"쥐는 무슨 얘기 하나" 세계 최초 쥐 언어 분석AI '딥찍찍' 나왔다

쥐와 같은 설치류는 초음파를 통해 사회적 대화를 나눈다. 약 20가지의 초음파 발성 레파토리를 가지고 아주 풍부한 대화를 나눈다. 이 대화를 분석한다면 다양한 연구에 적용될 수 있다.-미국워싱턴대학교 제공

쥐들이 무슨 얘기를 하는지 알아보는 인공지능(AI) 프로그램이 세계 최초로 등장했다. 

존 노이마이어 미국 워싱턴대 약리학과 교수 연구진은 쥐가 내는 초음파 발성을 분석하고 탐지하는 ‘딥찍찍(DeepSqueak)’이란 딥러닝 기반 소프트웨어를 개발했다는 연구결과를 국제학술지 네이처의 자매지 ‘신경정신약리학지’에 이달 4일 발표했다.

쥐를 포함한 설치류는 초음파를 통해 동료들과 대화를 많이 나누는 사회적 동물로 알려져 있다. 설치류가 내는 초음파는 사람의 귀가 듣는 주파수보다 높아 직접 들을 수 없다. 하지만 과학자들이 현재까지 파악한 바로는 약 20가지의 초음파 발성 레파토리가 있는 것으로 확인됐다. 동물이 내는 소리를 분석하면 동물의 감정 상태나 신체 기능에 대한 이해를 넓힐 수 있다는 게 연구진의 설명이다. 

초음파를 탐지하는 컴퓨터 프로그램은 이미 나와있지만 오류가 여전히 많다. 설치류가 내는 초음파가 아닌 다른 소음을 탐지하거나 데이터 분석에 오래 걸리고 해석이 틀리는 경우도 종종 있다.  

딥찍찍은 인간의 신경을 흉내낸 인공신경망을 이용해 문제를 해결했다. 인공신경망에 초음파 발성과 소음의 사례를 넣고 알고리즘을 통해 학습시켜 이를 구분하게 하고 쥐가 내는 초음파 소리를 이미지와 초음파 사진으로 바꿨다. 그런 다음 자율주행을 위해 개발된 이미지 인식 AI 알고리즘을 활용해 이미지를 분석하게 한 것이다. 이를 통해 오류와 분석 시간을 크게 줄였고 초음파의 해석을 상황에 맞게 극대화했다. 

연구진은 AI 프로그램을 이용해 쥐가 내는 초음파를 분석했다. 실험쥐들은 설탕과 같은 보상을 기대하거나 동료와 놀 때 가장 행복한 것으로 분석됐다. 이들은 동일한 초음파를 반복적으로 냈다. 하지만 암컷 쥐가 나타난 경우 마치 구애를 하듯 초음파 패턴이 복잡해졌다. 늑대의 휘파람과 동일한 초음파를 내기도 했다. 암컷의 냄새의 맡을 순 있지만 볼 수 없자 쥐들이 내는 초음파는 더 복잡한 것으로 나타났다. 연구진은 “이런 발견은 수컷 쥐가 구애를 위해 초음파를 사용한다는 것을 의미한다”고 밝혔다. 

연구진은 딥찍찍을 통해 약물이 쥐의 뇌에 미치는 영향을 알아볼 계획이다. 노이마이어 교수는 "약이 쾌락이나 불쾌감을 어떻게 유발하는지 그리고 뇌의 활동을 변화시키는지를 더 잘 이해할 수 있다면, 중독에 대한 더 나은 치료법을 고안할 수 있을 것"며 “이 연구를 통해 술이나 마약성 진통제인 오피오이드에 중독된 사람을 치료할 방법을 찾고 있다”고 밝혔다.

[고재원 기자 jawon1212@donga.com]