연구자들은 새의 성도에서 근육 수축을 추적하고 새가 잠잘 때 조용히 부르던 노래를 재구성했다. 결과 오디오는 팀이 새의 꿈이 무엇인지 알아낼 수 있도록 하는 매우 구체적인 호출이다.
새가 잠을 잘 때 낮에 노래하는 데 사용되는 뇌 부분은 계속 활성화되어 깨어 있을 때 생성되는 것과 유사한 패턴을 보여준다. 부에노스아이레스 대학(UBA)의 연구원들은 이전에 이러한 뇌 패턴이 새의 발성 근육을 활성화하여 잠자는 동안 조용히 노래를 '재생'할 수 있음을 입증했다.
그러나 지금까지는 야간 활동이 어떻게 처리되는지 지도화하는 것이 불가능했다. 새로운 연구에서 UBA 연구자들은 새가 꿈을 꾸는 동안 만들어진 음성 근육 움직임을 합성 노래로 바꾸었다.
새소리의 물리적 메커니즘 전문가이자 이번 연구의 교신저자인 가브리엘 민들린(Gabriel Mindlin)은 “꿈은 우리 존재에서 가장 친밀하고 파악하기 어려운 부분 중 하나입니다.”라고 말했다. “우리가 이렇게 멀리 떨어져 있는 종들과 이것을 공유한다는 사실은 매우 감동적입니다. 그리고 꿈을 꾸는 새의 마음 속으로 들어갈 가능성, 즉 그 꿈이 어떻게 들리는지 듣는 것은 저항할 수 없는 유혹입니다.”
새의 목소리는 그 새만이 가지고 있는 독특한 기관인 누공(syrinx)에 의해 만들어진다. 기관(기관) 기저부에 위치한 공기가 통과하면 기관 벽의 일부 또는 전체가 진동하게 되고, 주변의 기낭은 공명실처럼 작용한다. 생성되는 소리의 음높이는 누공과 기도에 가해지는 근육 주변의 긴장에 따라 달라진다.
연구자들은 이전 연구에서 사용했던 종이기 때문에 연구를 위해 위대한 키스카디를 선택했다. 중남미 전역에서 흔히 볼 수 있는 이 시끄럽고 공격적인 새는 세 음절로 부르는 소리로 유명하다. 사실 이 새의 "kis-ka-dee" 소리 때문에 이름이 붙여졌습니다. 자신의 영토를 방어할 때 그레이트 키스카디는 머리 깃털의 꼭대기를 치켜올리는 것과 함께 짧은 음절의 '트릴'이라는 뚜렷한 발성 패턴을 생성한다.
맞춤형 근전도 검사(EMG) 전극을 새에게 이식하여 키스카디의 새 노래를 생성하는 가장 두드러진 근육인 복부 경사근의 근육 반응과 전기 활동을 측정했다. 새들이 깨어 있고 자고 있는 동안 EMG와 새소리 오디오가 동시에 녹음되었다. Kiskadee의 사운드 생성 메커니즘에 대한 기존 동적 시스템 모델을 사용하여 정보를 합성 노래로 변환했다. 기본적으로 동적 시스템 모델은 소리가 일련의 수학 방정식으로 생성될 때 누공에서 발생하는 현상을 분석한다.
“지난 20년 동안 나는 새 노래의 물리학과 근육 정보를 노래로 변환하는 방법에 대해 연구해 왔습니다.”라고 Midlin은 말했다. "이런 방식으로 우리는 근육 활동 패턴을 새 노래 생성 모델의 시간 의존적 매개 변수로 사용하고 해당 노래를 합성할 수 있습니다."
수면 중 근육 활동을 분석한 결과 주간 영토 싸움 중 키스카디가 생성하는 트릴에 해당하는 일관된 활동 패턴이 나타났다. 흥미롭게도 '꿈꾸는 트릴'은 낮 시간과 마찬가지로 머리 깃털이 솟아오르는 것과 관련이 있다. 연구자들은 수집한 데이터를 바탕으로 트릴 중 하나의 합성 버전을 만들었다.
미들린은 “외로운 새가 꿈에서 영토 분쟁을 재현하는 모습을 상상하니 큰 공감을 느꼈다”고 말했다. "우리는 우리가 일반적으로 인식하는 다른 종들과 더 많은 공통점을 가지고 있습니다."
연구자들은 그들의 연구가 “조류 뇌에 대한 독특한 창”을 제공했으며 동적 생체역학 모델을 사용하여 신호를 행동으로 변환하는 것이 다른 종에게도 확장될 수 있다고 말한다.
“즉, 이 연구에서 우리는 새가 꿈꾸는 것을 듣기 위해 물리적 모델을 어떻게 사용할 수 있는지 보여주었습니다.”라고 그들은 말했다. 이 연구는 Chaos 저널에 게재되었다. 출처: AIP 출판
