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- 일부 착시는 우리 뇌의 이러한 분류 메커니즘을 의도적으로 오도
- 카니자 삼각형:가장자리의 많은 부분이 없어졌음에도 우리에게 완전한 삼각형으로 보여
- 우리 뇌에는 이러한 착시 현상을 감지하는 특수 세포 집단 잇는듯

모서리와 표면이 있는 착시
우리의 뇌가 시각적 인상을 구분하는 방식

또 다른 형태의 착시는 배경과 형태를 구분하는 우리의 능력을 이용한다. 자연 상태에서는 이러한 구분이 대개 경험에 따라 자동적으로 일어난다. 우리는 본능적으로 구름이 푸른 하늘에 떠 있는 것이지, 구름 배경 위의 푸른 하늘 조각들이 아니라는 것을 인식한다. 하지만 더 추상적인 표현에서는 우리의 인식이 때때로 한계에 도달한다. 이러한 인식의 이면에는 우리의 지각 체계가 표면과 전경의 물체를 구분하려는 특정한 법칙이 존재한다. 

▲ 헤르만 격자와 카니자 삼각형을 통해 우리는 실제로 존재하지 않는 것들을 볼 수 있다. © 퍼블릭 도메인; 피보나치/CC-by-sa 3.0

대칭성 선호

우리 뇌의 단서는 명확하게 정의되고 단순하며 닫힌 형태다. 따라서 대칭적인 모서리가 있는 시각적 인상은 주변의 비대칭적인 표면보다 물체로 해석될 가능성이 더 높다. 그러나 대칭적인 형태가 매우 크고 경계가 너무 멀리 떨어져 있으면 이러한 현상은 달라진다. 그러면 우리의 뇌는 그러한 형태를 전경의 물체가 아닌 배경으로 해석한다. 표면이 눈에 띄게 바깥쪽으로 휘어져 있거나 다른 형태로 둘러싸여 있어도 우리는 그것들을 물체로 해석하는 경향이 있다.

이러한 무의식적인 고려를 통해 우리는 대개 이미지의 배경과 전경을 식별할 수 있다. 그러나 일부 착시는 우리 뇌의 이러한 분류 메커니즘을 의도적으로 오도한다. 이러한 "도형-배경 이미지"에서는 그룹화 법칙이 서로 충돌해 명확한 형태 인식을 더욱 어렵게 만든다.

밝다고 해서 다 밝은 것은 아니다.

이러한 메커니즘에 기반한 착시 중 하나는 마흐 줄무늬다. 마흐(Mach) 줄무늬는 서로 다른 회색 음영으로 이루어진 좁고 인접한 영역으로 구성된다. 각 영역은 완전히 균일한 색상과 균일한 밝기를 가지고 있지만, 우리는 영역의 가장자리로 갈수록 밝기가 변하는 것을 볼 수 있다. 줄무늬는 다음으로 어두운 영역의 가장자리로 갈수록 더 밝게 보이고, 더 밝은 영역으로 갈수록 더 어둡게 보인다.

이러한 현상은 망막에 있는 광수용체의 배선에 기인한다. 광수용체는 서로 독립적으로 신호를 뇌로 보내는 것이 아니라 서로 영향을 미친다. 상황에 따라 인접한 시각 감각 세포의 신호는 서로를 증폭시키거나 억제할 수 있다. 일상생활에서 이러한 현상은 우리가 명암을 더 잘 인식하고, 예를 들어 물체의 가장자리와 배경을 더 잘 구분하는 데 도움을 준다. 마흐 줄무늬의 경우, 이 효과로 인해 가장자리 근처의 줄무늬가 더 밝거나 어둡게 보인다.

헤르만(Hermann) 격자의 착시 현상 또한 우리 눈에 내재된 이러한 명암 대비 향상에 기반한다. 검은색 배경 위에 있는 이 흰색 격자선을 볼 때, 우리는 교차점에서 더 어두운 점을 본다고 생각한다. 그 이유는 교차점에서 가장자리의 명암 대비 향상이 격자선을 따라 나타나는 명암 대비보다 약하기 때문이다. 이로 인해 교차점이 더 어둡게 보인다.

가상 윤곽선

가장자리 감지에 맞춰진 우리의 지각은 어떤 착시에서는 존재하지 않는 도형을 보기도 한다. 이러한 비정형 도형의 "가상" 윤곽선은 자동으로 채워진다. 대표적인 예로 카니자(Kanizsa) 삼각형이 있는데, 이 삼각형은 팩맨과 비슷한 세 개의 도형이 중앙의 빈 공간을 둘러싸고 있다. 이 표면은 가장자리의 많은 부분이 없어졌음에도 불구하고 우리에게 완전한 삼각형으로 보인다. 이러한 유형의 착시 현상을 겉보기 윤곽선이라고 한다.

우리 뇌에는 이러한 착시 현상을 감지하는 특수 세포 집단이 있는 것으로 보인다. 바로 IC 인코더 뉴런(IC-Encoder-Neuron)이다. 이 뉴런들은 주 시각 중추에서 잘못된 신호를 생성해 삼각형의 인상을 만든다. 하지만 이러한 자극은 뇌의 상위 영역에서 발생한다. 이는 착시 현상에서 자극 처리의 일반적인 순서를 뒤집는다.

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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