눈에 맺히는 상이 움직이지 않도록 유지한다. 뇌는 이 시스템으로 시선을 계속 목표물 방향에 둬서 일직선으로 걸을 수 있도록 자세를 조정한다. 한편 자세안정화시스템은 자세 자체의 안정성을 유지하려는 것이다. 


시야를 가리자 뇌는 두 시스템 중 자세안정화시스템에만 의지했다. 그 결과 목표물의 방향으로 시선을 두지 못한 채 가장 안정하기만 한 자세를 취하게 되고 결국 일직선으로 걷지 않고 옆으로 움직이게 된다.


치아페 연구원은 “이번 연구는 시각회로와 척추 신경계에 강한 상호작용이 있을 것이라는 증거”라고 말했다. 연구결과는 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 9월 8일자에 발표됐다. doi: 10.1016/j.cub.2021.08.041

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