[감각 및 지각] 시각경험

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우리는 어떻게 세상을 경험할 수 있는 것일까?

우리가 세상을 경험하는 방식은 감각 경험을 통해서 경함한다.

여기서 감각은 크게 5가지로 분류된다. 시각, 청각, 촉각, 미각, 후각

그 중 시각경험은 직관적으로 생각해볼 때 매우 크고 중요한 경험이다.

예를 들어, 약국을 떠올려볼 때 무엇이 생각나는가? 

약국의 소리, 냄새, 느낌보다 아마 약국의 시각적 이미지가 먼저 떠올랐을 것이다. 

물론 회상의 대상이 무엇이냐에 따라 다르고 이런 간단한 질문이 시각경험이 가장 중요하다는 것을 지지하진 않으나 그럼에도 우린 가장 중요한 경험 중 하나라는 것을 안다.

그럼 우린 어떻게 볼 수 있는 것인가?

눈이 있어서?

그럼 눈이 있다면 다 볼 수 있는가? 즉, 눈만 있으면 볼 수 있는가?

눈만 있다는 것은 어떤 것일까? 카메라 렌즈와 눈을 비교하는 것을 본 적 있을 것이다.

카메라 렌즈만 있다면 다 볼 수 있는가?

볼 순 있겠지만 카메라 렌즈의 경험이 인간의 시각경험과 동일하다고 볼 수 있는가? 

그렇다면 인간의 시각경험은 무엇인가?

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인간의 시각경험은 크게 7단계로 나뉜다.

1. 환경 자극

2. 빛의 반사 및 변형

3. 수용기 처리

4. 신경처리

5. 지각

6. 재인

7. 행위

1. 환경자극

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 시각경험을 위해선 우선 자극이 있어야 한다. 

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2. 빛의 반사와 변형

 시각경험은 환경자극 자체가 눈으로 들어오는 것이 아닌 빛의 반사를 통해서 이뤄진다. 그러나 반사된 빛이 환경자극만에 의해 반사된 빛일까? 반사된 빛은 우리 눈에 들어오기까지 그 사이 것들에 영향을 받을 수 밖에 없다. 즉 대기.

 같은 사과를 보더라도 낮과 밤, 또 맑은 날과 흐린 날에 따라 사과의 모습과 색은 다르게 보일 것이다. 이를 변형원리라 할 수 있는데, 변형원리란 자극과 자극에 의해 생성된 반응은 환경자극과 지각 사이에서 변형되고 변화하는 원리를 의미한다.

 그러나 우린 반사된 빛이라고 다 볼 수 있는가? 시각은 가시광선을 기초로 이뤄진다. 가시광선은 전자 스펙트럼에서 인간이 지각가능한 가시파장역에 해당되는 데, 약 400nm에서 700nm사이에 속하는 전자에너지를 의미한다. 또 빛의 변형은 날씨에 의해서만 이뤄지는 것이 아니다. 우리 눈에는 각막과 수정체라는 초점 형성 장치가 있다. 반사된 빛은 각막, 동공, 수정체를 지나 망막retina에 상으로 맺히게 된다. 이때 각막과 수정체가 망막에 상이 제대로 맺히도록 잘 조절해야 한다.

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3. 수용기 처리

망막에 상이 맺히면 시각수용기가 일하기 시작한다.

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 시각 수용기는 막대세포rods와 원뿔세포cones로 나뉜다. 이 세포의 바깥 조각outer segment에는 빛에 아주 민감한 시각색소가 들어 있는데, 이 시각 색소는 옵신opsin과 이것에 연결된 레티날retinal로 구성된다. 빛이 없을 때 레티날은 허리가 굽은 듯 옵신에 연결되어 있다. 그러나 망막에 상이 맺히면, 즉 빛이 들어오면 시각색소가 반응하는데 이를 이성화isomerization이라고 한다. 이성화란 빛에 의해 레티날이 곶게 펴지는 현상을 의미하는데, 이는 색소분자 하나가 하나의 광자를 흡수하는 것만으로도 나타난다.
 그리고 시각색소 하나의 이성화 현상은 화학적 연쇄반응을 유발한다. 화학적 연쇄반응이란 하나의 시각색소 반응이 수백개의 시각색소 반응을 활성화시키는 현상을 말한다. 도미노를 떠올리면 쉬운데 결과적으로 하나의 이성화는 약 백만개 이상의 분자를 활성화시킨다고 한다. 그리고 이것이 전기적 신호를 생성시킨다. 정리하면

이성화가 전기적 신호를 생성시킨다.

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4. 신경처리

 이렇게 발생한 전기적 신호는 양극세포, 신경절세포, 수평세포, 아마크린세포 등 여러 세포들을 거쳐 전달되는 과정을 거친다. 이 과정에서 하나의 시각 수용기에서 다른 시각 수용기로 전달되기도 한다.

 그리고 이 신호는 이제 맹점을 통해 빠져나온 신경다발을 통해 뇌로 이동하기 시작한다.

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 우리 눈은 2개이기에 두 눈으로부터 나온 신호가 좌뇌와 우뇌 양쪽에 전달되기 위해 시각신경이 교차되는 데 이 영역을 시교차영역이라 한다. 이를 거친 시각 신호는 또 2개로 나뉘는데 90%가 가쪽무릎핵Lateral Geniculate Nucleus로 가고 나머지 10%는 눈 움직임에 중요한 상소구superior colliculus라는 영역으로 간다. LGN에서 신호는 다시 대뇌겉질crebral cortex의 후두엽으로 이동하는데 먼저 도착하는 영역을 줄무늬겉질striate cortex 또는 V1이라고 부른다.

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5. 지각 <-> 6.재인: 이 과정은 동시에 일어날 수도, 또 순서가 반대로 이뤄날 수도 있다.

 V1영역에는 특정 선분과 방위에 반응하는 세포들로 이뤄져 있다. 단순겉질세포simple cortical cell, 복합세포complex cell, 끝-멈춤세포end-stopped cell이 그것이다.

 단순겉질세포는 특정 방위의 막대에 가장 잘 반응한다. 그리고 이들은 병렬적으로 연결되어 있는데, 예를 들어 단순겉질세포1이 90도 막대에 가장 잘 반응한다면, 단순겉질세포1 옆에 있는 단순겉질세포2는 91도에 가장 잘 반응하고 그 옆은 92도에 잘 반응하는 식이다. 복합세포는 특정방위에 더해 특정 방향으로 움직이는 세포에 가장 잘 반응한다. 그리고 끝-멈춤세포는 특정한 방위와 방향에 더해 특정한 길이 또는 모서리에 반응한다.

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 이 세포반응의 신호는 뇌에서 크게 2개의 길로 나눠 전달된다. 뇌의 등쪽경로 dorsal pathway는 후두엽에서 마루엽으로 가는 경로로써 where pathway 또는 how pathway라고 불린다. 그리고 뇌의 배쪽경로 ventral pathway는 후두엽에서 관자엽으로 가는 경로로써 what pathway라고 불린다. 

 

 

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출처: 감각 및 지각 심리학 9판

E.Bruce Goldstein 저

출판: 박학사