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팔이 여러 개인 생물은 모든 움직임을 일일이 명령하는 건가요?
문어처럼 팔이 여러 개인 동물은 각각의 팔을 상당히 독립적으로 움직이는 것처럼 보이는데, 모든 움직임을 뇌에서 일일이 명령하는 것인지 궁금합니다. 팔 자체의 신경계가 일부 움직임을 독립적으로 처리할 수 있다는 이야기가 실제로 어느 정도 사실인지 알고 싶습니다.
4개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 임형준 수의사입니다.
문어 같은 두족류는 모든 움직임을 뇌가 하나씩 명령하는 방식이 아닙니다 .문어는 전체 신경세포의 상담 부분이 팔에 분포되어 있어 각 팔의 신경계가 주변 상황에 맞게 일부 움직임을 독립적으로 조절합니다. 예를 들어 팔이 일부 움직임을 독립적으로 조절합니다. 예를 들어 팔이 물체는 감지하면 촉감 정보를 바탕으로 잡는 힘과 방향을 스스로 조절할 수 있습니다.
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채택된 답변문어의 경우 8개의 다리에 자체 신경계가 독립적으로 움직임을 처리합니다.
문어가 가진 5억 개의 신경세포 중 60% 이상이 8개의 다리에 분산되어 있습니다.
중앙 뇌는 먹이를 잡아라 같은 큰 틀의 명령만 내리고, 세부 제어는 다리의 신경절이 직접 처리하는 것입니다. 그래서 다리는 뇌의 개입 없이도 촉각과 맛을 느끼며 스스로 물체를 움켜쥘 수 있는 것입니다.
실제로 몸통에서 잘라낸 다리조차 한동안 자극에 독자적으로 반응합니다. 또한 8개의 다리는 뇌를 거치지 않고 서로 직접 신호를 주고받으며 협력하고 행동하죠.
결과적으로 문어의 움직임은 중앙집권식이 아닌 고도로 뛰어난 분산 제어 시스템의 결과라 할 수 있습니다.
참고로 문어와 같은 형태는 오징어 같은 두족류와 불가사리 같은 극피동물, 그리고 해파리나 히드라 같은 자포동물들에서 보이는 현상이며 척추동물과는 차이를 보이는 부분입니다.
문어와 같은 생물은 뇌에서 팔의 모든 세부 움직임을 일일이 통제하지 않고 각 팔에 분산된 신경계가 상당 부분 자율적으로 동작을 처리합니다. 문어는 전체 신경세포의 3분의 2 이상이 8개의 팔에 있는 신경절에 분포되어 있어, 뇌가 대략적인 이동 방향이나 목적 등의 고차원적 명령을 내리면 각 팔이 주변 환경을 감지하고 마디와 빨판의 미세한 근육 조절을 자체적으로 수행합니다. 이처럼 분산형 신경 구조를 갖추고 있어 절단된 문어 다리도 일정 시간 자극에 반응하여 독립적으로 움직일 수 있으며, 뇌의 연산 부담을 줄이면서 복잡한 신체 제어를 효율적으로 실행합니다.
안녕하세요. 네. 문어의 경우에는 모든 팔의 움직임을 뇌가 하나하나 직접 명령하는 것이 아니며, 각 팔이 상당한 수준의 자율적인 정보처리와 운동 제어를 할 수 있습니다. 문어는 중앙에 있는 뇌뿐만 아니라 각 팔에 매우 많은 신경세포가 분포해 있는데요, 즉 문어의 전체 신경세포 가운데 상당수가 뇌가 아니라 팔과 주변 신경계에 존재합니다. 그래서 뇌가 왼쪽 팔을 3cm 움직이고, 빨판을 하나씩 붙이고, 다음에는 두 번째 빨판을 움직이라는 것처럼 모든 동작을 일일이 계산해서 지시하는 구조가 아닙니다.
예를 들어 문어가 바위틈을 탐색할 때 팔을 뻗으면, 팔 자체의 신경계가 주변의 촉각과 화학적 정보를 받아들이고 그에 따라 근육과 빨판의 움직임을 조절할 수 있는데요, 팔이 물체에 닿으면 그 정보를 즉각적으로 처리하여 어느 방향으로 움직일지, 빨판을 붙일지 등을 어느 정도 스스로 결정할 수 있습니다. 뇌는 전체적인 행동의 목적이나 방향을 조절하고, 세부적인 운동은 팔의 신경계가 상당 부분 처리하는 방식에 가깝습니다. 특히 문어의 빨판은 단순히 팔에 붙어 있는 수동적인 기관이 아닙니다. 각각의 빨판에는 감각수용기와 신경세포가 있어 접촉, 압력, 화학적 정보 등을 감지할 수 있습니다. 따라서 문어는 팔로 물체를 만지면서 그 물체가 무엇인지 상당한 정보를 얻을 수 있습니다.
하지만 팔이 완전히 독립된 생명체처럼 행동하는 것은 아닌데요, 문어의 뇌와 팔의 신경계는 서로 긴밀하게 연결되어 있습니다. 뇌는 먹이를 찾으라던가, 특정 방향으로 이동하라는 것과 같은 상위 수준의 행동을 조절하고, 각 팔의 신경계는 그 목표를 달성하기 위한 복잡한 움직임을 현장에서 처리한다고 이해하면 가장 쉽습니다. 이러한 구조는 문어에게 상당한 이점을 주는데요, 팔이 8개나 되는 동물이 모든 움직임을 중앙의 뇌에서 동시에 계산한다면 엄청난 양의 정보 처리가 필요할 것입니다. 하지만 팔 자체에 운동 제어 능력을 분산시키면 각 팔이 주변 환경에 즉각적으로 대응하면서 동시에 여러 가지 일을 수행할 수 있습니다. 감사합니다.