[시사주간=조명애 워싱턴 에디터·불문학 박사] 돌고래, 새, 박쥐, 개미 등 지구상에 존재하는 상당수의 동물들이 지구 자기장의 변화를 감지할 수 있다. 인간도 이런 능력을 가지고 있는지에 대한 의문은 오래 전부터 있어 왔다. 최근의 한 연구는 인간도 이 능력을 가지고 있을 수 있다는 것을 발견했다.
지구상에 존재하는 모든 동식물은 빛, 소리, 냄새를 포함한 다양한 감각입력을 감지하도록 진화해 왔으며 특정 동물들은 특정한 민감성을 발달 시켜 독특한 능력을 지니게 됐다.
일본의 도쿄 대학과 미국 캘리포니아 기술 연구소 연구진은 몇몇 동물들이 자기장을 이용해 항해할 때 나침반과 천체도 반응(map response)을 이용한다는 것을 알게 되었다. 나침반은 남북 방향을, 천체도 반응은 동물이 어디로 가고 싶은지에 대한 그림을 그리기 위해 필드 강도(field intensity)와 방향을 이용한다.
지구 내부 외핵에 존재하는 액체 상태의 철이 대류현상에 의해 움직이면서 전류를 생성해 자기장이 만들어진다. 지구 전체가 남극과 북극을 양극으로 삼는 하나의 커다란 자석이 되는 셈이다. 새를 비롯한 다양한 동물들은 이러한 지구 자기장의 방향과 강도를 감지해서 원하는 목적지까지 방향을 찾을 수 있다.
이전 연구에서는 새의 눈에 있는 ‘크립토크롬4’라는 단백질이 지구 자기장을 시각적으로 감지해 생체 나침반 역할을 한다는 주장이 제기된 바 있다.
동 연구진은 실험 참가자의 뇌 활동을 조사하기 위해 뇌 전도 스캐닝 기술을 사용함과 동시에, 고립된 방사선 투과형 챔버 안에서 자기장을 조작했다. 연구진은 참가자들이 휴식 상태일 때 나타나는 알파 리듬에 특별한 주의를 기울였다. 뇌에 외부 자극이 갑자기 들어오면 알파 리듬은 일반적으로 진폭이 감소한다.
이렇게 측정 가능한 활동 변화를 ‘알파 이벤트 관련 동기화(alpha event-related desynchronization)’라 부르는데 분석결과, 일부 참가자들의 자기장이 변화하면서 이것이 감소했다. 그러나 자기장 반응의 크기는 크게 달랐다.
연구진은 자기장의 변화에 가장 강력하게 반응하는 참가자들에게 초점을 맞춰 다시 실험했다. 그 결과, 자기장 반응이 북반구의 자기장에 맞춰져 있는 것을 알아냈다.
이는 인간의 뇌가 실제로 자기장 수용체로부터 방향 입력을 수집하고 선택적으로 처리하고 있다는 것을 보여 준다. 즉 인간도 지구 자기장의 변화를 감지할 수 있다는 것이다.
이 연구논문은 ‘eNeuro 저널’ 최신호에 게재됐다. SW
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