호르몬과 행동

모든 행동의 시작, 협조, 그리고 실행은 신경계에 의존한다. 하지만, 특정한 행동이 시작될 때 심지어 특정한 행동들이 학습될 수 있을 때 이를 결정하는 것은 내분비계이며, 이것의 조절이 종종 동물의 발달과 생리학적 단계에 영향을 미친다. 

 

성 스테로이드는 쥐의 성적 행동의 발달과 표현을 결정한다

 수컷과 암컷의 행동차이들은 행동의 발달과 표현에 영향을 미치는 유전자에 기인하는 명확한 예지만, 이런 행동의 성별 차이는 뇌의 성 스테로이드의 분비와 역할의 결과이다. 

 다른 대부분의 동물들과 마찬가지로 쥐는 고정적인 성적 행동을 한다. 발정상태에서 암컷은 점만자세라고 불리는 짝짓기 자세를 취함으로써 자극에 반응한다. 발정 시기에 암컷과 수컷은 고정적인 짝짓기 행동으로 서로의 관심을 끈다. 암컷의 전만 자세와 수컷의 짝짓기 행동의 발달과 표현을 성숙한 암, 수 쥐의 뇌를 성 스테로이드에 노출시키는 실험을 통해 유전자와 성 스테로이드의 역할을 관찰하면 세 가지 결론이 도출된다. 

 

 

  1. 성스테로이드는 성숙한 쥐가 성적인 행동을 표현하는 데 필요하다. 테스토스테론은 오직 수컷에게, 에스트라디올은 오직 암컷에게만 영향을 미친다. 

  2. 수컷의 성적인 행동이 발달되기 위해서는 새로 태어난 쥐의 뇌가 테스토스테론에 노출되는 과정이 필요하지만, 암컷의 성적인 행동의 발달은 각 태어난 새끼가 에스트라디올에 노출되는 과정이 필요치 않다.

  3. 갓 태어난 새끼를 테스토스테론에 노출시키는 경우 유전적인 수컷과 암컷 모두 신경계를 남성화시킴으로써 이 쥐들은 모두 성숙했을 때 수컷의 성적인 행동을 표현한다.

 

따라서, 발달과정동안 제공된 성 스테로이드는 성적인 행동의 발달을 결정하고, 성체 시기 동안 제공된 성 스테로이드는 성적인 행동양식을 나타내는지 그렇지 않은지를 결정한다.

 

테스토스테론은 새의 소리담당하는 뇌 부분의 발달에 영향을 미친다

 학습은 새소리의 획득에 필수적이다. 수컷과 암컷 모두 새끼 때 그들만의 종 특유의 소리를 듣지만, 성숙했을 때는 대부분의 명금류는 오직 수컷만이 지저귄다. 수컷은 세력권을 주장하고, 다른 수컷들과 경쟁하며, 우위를 선언할 때 소리를 이용한다. 그들은 또한 암컷을 유혹할 때도 소리를 사용하는데, 이것은 암컷이 종 특유의 소리를 내지 못한다 하더라도 그들 종의 소리를 알고 있다는 것을 시사해 준다. 성 스테로이드가 수컷과 암컷 종달새의 소리의 학습과 표현을 조절할까?

<종달새 한 쌍>

자신들의 아비 새의 소리를 듣고 자란 어린 새들은 둥지를 떠난 후 온대와 극지방의 서식지를 이동하면서 혼재된 무리 속에서 다른 종들과 만나게 된다. 이 시기 동안 이 새들은 지저귀지 않으며 다음 봄이 될 때까지는 그들 종만의 종 특이적인 소리를 듣지 못한다. 봄이 가까워 오고 낮이 점점 더 길어지면서 어린 수컷의 정소는 자라기 시작하고 성숙하게 된다. 수컷의 테스토스테론의 수치가 높아지면서 이 수컷은 지저귀려고 노력하기 시작한다. 비록 이 수컷이 이 시기에 다른 수컷들로부터 떨어져 있다 하더라도 이 새의 소리는 종 특이적인 소리가 될 때까지 점차적으로 향상된다. 이 시점에서 이 소리는 구체화되고 완성된다. 새는 이때부터 매해 봄에 비슷한 형태의 소리를 표현한다. 어린 수컷의 뇌는 그의 아비 새의 소리를 들음으로써 소리의 유형에 대해 배우게 된다. 그다음 해 봄 동안 테스토스테론의 영향 하에서 이 새는 소리를 표현하는 것을 배우고, 신경계에 확실히 인식되면서 종 특유의 행동을 하게 된다. 

  왜 대부분의 명금류의 암컷은 지저귀지 않을까? 이 새들은 그들만의 종 특유의 소리 유형을 배우지 못한 것일까? 그들은 지저귀기 위해 필요한 근육이나 신경계의 능력이 부족한 것일까? 또는 그들은 행동의 발달을 위한 호르몬의 자극이 부족한 것일까? 이 질문에 대답을 얻기 위해 암컷 종달새에게 봄에 테스토스테론을 주사실험했다. 이 주사에 대한 반응으로 암컷은 종 특유의 소리가 발달되었고 수컷이 그랬던 것처럼 곧 지저귀게 되었다. 암컷은 새끼일 때 그들 종의 소리 유형을 배우고 표현할 능력을 가지고 있다는 것이 확인되었지만, 암컷은 일반적으로 호르몬의 자극이 부족했음을 알 수 있었다. 

 

  테스토스테론은 종달새의 뇌에 어떻게 작용하는가? 주목할만한 발견은 테스토스테론이 학습과 표현된 소리에 필요한 뇌의 일부분이 자라게 하는 원인이라는 것을 밝혀낸 것이다. 봄마다 수컷 뇌의 특정 부분이 자란다. 즉, 각각의 신경은 크기가 증가하고 좀 더 길게 자라며, 신경의 수가 많이 증가한다. 새 소리에 대한 신경학적 조사들은 발생학적으로 그리고 계절적으로 호르몬이 뇌의 기능뿐만 아니라 뇌의 구조에 영향을 미침으로써 조절할 수 있는 능력이 있음을 밝혀내었다.