이 착시 사진에서, 검은 색 배경 속 흰 사각형은 하얀 색 배경 속 같은 크기의 검은 색 사각형보다 커 보인다.

 이거 알죠? 눈의 착시 현상 중의 하나인데, 그 원인이 최근에야 밝혀졌다는군요.

 한 번 읽어 보시죠. 다른 종류의 광감각 수용체의 작용 차이 때문이라는 내용입니다.

Optical Illusion That Stumped Galileo Explained In New Study (VIDEO)

 검은색 배경 안의 흰색 물체는 흰 배경 안의 검은색 물체보다 커 보이는데, 최근까지, 누구도 그 이유를 몰랐다.

 이제, 한 연구 결과가 뇌세포가 빛과 어둠에 어떻게 반응하는지의 차이가 이러한 착시 현상을 설명할 수 있음을 제안한다. 빛에 감응하는 뉴론은 어두운 물체에 감응하는 뉴론보다 물체를 더 왜곡 - 아마도 아프리카 사바나 초원에서 밤시간처럼 저광(low-light) 조건에서 볼 필요가 있었던 인류의 조상들에겐 이득이 될 조건 - 하는지 모른다.

 빛에 대한 왜곡된 감응은 조명이 어두운 곳에서 독서가 눈에 왜 나쁜지를 밝혀줄 수도 있다고 연구진들은 말했다. [눈의 착시: 시각적 환영 갤러리]

"매번 사진 속에서 흐릿한 점을 생각할 때마다, 우리는 보통 시력에 대해 생각합니다"라고 호세-마누엘 알론소 박사(뉴욕주립대 검안대학 신경과학자이자 2월 10일자 전미과학아카데미 연구논집-Proceedings of the National Academy of Sciences-에 상세 게재된 연구 지도자)는 말했다. "하지만 우리가 본 결과로는 다른 요소가 있어요, 뉴론 그 자체죠"라고 그는 덧붙였다.

 Galileo's observation 갈릴레오의 관찰

 이탈리아의 천체학자 갈릴레오는 행성 관측을 할 때, 뭔가 이상함을 깨달았다. 나안으로는, 2개의 행성 중 더 밝은 금성이 목성보다 크게 보였지만, 망원경으로 보면 목성이 명백하게 더 컸다.

 갈릴레오는 사람 눈의 수정체가 소위 '방사 착시'(irradiation illusion)를 유발한 것이라 믿었다. 그러나 독일 물리학자인 헤르만 폰 헬름홀츠(Hermann von Helmholtz)는 만약 사람 눈의 광학 기능 잘못이라면, 검은색 물체도 흰색 물체만큼이나 왜곡돼야 하는데, 그렇지 않음을 밝혔다.

 이번 새 연구에서, 알론소 박사와 동료들은 마취한 고양이, 원숭이 그리고 사람에게 흰색 배경 속 검은색 모양, 검은색 배경 속 흰색 모양, 혹은 회색 배경 속 흰색 또는 검은색 모양을 보여 주면서 각 실험대상의 뇌 속 시각 담당 영역 뉴론에서 나오는 전기 신호를 전극을 이용해 기록했다.

 착시는 밤하늘에서 금성(아래 점)이 목성(위에 점)보다 커 보이게 한다.

시각 체계에는 2개의 주요 경로가 있다. 밝은 물체에 민감한 뉴론은 'ON' 뉴론이라 부르고, 반면 어두운 물체에 민감한 뉴론은 'OFF'라고 부른다. 연구진들은 이번 실험에서 2가지 형태의 뉴론에서 나오는 신호를 모두 기록했다.

 연구진들은 OFF 뉴론이 흰색 배경 속 검은색 물체에 예측 가능한, 선형적인 방법으로 반응, 검은색 물체와 흰색 물체 사이 대비가 클수록 OFF 뉴론이 더 활성화한다는 의미한다는 점을 발견했다. 하지만 ON 뉴론은 검은색 배경 속 흰색 물체에 불균형하게 반응, 대비량이 같은 경우 반응이 더욱 커짐을 의미했다. 

 빛에 민감한 뉴론의 왜곡 현상은 마침내 갈리레오의 수수께기에 하나의 답을 제공한다. 금성, 즉 검은색 배경의 흰색 물체는 목성, 즉 더 멀리 있고, 따라서 더 어두운 물체보다 불균형하게 크게 보인다.

 Light in the night 밤하늘의 빛

 왜곡된 시각은 사람에겐 매우 유용하다는 알론소 박사는 "왜냐 하면 당신이 매우 어두운 곳에 있을 때, 아주 작은 양의 빛이라도 볼 수 있게 하기 때문이다"라고 설명했다. 이것은, 말하자면, 밤에 당신이 육식 동물을 경계하는데 도움을 줄 수 있다는 말이다. 그러나 낮 동안에는, 더 많은 검은색 물체가 보이므로, 이런 물체가 왜곡되지 않는 것이 더 낫다고 알론소 박사는 전했다.

 이번 연구 결과는 왜곡 현상이 실제로 두뇌 깊숙이라기보다는 광수용체, 눈 안의 광(光)감각 세포, 단계에서 발생할 지도 모른다는 점을 시사한다. (이는 눈의 수정체가 어떻게 착시 현상의 원인이라는 갈릴레오의 시각과 대비된다.)

 어둠보다는 빛에 대한 반응이 더 강한 점은 아기의 시각이 발달할 때 중요할 수도 있다. 아기가 태어난 지 최초 수주 동안, 시각은 뿌연데, 이는 흑백 착시 결과로 이어질 수 있다.

 이번 발견은 시각 문제를 이해하는 데 새로운 창을 열어줄 수도 있다. 과학자들은 시각이 흐릿하면 근시 같은 상황을 불러 올 수도 있다. 알론소 박사는 "우리는 이제 '뉴론의 뿌옇함'이 이 이야기에서 중요한 부분일 수 있다고 생각한다"고 말했다.

 뉴론의 뿌옇함은 다른 연구가 필요하겠지만, 약한 조명에서 독서가 눈에 나쁘다는 생각도 지지해줄 수도 있다.

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