강아지와 사람의 공통 언어

강아지와 인간처럼 다른 종은 어떻게 서로를 이해할 수 있을까요?

Plos Biology에 발표된 최근 연구에 따르면, 제네바 대학과 파스퇴르 연구소 소속 청각 연구소의 연구진은 강아지와 인간이 서로의 차이를 극복하고 중간 지점에서 만남으로써 의사소통한다고 밝혔습니다.

연구진은 강아지와 인간이 서로 의사소통할 수 있도록 공진화(co-adapt)했을 가능성을 제기했습니다. 인간에 의해 길들여지지 않은 늑대와 같은 다른 개과 동물과 비교하면, 강아지의 언어 능력 중 유전적 요인과 사회화로 인해 발달한 부분을 구분할 수 있을 것입니다.

각 종이 고유의 발화 속도(speech rate)를 가지는 것은 장점이 있습니다. 포식자를 피하거나 같은 종의 구성원, 잠재적 짝을 인식하는 데 도움이 됩니다. 하지만 다른 종의 템포에 적응하여 경쟁적으로 “엿듣거나” 협력적으로 (예를 들어 강아지와 인간 사이처럼), 서로의 말을 이해하는 것이 유용할 때도 있습니다.

이번 연구에서는 종 간의 장벽을 넘어 의사소통을 가능하게 하는 강아지와 인간의 진화 과정을 알아봤습니다.

강아지와 대화할 때 목소리를 바꾸는 이유

강아지와 대화할 때 인간이 목소리를 바꾸는 것은 자연스럽고 유용한 과정입니다. 제네바 대학의 동물 행동 및 신경과학 연구원 엘로이즈 데오(Eloïse Déaux)는 연구팀과 함께 강아지와 인간의 수백 개의 발성을 분석했습니다.

연구에 따르면, 강아지의 발성 속도는 사람보다 느립니다. 그리고 사람이 강아지와 대화할 때는 발화 리듬이 중간 지점에 위치합니다. “사람들은 반려동물과 대화할 때 발화 속도를 늦춰 강아지의 전형적인 발성 리듬에 더 가까워지며, 이는 이해를 촉진할 수 있습니다,”라고 엘로이즈 데오가 설명했습니다.

사람과 강아지의 차이는 어떻게 설명될 수 있을까?

연구자에 따르면, 이 차이는 해부학적 요인뿐만 아니라 뇌의 메커니즘, 특히 신경 활동의 동기화로 인한 전기적 패턴인 뇌파에 있습니다.

“언어 인지에서 뇌 진동의 역할을 연구하는 것은 사람에게도 비교적 새로운 분야입니다,”라고 프로젝트를 주도한 제네바 대학 신경과학 교수이자 파스퇴르 연구소 청각 연구소 소장인 앤-리즈 지로(Anne-Lise Giraud)는 말했습니다. “이를 네발을 가진 강아지에게 적용하는 것은 간단한 일이 아닙니다.” 연구진은 강아지과 동물의 뇌파를 연구하기 위해 비침습적 뇌파 검사(EEG) 프로토콜을 적응시켰습니다. 인간과 강아지 모두 청각 자극에 노출되었으며, 이에 대한 뇌 활동이 측정되었습니다.

뇌파와 의사소통

뇌파는 주파수에 따라 분류됩니다. 델타파는 0.5에서 0.4 헤르츠(Hz) 범위, 세타파(theta wave)는 4에서 7 Hz 범위에 있습니다. 이들은 인지 메커니즘에서 각기 다른 역할을 합니다. 인간의 언어 영역에서 감마파(gamma wave)는 음소 코딩(발음 소리), 세타파는 음절화, 델타파는 억양(운율)에 해당합니다.

“우리는 음향 신호와 EEG 진동 간의 상관관계 또는 유사성을 연구했습니다,”라고 앤-리즈 지로는 설명했습니다. 결과는 어땠을까요? “인간의 경우, EEG의 세타파가 acoustic envelope과 맞물리는 반면, 강아지는 델타파가 이를 따릅니다.” 연구진은 EEG로 측정된 진동이 청각 신호 인지를 돕는지 입증하기 위해 신호가 참가자들에게 잘 이해되었는지 확인했습니다.

인간의 경우, 음성 자극의 명료도(intelligibility of the stimuli)를 평가하는 것은 간단합니다. 사람이 말로 또는 글로 이해도를 보고할 수 있기 때문입니다. 하지만 강아지의 경우, 이는 다릅니다. “우리는 강아지의 음성 자극의 명로도를 객관적으로 측정하기 위해 칭찬이 아는 명령어로 구성괸 강아지 전용 언어를 사용하였습니다”라고 엘로이즈 데오는 설명했습니다. 이 혁신적인 접근법은 행동, 이해, 및 뇌 메커니즘(brain mechanism) 간의 연관성을 보여줍니다.

속도와 내용의 영향

이 방법 덕분에 인간과 강아지가 청각 신호를 이해할 수 있는 한계가 테스트되었습니다. 연구진은 문장의 속도를 조정하거나 내용을 제거한 신호를 재생했습니다. 엘로이즈 데오는 “내용이 없는 조건을 달성하기 위해 명령어 녹음을 역전시켰습니다. 예를 들어, ‘앉아’는 ‘아앉’처럼 들립니다. 그런 다음 운율(prosody)을 원래 신호와 맞게 다시 조정합니다,”라고 방법을 설명했습니다.

연구 결과, 강아지는 속도가 너무 빠른 명령어에 반응하지 않았습니다. 즉, 강아지는 인간 언어를 이해할 수 있지만, 이는 델타 대역(1~3 Hz)에 속하는 경우에만 가능합니다. 또한 내용의 손실은 강아지의 이해에도 영향을 미쳤습니다. 단순히 운율만 있는 경우, 명령어의 이해도는 정상 조건보다 낮았습니다.

“따라서, 우리 연구는 강아지가 우리의 억양이나 운율에만 민감하다는 오해를 깨뜨립니다. 강아지가 우리가 하는 말을 제대로 이해하려면 음운적 내용(phonological content)이 중요합니다. 하지만 사람과 달리, 음절은 강아지의 이해의 기본 단위가 아닙니다,”라고 연구원은 말했습니다.

진화적 통찰력

또한, 연구 결과는 이해도와 뇌파의 동기화가 밀접하게 연관되어 있음을 보여줬습니다. 사람의 세타 진동과 강아지의 델타 진동이 signals’ envelope에 더 잘 맞을수록, 이해도는 높아집니다.

연구진은 강아지와 사람이 서로 의사소통하기 위해 공진화했을 가능성을 제기했습니다. 그러나 이러한 행동이 두 종 간의 특별한 관계에만 국한된 것일까요? “인간과 상호작용하는 다른 동물(소, 양, 돼지 등)과의 비교를 통해 이들이 같은 적응 능력을 개발했는지, 그리고 인간이 이들과 대화할 때 말의 속도를 늦추는지 확인하는 것이 흥미로울 것입니다,”라고 연구원들은 언급했습니다.

인간에 의해 길들여지지 않은 늑대와 같은 다른 개과 동물과 개를 비교하면, 개의 언어 능력이 유전적 요인에서 비롯된 것인지, 사회화에서 비롯된 것인지 판단하는 데 도움이 될 것입니다. NCCR Evolving Language의 Canid Cognition 특별 연구 그룹(Special Interest Group, SIG)은 Klaus Zuberbühler(네샤텔 대학), Martin Meyer(취리히 대학), Anne-Lise Giraud(제네바 대학)에 의해 시작되었으며, 가까운 미래에 이 주제에 더 많은 통찰을 제공할 수 있을 것입니다.

“강아지의 뇌 메커니즘에 대한 더 나은 이해는 인간과 우리의 진화에 대한 통찰을 제공할 것입니다. 강아지는 진화적으로 우리와 매우 먼 동물이기 때문입니다. 또한, 우리의 네발 친구들의 훈련 기술을 개선하는 데도 도움이 될 것입니다,”라고 엘로이즈 데오는 결론지었습니다.

Original Article By: Adrien, Techno-Science