시각 정보는 분해되어 전송된다

눈이 사물을 찍고, 뇌가 보는 복잡한 시각 메커니즘

우리는 어떻게 사물을 볼 수 있을까? 예를 들어 눈앞에 곰이 나타났다고 해보자. 그러나, 우리의 뇌는 처음부터 그것을 곰으로 파악하는 것은 아니다. 시각의 대상물은 먼저 빛의 자극으로서 각막에서 수정체를 거쳐 망막에 도달한다.

인간의 망막에는 사물을 보기 위해 작용하는 시세포가 1억 개 이상이나 있으며, 다양한 역할을 담당하고 있다. 시세포 가운데 막대세포는 빛의 명암, 원뿔세포는 빛의 파장을 구별하여 전기 신호로 변환한다. 이 신호가 망막에서 뇌로 전달되는 것인데, 코 쪽 망막의 시신경은 하수체 앞에서 좌우로 교차하므로 오른쪽 시야는 좌반구, 왼쪽 시야는 우반구에서 처리된다.

망막에서 뇌로 정보 전달은 주로 M세포(대세포)와 P세포(소세포)가 담당한다. M세포는 대략의 정보를 빨리 전달하고 P세포는 색깔 등의 세세한 정보를 나중에 전달한다. 이것들이 먼저 시상의 가쪽무릎체(외측 슬상체)에 도달하고, 거기에서 후두엽에 있는 1차 시각영역으로 보내진다.

1차 시각 영역에서 시각 정보는 아직 부품 상태이다. 여기서 정보가 분석되어 색깔이나 형상 정보는 무엇 경로(또는 배쪽 경로)라고 불리는 경로를 따라서 측두연합영역으로 간다. 한편, 위치나 움직임, 크기에 관한 정보는 어디 경로(또는 등 쪽 경로)를 따라서 두정연합영역으로 전달된다. 그리고 마침내 정보가 통합되어 생생한 곰의 모습이 눈앞에서 인식되는 것이다.

이처럼 시각의 구조는 아주 복잡하다. 이 복잡한 구조를 기계적으로 재현한 것이 카메라인데, 카메라는 영상을 얻는 과정까지만 가능하다. 인간의 뇌는 시각 정보를 해마나 편도체로 보내서 기억이나 감정도 불러일으킬수 있다. 예를 들면 인간은 곰을 보면 순간적으로 무섭다 위험하다고 느끼며 도망치거나 숨어서 몸을 지키려고 한다. 즉 뇌는 시각 정보를 지각이나 행위로 변환하는 일도 가능한 것이다. 

뇌는 있는 그대로의 세계를 보여주지 않는다. 놀라운 시각의 비밀

안구가 계속 움직이는 이유는?

우리가 외부 세계에서 받아들이는 정보의 약 80%는 시각 정보라고 한다. 그만큼 방대한 정보량을 처리하는 시각에는 여러 가지 놀라운 점이 있다. 예를 들어 뇌는 빠르게 시각 정보를 처리하는데, 처리에는 0.2~0.3초가 걸린다고 한다. 즉, 우리는 실시간이 아니라 약간 늦게 영상을 보고 있는 것이다.

여러분의 눈은 글자를 좇아서 다음 줄로 따라가고, 때때로 그림으로 시선을 옮길 것이다. 이처럼 안구가 빠르게 움직이는 것을 단속안구운동이라고 한다. 신기하게도, 빠르게 시점을 옮겨도 카메라가 흔들리는 것처럼 우리의 시계가 흔들리는 일은 없다. 이것은 안정된 시각을 얻기 위해 단속안구운동 중에는 뇌가 시각 정보를 차단하고 있기 때문인 것으로 보고 있다. 

또한 우리 눈은 한점을 응시하고 있을때 무의식중에 계속 움직이고 있다. 이것을 불수의 안구운동(고시미동)이라고 하며, 자신의 의지로 멈출수 없다. 앞에서 보았듯이 뇌는 빛의 자극을 받아서 시각 정보를 처리하고 있다. 그런데 시점이 한 점에 고정되면 망막 세포가 자극에 익숙해져 시각 대상이 사라져버린다. 이것을 막기 위해 안구가 계속 미세하가 움직여서 새로운 자극을 뇌로 보내고 있는 것이다.이 불수의 안구운동 때문에 착시(눈의 착각)가 일어나기도 한다. 그림을 계속 바라보고 있으면 움직이기 시작한다. 그림이 움직이는 것이 아니라 안구가 움직이기 때문이다. 분명히 정지해 있는 그림인데 어른거리거나 회전하고 있는 것처럼 보이는 것은 불수의 안구운동 때문에 안구가 흔들리는 것을 화면이 움직이는 것으로 인식하기 때문이다.그 밖에도 같은 크기인데 주위 사물과 대비되어 크기가 달라보이거나 보일리가 없는 것이 기억에 의해 보완되기 때문에 보이기도 하는 등 다양한 착시가 생긴다.애초에 우리는 똑같은 풍경을 보아도 사람마다 다른 것에 초점을 맞춰서 보는 법이다. 뇌가 우리에게 보여주고 있는 것은 있는 그대로의 세계가 아니라 뇌가 가공한 세계일지도 모른다.