초파리·생쥐·인간의 움직임을 하나의 소프트웨어로 비교

ㅇ 율리히·쾰른 연구진, 종이 달라도 동일한 기준으로 움직임 분석하는 오픈소스 ‘AutoGaitA’ 개발

- 독일 율리히연구센터와 쾰른대 연구진은 초파리·생쥐·인간 등 서로 다른 종의 움직임을 동일한 기준으로 분석하는 오픈소스 소프트웨어  ‘AutoGaitA’를 개발함

- AutoGaitA는 신체 구조와 이동 방식이 다른 종의 움직임을 직접 비교해 종별 차이와 공통적인 운동 원리를 분석할 수 있도록 함

- 이를 통해 노화에 따른 움직임 변화까지 종을 넘어 비교·분석할 수 있으며, 연구 결과는 미국 국립과학원회보(PNAS)에 게재됨

ㅇ 초파리·생쥐·인간에서 공통적인 움직임 원리 발견

- AutoGaitA는 신체 각 지점의 위치 변화를 분석해 보폭·관절각도·속도·가속도 등을 계산하고, 종마다 다른 움직임 주기를 표준화해 종간 비교를 가능하게 함

- 분석 결과 초파리·생쥐·인간 모두 몸통에서 멀리 떨어진 다리 부위일수록 더 빠르게 움직이는 공통적인 특성이 확인됨

- 연구진은 이를 진화적으로 멀리 떨어진 동물에서도 공유되는 운동제어의 공통 원리일 가능성이 있다고 분석함

ㅇ 노화에 따른 추진력 감소도 공통적으로 나타나

- AutoGaitA 분석 결과 초파리·생쥐·인간 모두 노화에 따라 앞으로 이동하는 추진력 생성 능력이 감소하는 공통 경향을 보임

- 다만 인간은 발목, 생쥐는 무릎·발목, 초파리는 여러 다리 관절의 협응 등 노화에 영향을 받는 움직임은 종별로 차이가 나타남

- 이번 결과는 실제 힘을 직접 측정하지 않고 움직임의 변화를 바탕으로 추론한 것으로, 향후 근육 활동과 지면 반력 측정을 통해 추가 검증할 계획임

ㅇ 좁은 길에서는 생쥐가 보폭·자세 조절

- AutoGaitA 분석 결과 생쥐는 통로가 좁아질수록 보폭과 다리 자세를 조절해 균형을 유지하는 것으로 나타남

- 고령 생쥐도 보행 방식을 조절했으나 발이 미끄러지는 빈도가 높아지는 등 환경 변화에 대한 적응력 저하가 확인됨

- 특히 좁은 통로에서는 몸을 낮춰 무게중심을 낮추는 방식으로 보행 안정성을 확보하는 경향이 있었음

ㅇ 동물실험과 인간 연구 간 비교 가능성 높여

- 이번 연구는 서로 다른 종의 움직임을 동일한 기준으로 비교해 종별 특성과 보편적인 운동제어 원리를 구분할 수 있는 분석방법을 제시함

- 이를 통해 신경계 질환 연구에서 동물 모델과 인간의 운동 기능 변화를 보다 정확하게 비교하고 연구 결과의 연계성을 높일 수 있음

- AutoGaitA는 걷기뿐 아니라 달리기·점프·잡기 등 반복적 움직임에도 적용할 수 있어 재활·스포츠과학 등으로 활용 범위가 확대될 것으로 기대됨

Source: Juelich