학문
뽀얀굴뚝새243
개의 후각이 사람보다 약 300배 더 높다고 들었는데, 후각 측정은 어떻게 검사하는 걸까요?
특별히 훈련된 개를 사고현장이나 수사견으로 활동하는 경우도 있고 가끔 길에서 보면 맹인은 안내하는 안내견도 본 적이 있습니다. 다 개의 특별한 능력인 후각이 발달해서 그런 것 같은데 개의 후각은 어떻게 특정해서 사람보다 300배나 높다고 하는 건지 궁금합니다.
5개의 답변이 있어요!
안녕하세요.
개의 후각이 사람보다 300배 뛰어나다는 말은 여러 생리학적 차이와 행동 실험 결과를 종합해 상대적인 감지 능력 차이를 표현한 것인데요, 대표적인 견종인 개의 코 안에는 냄새를 감지하는 후각 수용체 세포가 약 2억~3억 개 정도 있는 반면, 사람은 약 500만 개 수준입니다. 또한 개의 후각 상피 면적은 사람보다 훨씬 넓고, 냄새 정보를 처리하는 뇌의 영역도 비율상 매우 크게 발달해 있습니다. 실제로 후각 능력은 행동 기반 실험을 통해 측정하는데요, 이때 가장 대표적인 방법은 특정 냄새 물질을 매우 낮은 농도로 희석해가며 개가 그것을 구별하거나 찾아낼 수 있는지를 확인하는 방식입니다. 예를 들어 동일한 상자 여러 개를 놓고 한 곳에만 특정 냄새를 넣은 뒤, 개가 올바른 위치를 선택하는지 반복적으로 실험합니다. 이때 냄새 농도를 점점 낮추다가 더 이상 구별하지 못하는 지점을 검출 한계로 설정하고, 이 결과를 사람과 비교하면, 개는 어떤 물질에서는 사람보다 수십 배에서 수천 배까지 더 낮은 농도도 감지할 수 있는 것으로 나타납니다. 예를 들어 폭발물 성분이나 특정 유기 화합물의 경우 개는 사람이 거의 느끼지 못하는 수준에서도 반응하는데요, 이런 다양한 실험 결과들을 평균적으로 표현하면서 약 300배라는 수치가 널리 알려진 것입니다. 또한 개의 후각은 냄새를 구분하는 능력도 뛰어난데요, 개는 냄새의 혼합물 속에서도 특정 성분만 골라낼 수 있는데, 이는 공항 탐지견이나 구조견이 특정 물질이나 사람의 흔적을 찾아내는 데 핵심적인 능력이라고 할 수 있습니다. 감사합니다.
안녕하세요. 김민구 전문가입니다.
후각을 숫자로 측정한다는 게 직관적으로 이해가 잘 안 되죠.
후각 능력을 측정하는 방법은 크게 두 가지예요.
첫 번째는 해부학적 비교예요. 후각 수용체 세포의 수를 직접 세는 방법이에요. 사람의 후각 수용체는 약 500만 개인데, 개는 종에 따라 1억 5천만 개에서 3억 개까지 달해요. 이 비율이 300배라는 숫자의 근거 중 하나예요. 또 개의 뇌에서 후각을 처리하는 후각 피질이 차지하는 비율이 사람보다 훨씬 크다는 것도 해부학적으로 확인됐어요.
두 번째는 행동 실험이에요. 특정 냄새 물질을 점점 희석해가면서 대상이 냄새를 감지하는 최소 농도를 찾는 방법이에요. 예를 들어 아세트산(식초 성분)을 물에 희석해서 사람과 개가 각각 어느 농도까지 감지하는지 비교해요. 개가 감지하는 최소 농도가 사람보다 훨씬 낮으면 그 차이가 배율로 표현되는 거예요. 개는 훈련을 통해 냄새를 감지했을 때 특정 행동(앉기, 짖기 등)을 하도록 해서 측정해요.
다만 300배라는 숫자는 어떤 냄새 물질을 쓰느냐에 따라 크게 달라져요. 어떤 물질은 1만 배, 어떤 물질은 100배 차이가 나기도 해서 300배는 평균적인 추정치에 가까워요.
개 후각이 특별한 이유는 수용체 수만이 아니에요. 개는 숨을 쉴 때 들이마신 공기의 일부를 따로 후각 전용 공간에 가둬두는 구조를 가지고 있어요. 또 코가 촉촉하게 유지되는 것도 냄새 분자가 잘 달라붙도록 돕는 역할을 해요. 두 콧구멍이 약간 다른 방향을 향해서 냄새가 어느 방향에서 오는지 입체적으로 파악하는 것도 가능해요.
결국 300배라는 숫자는 단순한 수용체 비율과 행동 실험을 종합한 추정치이고, 실제로는 냄새의 종류에 따라 훨씬 크거나 작을 수 있답니다.
감사합니다.
단순한 느낌이 아닌 과학적으로 생체 구조와 데이터에 근거한 결과입니다.
가장 직관적인 차이는 장비의 스펙 차이로 냄새 분자를 감지하는 후각 수용세포의 개수부터가 비교가 되지 않습니다. 즉, 냄새를 맡는 후각 수용세포가 사람은 약 500만 개인 반면, 개는 2억~3억 개에 달해 하드웨어 자체가 다릅니다.
또한 뇌에서 후각 정보를 처리하는 후각구의 크기가 사람보다 40배나 커서 미세한 신호도 정밀하게 분석이 가능합니다.
그리고 코의 구조가 호흡용과 냄새 분석용으로 나뉘어 있어 숨을 쉴 때도 냄새 분자가 씻겨나가지 않습니다. 그리고 입천장에 있는 제이콥슨 기관을 통해 호르몬이나 페로몬 같은 화학 신호까지 읽어낼 수 있습니다.
그래서 300배라는 수치는 특정 냄새 분자에 대한 최저 감지 한계치를 실험했을 때 나타나는 평균적인 지표이며, 실제 특정 성분에 대해서는 인간보다 1만 배에서 최대 1억 배까지 더 민감하게 반응한다는 연구 결과도 있습니다.
안녕하세요, 질문자님.
이중철 과학기술전문가입니다.
먼저, 개의 후각이 인간보다 월등하다는 이야기는 익히 알려져 있지만, '300배' 또는 그 이상의 수치가 어떻게 도출되는지 그 측정 방식은 상당히 과학적이고 정교합니다.
단순히 그냥 추측하는 것이 아니라, 생물학적 구조 분석과 행동 실험들을 통해서 이 수치들을 증명하는 것이랍니다.
그러면, 개가 어떻게 냄새를 맡고, 과학자들은 이를 어떻게 측정하는지 그 핵심적인 방법들을 일부 정리하여 답변 드립니다.
1. 개의 후각은 실제로 어떻게 측정될까?
후각 능력은 주로 두 가지 방식으로 측정합니다.
1) 해부학·생리학적 지표
사람: 후각 세포 약 500만 개, 후각 상피 면적 3–4 cm² 정도, 후각 망울/후두엽이 비교적 작음.
개: 후각 세포 2억~3억 개, 후각 상피 면적 18–150 cm², 후각 망울이 사람보다 4배 이상 크고, 뇌 후두엽과 직접 연결된 경로까지 존재.
이러한 수치들을 종합하면, 개가 냄새 분자를 더 많이 잡고, 더 많이 분석할 수 있다는 구조적 우위가 나오게 되는 것이랍니다.
2) '감지 한계' 실험
학자들은 특정 화학물질(예: 아밀아세테이트, 아이소아밀 아세테이트 같은 취기제)을 아주 낮은 농도로 희석한 뒤, 사람과 개가 어느 농도에서부터 그 냄새를 '인식'하거나 '정답'을 맞추는지 시험합니다.
예를 들어, 한 개의 냄새 감지 한계가 10억 분 1(ppb) 수준, 심지어 1조 분의 1(ppt) 수준까지 내려가는 반면, 사람의 감지 한계는 그보다 한, 두 단계 이상 높은 것으로 연구되어 있습니다.
이 차이를 '몇 배 더 민감하다'라고 표현할 때, 20배·100배·1만 배 등으로 연구별로 다른 수치가 퍼지게 인용되어 있는 것이지요.
3) 분별 및 변별 능력 테스트
개는 단순히 냄새를 맡는 것뿐만 아니라, '섞여 있는 냄새 속에서 특정 냄새만 골라내는 능력'을 측정받습니다.
이중 맹검법: 훈련사와 개 모두 정답을 모르는 상태에서 실험을 진행하여 사람의 암시가 개입되지 않도록 합니다.
복합 취기 테스트: 수많은 생활 악취(음식, 담배, 향수 등) 속에 아주 미세한 마약이나 폭발물 성분을 섞어두고 개가 이를 정확히 지목하는지 측정합니다. 수사견이나 탐지견들이 받는 훈련이자 측정 방식입니다.
2. 과학적 장비: 후각 측정기
실험실 환경에서는 '후각 측정기'라는 정밀 장비를 사용하는데요.
이 장비는 일정한 속도의 공기 흐름에 냄새 입자를 정밀하게 섞어서 개에게 전달합니다.
개가 특정 농도의 냄새를 맡았을 때 버튼을 누르거나 코를 박고 기다리는 등의 행동을 하도록 훈련시켜, 기계적으로 정확한 검출 한계치를 데이터화하는 방식입니다.
정리하자면,
개의 후각이 사람보다 훨씬 뛰어난 것은
후각 세포 수, 후각상피 면적, 후각처리 뇌 영역이 사람보다 월등히 크고 많고, 냄새 감지 한계가 1조 분의 1(ppt)수준까지 내려가는 실험 결과들로 뒷받침되고 있습니다.
다만,
'사람보다 300배(또는 1만 배)' 같은 배수 표현은, 여러 실험에서 얻은 감지 한계와 구조적 차이를 대략적으로 단순화한 대중적인 부정확한 보수적인 수치 표현에 가깝고, 각 연구마다 '정확한 배수는 모두 다르다'라는 점을 감안하여 인지하는 것이 적절하답니다.
개의 후각 측정은 주로 후각 수용체 세포의 개수 비교와 역치 실험을 통해 이루어집니다. 개의 콧속에는 냄새를 감지하는 수용체 세포가 약 2억 개에서 3억 개 정도 존재하는데 이는 약 500만 개를 가진 사람보다 수십 배 많은 수치이며 뇌에서 냄새를 분석하는 영역인 후각 구의 크기도 사람보다 40배 정도 큽니다. 과학자들은 행동 실험을 통해 개가 특정 성분을 감지할 수 있는 최소 농도를 측정하며 개는 사람이 인지하지 못하는 극미량의 분자 상태까지 구분해낼 수 있다는 사실을 실험적으로 증명해왔습니다. 이러한 세포의 수와 민감도 분석을 종합하여 개의 후각 능력이 사람보다 수백 배에서 수천 배 이상 뛰어나다는 통계적 결론을 도출합니다.