읽고 쓰는 능력이나 손재주 등, 인간의 능력이 다른 동물과 선을 긋고 있는 면은 다수 있지만, 그 중에서도 "책 읽는 능력"은 특히 이질적인 것으로, 그 근저에 있는 신경 메커니즘은 거의 판명되지 않았다. 읽고 쓰는 시스템이 개발된 지 수천 년 안에, 어떻게 뇌가 독서에 특화된 영역을 진화시켰는지 매사추세츠공대(MIT) 신경학자들이 연구 결과를 보여주고 있다.
글을 읽을 줄 아는 어른들은, 다양한 글꼴과 크기, 손글씨가 깨진 글자라도, 효율적으로 읽을 수 있는 "맞춤법 처리"라는 시각 인식 능력이 있고, 이것이 독서 능력을 낳는 것인데, 이 능력을 담당한다고 여겨지는 뇌의 영역에 대해서 일부 과학자들은 "재활용 가설"이라고 하는 것을 제창하고 있다. 이것은 물체 인식에 특화된 시각계의 일부 등이, 읽기의 중요한 요소인 맞춤법 처리, 즉 문자나 단어를 인식하는 능력 때문에 전용되었다고 보는 것이다. MIT 뇌 및 인지과학 부문 연구팀이 2020년 8월 발표한 연구에서는, 이 재활용 가설에 대해 지지하는 증거가 제시되었다.
학술잡지 인 Nature Communications에 게재된 논문의 선임저자인 제임스 디카를로 씨는, "이 연구는 시각 처리 신경 메커니즘에 대해 급속히 발전하고 있는 이해와 중요한 영장류의 행동, 즉 인간의 독서 능력 사이에 있는 잠재적인 연결고리를 열었습니다"고 말한다.
연구에서는, 기능적 자기공명영상법(fMRI) 연구라는 방법에 의해, 기술된 단어를 뇌가 처리할 때 기능하는 시각단어형식영역(VWFA)이라고 불리는 영역을 특정. VWFA는 뒤죽박죽이 된 문자군에서 단어를 빼내거나 문자 연결에서 단어를 인식하는 능력을 발휘하는데, VWFA는 물체 식별에 관여하는 시각야의 일부인 하측두피질(IT피질)이라고 불리는 영역에 위치해 있었다고 한다.
연구에 참여한 스타니슬라스 데하네 콜레주 드 프랑스 실험인지심리학 교수는, "사람이 읽는 법을 배우면, IT 피질의 일부가 기술된 단어를 인식하기 위해 특수한 발달을 보인다"는 사실이, 오래전부터 발견됐다고 밝혔다. 하지만, 개별 뉴런 수준에서 어느 영역이 얼마나 재사용되는지 테스트하는 데는 기술적 한계가 있었다고.... 그래서 연구자들은, 영장류의 뇌에는 원래 텍스트를 처리하는 소인이 있어 그것을 이용하고 있을 뿐이라면, 인간 이외의 영장류가 문자를 보았을 때 신경 활동에도, 그 소인이 반응하는 패턴을 찾을 수 있을지도 모른다고 가설을 세웠다.
다음으로 연구자들은, 아래 이미지와 같이 너구리의 일종인 마카쿠원숭이 앞에서 문자가 적힌 화면을 점멸시켜 표시하고, 원숭이 신경활동 패턴을 단순한 컴퓨터 모델에 입력. 논문의 최대 저자인 리시 라자링엄에 따르면, 원숭이는 실제로 문자열에서 단어를 예측하는 작업을 수행하지는 않지만, 모델이 신경 데이터를 사용해 작업을 수행하는 대역으로 기능한다고 한다. 결과적으로 동물 신경 활동에서 얻은 모델은, 단어와 비단어를 구별하거나, 단어 문자열에 특정 문자가 존재하는지 판단하는 등, 독서와 관련된 맞춤법 처리 작업을 약 70% 정확도로 완료했다는 것.
결론적으로, IT 피질은 독서에 필요한 스킬을 위해 전용하기에 특히 적합하다는 것이 논문에서는 나타났으며, "독서 메커니즘 중 일부는 물체 인식 메커니즘을 재사용함으로써 구축되고 있다"는 가설을 지지할 수 있다고 연구자들은 말한다.
이 연구에 따르면, 읽기와 쓰기로 인해 뇌에 새로운 기능이 추가된 것이 아니라, 뇌에 원래 구비되어 있는 기능의 일부가 대체되고 있다고 생각된다고 하고, 이를 통해 의미 없는 단어와 의미 있는 단어를 구별하거나, 단어에서 특정 문자를 꺼내는 등 독서 능력과 관련된 작업은 읽을 줄 모르는 사람 이외의 영장류에서도 가능함을 시사. 실제로 2012년 학술지 Science에 실린 연구에서는, 개코 원숭이가 단어와 비단어를 구별하는 것을 배울 수 있다고 프랑스 인지심리학자들이 보여준다.
연구자들은 나아가, 단어 구별 등의 작업을 수행할 수 있도록 동물들을 훈련시킨 후, 신경 활동이 어떻게 변화하는지 측정하는 연구를 진행하고 있다.
