지구상에서 가장 독창적인 신경망 구조를 지닌 해양 생물로 꼽히는 문어의 지능적 가치가 최근 뇌신경과학 데이터와 학술적 분석을 통해 새로운 국면을 맞이했다.
해양생물학 전문 학술지 '생리학 전선(Frontiers in Physiology)'에 게재된 연구 지표에 따르면, 무척추동물인 문어는 약 5억 개의 신경세포를 보유하고 있어 포유류인 전형적인 반려견(강아지)과 유사한 수준의 인지 능력을 발휘하는 것으로 확인됐다. 이는 척추동물 중심의 진화적 지능 분류 체계를 완전히 뒤흔드는 시사점을 던진다.
문어가 고도의 지능적 활동을 수행할 수 있는 비결은 독특한 신경세포 분산 배치 추이에 있다. 인간을 포함한 대부분의 척추동물은 중앙 집중형 뇌 구조를 지니고 있지만, 문어는 전체 신경세포 5억 개 중 약 3분의 2를 머리가 아닌 '8개의 다리'에 나누어 배치하는 구조적 국면을 나타낸다.
기사의 이해를 돕기 위한 AI 이미지
중앙의 주 뇌가 거시적인 행동 방향성을 결정하면, 각 다리에 밀집된 신경망이 독립적으로 연산하고 촉각 및 미각 정보를 실시간으로 처리한다.
생물학적 수치로 보면 사실상 1개의 중앙 뇌와 8개의 말초 뇌가 결합한 총 '9개의 뇌' 시스템이 구동되는 셈이다. 이러한 분산 제어 메커니즘 덕분에 문어는 8개의 다리를 동시에 각기 다른 방향으로 움직이며 복잡한 장애물을 통과하거나 먹이를 사냥하는 고도의 유동적 유연성을 확보하게 된다.
단순한 반사 반응을 넘어선 문어의 천재성은 야생 생태학적 관측 지표에서 더욱 명확하게 드러난다.
해양 현장 조사 결과, 문어는 주변의 투명한 유리병이나 플라스틱 통의 나사를 돌려 뚜껑을 열고 내부의 먹이를 꺼내는 복잡한 인과관계 인지 추이를 보여준다. 이는 물체의 물리적 구조를 완전히 이해하고 역학적 힘을 가할 수 있는 고도의 시각-운동 연계 능력이 존재함을 증명하는 지표다.
기사의 이해를 돕기 위한 AI 이미지
나아가 스스로를 보호하기 위해 빈 조개껍데기나 코코넛 껍질을 다리로 들고 다니며 포식자가 나타났을 때 방패처럼 활용하는 방어 메커니즘도 통계적으로 다수 관측됐다.
무척추동물 중 도구를 수집하고 휴대하며 필요에 따라 재활용하는 사례는 문어가 유일하다. 동물 행동학계의 최신 실험에서는 문어가 거울에 비친 자신의 모습을 인지하고 반응하는 자아 인식의 초기 국면까지 포착되며 그 지능적 한계 수치가 매년 상향 조정되고 있다.
문어의 이 같은 진화 지표는 현대 뇌신경과학과 로봇 공학 분야에 막대한 파급효과를 미치고 있다.
척추를 거치지 않고도 정밀한 인지 제어가 가능한 문어의 다리 신경망 구조는 최근 유연한 움직임이 필수적인 '소프트 로봇 공학'의 핵심 하드웨어 및 알고리즘 설계 데이터로 전형적으로 응용되는 추이이다.
기사의 이해를 돕기 위한 자료 사진 / GettyimagesBank
중앙 제어 장치의 연산 부담을 최소화하면서 말초 구동기가 실시간 환경 변화에 대응하도록 만드는 분산형 인공지능(AI) 아키텍처 연구에도 직접적인 영감을 제공하고 있다.
화학적 자극과 물리적 압력을 동시에 인지하는 문어 빨판 고유의 수용체 대사 지표는 인간의 피부를 대체할 수 있는 고감도 인공 전자 피부 센서 개발 국면으로 이어지고 있다.
진화의 계통도 상에서 포유류와 완전히 다른 갈래에서 출발했음에도 불구하고, 환경적 생존 압력을 극복하기 위해 독자적인 방식으로 천재적 인지 시스템을 구축해 낸 문어의 생물학적 수치는 생명 진화의 다각적 가능성을 고스란히 투영하고 있다.