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'물고기'통합검색 결과 입니다. (3건)

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전기 뿜으며 사는데 어떻게 주변 감지할까…전기물고기 '뇌' 비밀

스스로 전기 신호를 내보내 주변을 탐색하는 전기물고기가 자신의 신호에 방해받지 않는 뇌 작동 원리가 밝혀졌다. 빠르게 학습하는 신경 연결과 천천히 학습하는 연결을 함께 사용해 자신이 만든 전기 신호는 걸러내고 외부에서 들어오는 새로운 신호를 구별하는 것으로 나타났다. 2일(현지시간) 미국 컬럼비아대학교 주커먼연구소에 따르면 연구진은 아프리카에 서식하는 약전기어류 전기감각엽 내 신경세포 연결 구조를 분석해 이 같은 결과를 확인했다. 약전기어류는 피부에 특수한 기관을 갖고 있어 주변의 전기장을 감지하는 동시에 스스로 약한 전기 신호를 발생시킨다. 이를 이용해 시야가 좋지 않은 물속에서 주변 환경과 먹이를 탐색하고 다른 개체와 의사소통한다. 문제는 자신이 내보낸 전기 신호다. 외부의 미세한 전기장을 감지해야 하는 상황에서 자신이 만든 신호가 계속 유입되면 주변에서 들어오는 신호를 구별하기 어려워질 수 있다. 연구진은 이를 자신이 소리를 지르면서 동시에 주변의 작은 소리를 들으려는 상황에 비유했다. 전기물고기의 뇌는 이를 해결하기 위해 자신이 만들어낼 감각 신호를 예측한 뒤 이를 상쇄한다. 이전 연구를 통해 이러한 기능 자체는 알려져 있었지만, 서로 다른 속도로 학습하는 신경세포들이 어떻게 협력해 정확한 예측과 신호 제거를 수행하는지는 명확하지 않았다. 연구진은 전자현미경을 이용해 전기물고기의 전기감각엽에 있는 신경세포와 시냅스 연결을 초고해상도로 분석했다. 이를 생리학적 측정과 컴퓨터 모델링 결과와 결합해 신경회로가 자기 신호를 걸러내는 과정을 살폈다. 그 결과 신경회로에서는 빠르게 변화하는 시냅스 가소성을 가진 세포와 천천히 변화하는 세포가 서로 짝을 이루는 구조가 확인됐다. 빠르게 학습하는 신경 연결은 새로운 변화에 신속하게 적응할 수 있지만 무작위로 발생하는 불규칙한 잡음에도 영향을 받기 쉽다. 반면 천천히 학습하는 연결은 변화에 적응하는 속도는 느리지만 반복적으로 발생하는 신호를 보다 안정적으로 학습한다. 두 방식이 함께 작동하면서 각각의 단점을 보완한다는 게 연구진의 설명이다. 빠른 학습은 변화에 신속하게 대응하고 느린 학습은 안정성을 높여, 전기물고기가 지속적으로 발생시키는 자신의 전기 신호를 빠르고 정확하게 상쇄할 수 있도록 한다. 연구진의 컴퓨터 모델에서도 여러 위치에서 일어나는 시냅스 가소성이 협력할 경우 각각이 독립적으로 작동할 때의 한계를 극복하고 빠르고 정확하면서도 잡음에 강한 신호 상쇄가 가능한 것으로 나타났다. 자신이 만들어낸 예측 가능한 신호가 제거되면 먹이나 다른 물고기 등 외부에서 발생한 전기 신호는 상대적으로 더 두드러지게 감지된다. 연구진은 이번 결과가 인공지능(AI)의 '지속학습(continual learning)' 연구에도 아이디어를 제공할 가능성이 있다고 봤다. AI 모델은 새로운 정보를 계속 학습하는 과정에서 이전에 학습한 정보를 잊어버리는 이른바 '파국적 망각(catastrophic forgetting)' 현상을 겪을 수 있다. 반면 생물의 뇌는 변화하는 환경에서 새로운 정보를 계속 받아들이면서 기존에 학습한 정보도 비교적 안정적으로 유지한다. 이번 연구가 AI의 파국적 망각 문제를 직접 해결한 것은 아니다. 연구진은 빠른 학습과 느린 학습을 함께 사용하는 생물학적 신경회로의 구조가 지속적으로 학습해야 하는 인공 시스템을 설계하는 데 참고할 수 있을 것으로 기대했다. 네이선 소텔 컬럼비아대 교수는 "생물학적 시스템은 인공 시스템에 가르쳐 줄 것이 많다"고 말했다. 이번 연구 결과는 국제학술지 '네이처(Nature)'에 2일 게재됐다.

2026.09.03 16:10안희정 기자

[영상] "너무 귀여워"…핑크 '달팽이 물고기' 최초로 포착

미국 캘리포니아 해안에서 약 3천300m 이상 떨어진 몬터레이 해협에서 푸른 눈과 기다란 수염을 지닌 분홍색 달팽이물고기가 포착됐다고 과학전문매체 라이브사이언스가 최근 보도했다. 이 물고기는 몬터레이만 수족관 연구소(MBARI) 연구진이 카메라로 포착한 것으로 빛이 닿지 않는 극한의 어둠과 강한 수압이 지배하는 심해에 서식하는 달팽이물고기의 일종이다. 달팽이물고기는 심해 생물 중에서도 독특한 종으로 알려져 있다. 일부는 배에 일종의 흡반을 지녀 바위에 매달리거나 다른 동물의 등에 올라타 이동하기도 한다. 현재까지 400종 이상의 달팽이물고기가 보고됐는데, 얕은 웅덩이부터 가장 깊은 심해까지 다양한 생태계에 서식한다. 연구를 이끈 맥켄지 제링거 뉴욕 주립대 제네시오 캠퍼스 생물학 조교수는 "달팽이 물고기는 생태계의 중요한 구성원일 뿐 아니라, 한 어류 과 내에서 심해로 진화하는 과정을 연구할 수 있는 기회를 제공한다"며, "얕은 곳에 사는 달팽이물고기와 깊은 곳에 사는 달팽이물고기를 비교해 심해에서 살아가기 위해 어떤 적응이 필요한지 잘 이해할 수 있다"고 말했다. 연구진들은 2019년 원격 조종잠수함을 이용해 몬터레이 해협을 탐사하던 중 핑크색의 새로운 달팽이물고기를 발견했다. 같은 해 말 유인 잠수정 앨빈(Alvin)을 타고 탐사하던 중 4천m 깊이에서 새로운 달팽이 물고기 2종이 추가로 발견됐다. 하나는 제트 블랙 색상의 '다크 스네일리시'(학명 Careproctus yanceyi)와 흡입 디스크가 없는 날씬한 체형을 지닌 '스릭 스네일 피시'(학명 Paraliparis em) 였다. 연구진은 관측 자료들을 검토해 이 세 마리 물고기가 이전에 알려지지 않은 미기재 종임을 확인했다. 이번 연구 결과는 지난 달 말 학술지 '어류학 및 파충류학(Ichthyology and Herpetology)'에 발표됐다. 이번 연구 결과는 달팽이 물고기가 깊은 바닷속에서도 번성하고 있을 뿐만 아니라 생물학적 다양성이 아직 밝혀지지 않았다는 사실을 보여준다고 해당 매체는 전했다. 연구진은 "심해에 접근하는 것 자체가 이 연구의 가장 큰 과제이며, 엔지니어, 과학자, 그리고 선원들의 협력이 필요하다"며, "새로운 심해 생물을 발견하려면 많은 사람들이 각자의 전문 지식을 총동원하여 공동의 목표를 달성해야 한다"고 밝혔다.

2025.09.16 11:07이정현 미디어연구소

[영상] 수천 마리 물고기 떼가 암벽 등반…왜?

브라질 남부에서 폭포 바위를 거슬러 올라가는 수천 마리의 물고기 떼가 포착되며 화제가 되고 있다고 과학전문매체 라이브사이언스가 최근 보도했다. 이 물고기는 주황색 몸에 검은 반점이 있는 '범블비 캣피쉬(bumblebee catfish)'로 불리는 메기과 물고기로 몸길이는 약 89.2mm다. 최근 브라질 아키다우아나 강 폭포 뒤편 1~4m 높이의 미끄러운 바위를 이 물고기들이 거슬러 올라가는 모습이 포착되며 주목을 끌었다. 이 메기들은 강과 연결된 작은 웅덩이에서 가파르고 수직으로 뻗은 바위 위를 힘들게 기어오르고 있다. 평평한 바위에는 물고기가 너무 많아서 서로 기어오르는 것처럼 보였고, 메기들 중 일부는 과학자들이 가지고 있던 플라스틱 양동이 위로 기어 오르기도 했다고 연구진은 설명했다. 그 동안 과학자들은 희귀 어종의 이런 행동에 대해 거의 알지 못했다. 2024년 브라질 마투그로소두술 주의 환경군사경찰대원들은 이 광경을 목격하고 과학자들을 불러 조사가 시작됐고 연구 결과가 이번 달 학술지 '어류생물학저널(Journal of Fish Biology)'에 실렸다. 브라질 마투그로소두술 연방대학의 생물학자이자 이번 연구의 제1저자 마노엘라 마리뉴는 “이 물고기는 거의 잡히지 않으며 관찰 빈도는 더욱 낮다”며, "때문에 이번 대규모 집단 관찰은 매우 주목할 만하다”고 밝혔다. 새 논문에서 연구진들은 이 물고기가 하루 중 늦은 시간에만 바위를 거슬러 올라갔다고 설명했다. 이 물고기들은 더운 오후에는 바위 속 그늘에 숨어 있었고, 해가 지는 오후 6시 경부터 수천 마리가 바위를 거슬러 오르기 시작했다. 메기는 지느러미를 곧게 펴고 몸을 좌우로 흔들거나 꼬리를 튕기며 기어올랐다. 과학자들은 이 물고기가 바위를 오를 때 몸과 바위 사이에 작은 공간을 만들어 바위에 달라붙는 흡착력을 만들어냈을 것으로 추정했다. 이는 빠르게 흐르는 강에서 사는 미꾸라지 등의 어류들도 취하는 전략이다. 연구팀은 메기가 왜 폭포 바위를 기어오르는지 알지 못하지만, 번식을 위해 상류로 이동했을 것으로 추정하고 있다. 폭포를 기어오르는 무리에는 수컷과 암컷이 모두 포함되어 있었고 대부분 성체였다. 이 행동은 건조한 겨울이 지나고 우기가 시작되는 11월부터 시작됐다. 연구진은 "모든 징후가 이것이 번식을 위한 집단임을 시사한다"며, "길고 극심한 가뭄이 이어진 직후에 포착됐는데 갑작스러운 수위 상승으로 물고기들이 산란을 시작한 것으로 보이며, 이전에는 볼 수 없었던 물고기들이 대규모로 모여든 것으로 보인다"고 설명했다. 대부분의 물고기 연구는 어업에 중요한 대형 어류 종에 초점을 맞추고 있기 때문에 이번에 발견된 범블비 캣피시와 같은 어종에 대해서는 아직 정보가 부족하다며, 이번 발견은 하천 서식지가 소형 어류의 생활에 얼마나 중요한지를 보여준다고 연구진은 지적했다.

2025.08.29 10:20이정현 미디어연구소

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