Orofacial behaviors, not eye movements, govern neural activity in mouse visual cortex

생쥐의 뇌, 특히 시각을 담당하는 부분(V1)을 분주한 라디오 방송국이라고 상상해 보세요. 오랫동안 과학자들은 이 방송국이 송출하는 '신호'가 주로 생쥐의 눈 움직임, 즉 카메라가 왼쪽이나 오른쪽으로 팬(pan)하는 것과 같은 움직임에 맞춰져 있다고 생각했습니다. 이러한 아이디어는 눈의 움직임이 시각 뇌의 활동을 유도하는 것처럼 보이는 원숭이를 연구한 데서 비롯되었습니다.

하지만 이 새로운 연구는 생쥐의 경우, 음악을 조절하는 진짜 DJ가 눈이 아니라는 점을 시사합니다. 대신 바로 얼굴입니다.

연구진이 발견한 내용을 몇 가지 간단한 비유를 통해 설명하면 다음과 같습니다:

• 얼굴은 지휘자입니다: 생쥐가 돌아다닐 때, 얼굴은 많은 일을 합니다. 수염이 파르르 떨리고(whisking), 코를 킁킁거립니다. 연구 결과, 이러한 얼굴의 움직임이 시각 뇌를 활성화하는 주요 원인이라는 것이 밝혀졌습니다. 마치 뇌의 볼륨 조절 노브가 눈이 아니라 생쥐의 수염과 코에 직접 연결되어 있는 것과 같습니다.

• 눈은 그저 배경 소음에 불과합니다: 연구진은 완전한 어둠 속에서, 그리고 다양한 시각적 장면을 활용하여 생쥐를 테스트했습니다. 모든 시나리오에서 연구진은 눈의 움직임이 뇌 활동의 아주 작은 부분만을 설명한다는 것을 발견했습니다. 만약 시각 뇌가 하나의 교향곡이라면, 눈은 겨우 한 음표를 연주하고 있는 수준인 반면, 얼굴은 오케스트라 전체를 지휘하고 있는 셈입니다.

• '가짜' 연결성: "하지만 생쥐는 수염을 움직일 때 눈도 같이 움직이지 않나요?"라고 의문이 생길 수 있습니다. 연구에 따르면 그렇습니다. 눈과 얼굴은 함께 춤을 추는 파트너처럼 동기화되어 움직입니다. 하지만 실제로 뇌의 활동을 주도하는 것은 얼굴이기 때문에, 눈 또한 뇌 활동을 일으키는 것처럼 보일 뿐입니다. 그러나 실상은 눈이 주도하는 것이 아니라, 얼굴이 리드하고 있으며 눈은 그저 그 흐름을 따라 움직이고 있는 것입니다. 즉, 뇌는 눈의 움직임에 반응하는 것이 아니라 수염과 코의 움직임에 반응하는 것이며, 눈은 단지 그 여정에 함께 올라탄 것뿐입니다.

결론:
이 연구는 오랫동안 지속되어 온 가설을 바로잡습니다. 우리는 시각이 순수하게 '보는 것'에 관한 것이라고 생각할 수 있지만, 생쥐에게 있어 시각 뇌는 '행동하는 것', 구체적으로는 입, 코, 수염의 능동적인 움직임에 의해 크게 영향을 받습니다. 생쥐의 시각 피질을 지배하는 것은 눈이 아니라, 바로 얼굴입니다.