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- 2018년 눈을 움직이자마자 귀에서 특별한 소리 조절 메커니즘이 활성화된다는 사실 첫 발견
- 각 유형의 눈 움직임은 귀에 도달하는 고유한 소리를 생성
- 뇌가 물체와 소리가 있는 위치를 매핑할 수 있게 해주는 시스템의 일부
- 새로운 유형의 청력 테스트 가능

우리의 귀는 눈의 움직임을 들을 수 있다.
남다른 감각의 팀워크

비밀 신호:
눈을 움직일 때 귀에 들리는 소리가 생성된다는 실험 결과가 밝혀졌다. 우리가 이러한 소리를 의식적으로 인식하지는 못하더라도 우리의 귀는 우리가 보고 있는 곳을 알려줄 수도 있다. 연구자들은 이러한 감각의 팀워크가 사물과 소리의 위치를 ​​더 잘 파악하여 우리의 인식을 날카롭게 하는 데 도움이 된다고 가정한다. 앞으로 이 현상을 이용해 보다 정교한 임상 청력 테스트를 개발하는 것이 가능할 수도 있다. 

▲ 유선을 귀에 삽입한 피험자들은 녹색 점을 눈으로 따라가도록 요청받았다. © Meredith Schmehl/ Duke University

우리의 오감(후각, 미각, 시각, 느낌, 청각)은 각각 고유한 책임 영역을 갖고 있지만, 여전히 긴밀하게 함께 작동한다. 예를 들어, 우리의 후각은 다양한 맛을 인지하는 데 도움이 된다. 그렇기 때문에 감기에 코가 막히면 모든 것이 약간 싱거운 것 같다. 귀와 눈도 함께 작동한다. 예를 들어, 우리가 특히 좋아하는 음악을 들으면 동공이 확장된다.

길을 따라가는 눈과 귀

2018년에 연구자들은 눈을 움직이자마자 귀에서 특별한 소리 조절 메커니즘이 활성화된다는 사실도 발견했다. 그런데 왜 그럴까? 이것은 우리의 눈 움직임과 관련 근육 활동이 청각적으로 들리는 소음을 유발한다는 것을 의미할까? 그리고 우리의 귀는 우리의 눈이 보고 있는 곳을 인식할 수 있을까? 이를 테스트하기 위해 듀크 대학의 스테파니 로비치(Stephanie Lovich)와 그녀의 동료들은 이제 처음으로 특이한 감각 협력을 면밀히 관찰했다.

이를 위해 연구원들은 16명의 테스트 참가자에게 동공 움직임을 모니터링하는 시선 추적기와 귀에 도달할 수 있는 모든 눈 소음을 기록하는 작은 마이크를 외이도에 연결했다. 그런 다음 피험자들은 끊임없이 위치를 바꾸는 눈으로 컴퓨터 화면의 녹색 점을 따라가도록 요청 받았다. 이러한 방식으로 Lovich와 그녀의 팀은 서로 다른 눈 움직임이 귀에서 서로 다른 특징적인 소리로 이어지는지를 판단해 시선의 방향에 대해 귀에 더 많이 알릴 수 있었다.

귀는 눈을 듣는다

그리고 실제로, 연구원들이 발견한 바와 같이, 각 유형의 눈 움직임은 귀에 도달하는 고유한 소리를 생성했다. 예를 들어, 고막 진동의 강도는 눈이 수평으로 움직이는지 수직으로 움직이는지를 나타낸다. 이러한 음향 진동의 위상은 눈이 특정 방향으로 얼마나 멀리 움직이는지에 따라 달라진다.

“외이도에 마이크로 녹음한 것만으로도 눈의 움직임과 눈이 보고 있는 대상의 위치를 ​​추정할 수 있다”고 수석 저자이자 듀크 대학의 제니퍼 그로(Jennifer Groh)가 말했다. 이러한 연결에 대한 지식을 바탕으로 연구원들은 이어 마이크의 음파만을 기반으로 테스트 대상이 어디를 보고 있는지 확인할 수 있었다. Lovich와 그녀의 동료들은 우리의 귀가 눈에서 나는 소리만으로 현재 시야 방향을 추론할 수 있다는 가능성이 매우 높다고 추측한다.

감각적 팀워크로 인식이 향상될 수 있음

하지만 우리 눈이 바라보는 방향을 아는 것이 우리 귀에 무슨 소용이 있을까? 팀은 눈의 소음이 우리의 인식을 날카롭게 할 수 있다고 의심한다. Groh는 “우리는 이것이 뇌가 물체와 소리가 있는 위치를 매핑할 수 있게 해주는 시스템의 일부라고 생각한다”고 설명했다. 눈과 귀의 연결은 시각 정보와 청각 정보를 비교하는 데 도움이 된다. 그러면 예를 들어 보고 듣는 것이 동일한 방향과 출처에서 나오는지 여부가 드러난다.

“이것은 우리의 뇌가 들어오는 음향 신호를 눈 움직임에서 파생된 시각적 참조 프레임에 통합하는 것을 더 쉽게 만들 수 있다”고 팀은 추측한다. 이는 눈만 움직일 수 있고 머리와 귀는 움직일 수 없는 경우에도 도움이 된다. 그래서 우리가 소파에 앉아 있다가 갑자기 이상한 딸깍거리는 소리가 난다면, 방안을 눈으로만 훑어봐도 소음의 원인을 찾을 수 있을 것이다. 

새로운 유형의 청력 테스트 가능

그러나 팀이 설명하는 것처럼 눈 소음이 정확히 어떻게 발생하는지는 아직 불분명하다. 이는 눈 부위의 신경 활동으로 인해 발생할 수 있지만 눈 근육의 신호로 인해 발생할 수도 있다. Lovich와 그녀의 팀은 현재 눈 소음의 정확한 원인과 기능을 알아내기 위한 일련의 추가 실험을 계획하고 있다. 그들은 또한 시각 또는 청각 장애가 있는 사람들의 눈과 귀가 어떻게 함께 작동하는지, 눈과 귀의 협력이 강한 사람들도 더 예리한 인식을 가지고 있는지 테스트하려고 한다.

동시에 눈과 귀 사이의 특이한 팀워크는 새로운 임상 청력 테스트 개발에도 기여할 수 있다. "귀의 각 부분이 고막 신호에 대한 개별 규칙에 기여한다면 이는 귀의 해부학적 부분이 제대로 기능하지 않는지 평가하는 일종의 임상 도구로 사용될 수 있다"고 Lovich는 말했다.
(Proceedings of the National Academy of Sciences, 2023; doi: 10.1073/pnas.2303562120)
출처: Duke University

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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