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VR 안경을 사용한 색 테스트. 시야 주변 탈색해도 화려하게 인식해.
중앙 색상 영역이 32.5도인 경우 거의 모든 참가자가 탈색을 놓쳤다.
“관찰자들이 한 환경에서 시간을 보내면 뇌가 주변의 많은 물체의 색을 '페인팅'하는 법을 배우게 될 수 있다”

컬러 비전은 뇌가 우리를 속이는 방법

"대부분의 흑백 시야조차도 우리에게 화려하게 보인다"

놀라운 망상 :
우리는 색이 없는 곳도 컬러로 본다.
시야의 3분의 2가 흑백 일지라도, 우리는 이것을 인식하지 못한다.
세상은 완전히 화려하게 보인다. 심지어 유색 점이 시각 중심에만 남아 있고 95%까지 탈색된 주변은 많은 사람들의 시야에서 사라진다. 우리의 뇌가 주변이 화려하다는 생각으로 우리를 속일 뿐이다. 왜? 지금까지 수수께끼로 남아 있다.

▲ 우리의 시야 주변이 25%만 채색 되더라도 여전히 우리에게는 완전히 화려하게 보인다. © Caroline Robertson

우리의 인식은 감각 자극, 신경 신호 그리고 뇌의 신호 처리의 복잡한 상호 작용이다.
우리의 감각이 다양한 방식으로 우리를 속일 수 있는 이유다.
우리는 색이 생각한 것 보다 덜 명확해지는 것을 인식하지 못한 채, 착시에 빠져들고 시야의 틈을 메우게 된다. 극단적인 경우, 우리는 존재하지 않는 것들과 사건을 보는 환각을 일으킬 수 있다.

VR 안경을 사용한 색 테스트

최근 매사추세츠에 있는 애머스트 칼리지(Amherst College)의 마이클 코헨(Michael Cohen)과 동료들은 우리의 두뇌가 색깔을 보는 것과 같은 일반적인 것에 대해, 놀랍게도 우리를 속이는 것을 실험으로 밝혔다.
연구를 위해 학생들은 VR 안경을 사용하여 역사적 장소에서 거리 축제, 심포니 콘서트에 이르기까지 다양한 현실 세계를 탐험했다. 과학자들은 VR 안경에 내장된 안구 추적기를 사용해 참가자의 시선 방향을 따라 시야의 주변과 중심에 무엇이 있는지 확인할 수 있었다.

최근 실제 실험은 다음과 같다.
“피실험자가 보고 있던 부분만 색상이 유지되도록 환경을 변경했다. 나머지 장면은 완전히 채도가 떨어졌다.” 연구자들은 나머지 색상 범위의 범위를 32에서 25, 10에서 5도까지 변경했습니다. 비교하면, 시야각 25도는 팔 길이 정도 떨어진 곳에 A4 용지 크기를 보는 시각이다.

광범위한 변색이 눈에 띄지 않음

의심의 여지가 없는 피험자들이 가상 세계의 변색을 알 수 있을까?
VR 세션 후에 연구원들이 인터뷰를 했을 때, 시야의 전체 주변이 흑백으로 만 나타남을 대부분 알지 못했다. 중앙 색상 필드가 32.5도인 경우 거의 모든 참가자가 탈색을 놓쳤다.
Cohen과 그의 팀은 "가장 극단적인 경우에도 10도의 둥근 영역만 중앙에 남아 있었지만, 이는 시험 대상의 3분의 1에게는 눈에 띄지 않았다"고 말했다.

주변 환경의 많은 탈색에도 불구하고, 피험자들은 가상 세계가 완전히 채색되었다고 확고하게 확신했다. "이것은 우리가 일상생활에서 주변 색상을 인식하는 능력이 놀라 울 정도로 부족하다는 것을 보여준다. 화려하고 다채로운 세계에 대한 우리의 직관적인 인식은 대체로 잘못이다. 일종의 환상이다"고 연구원은 말했다.

▲ 비교에서 시각 주변이 탈색된 실험 화면 © Cohen et al. PNAS

망막은 잘못이 없다.

왜 그럴까, 주의력 부족으로 인한 것일까?
이를 테스트하기 위해 과학자들은 실험을 반복하고 이번에는 피실험자들에게 주변의 색상에 의식적으로 주의를 기울이도록 요청했다. “그때도 참가자들은 37.5도의 중심을 넘어서는 변색을 눈치채지 못했다”고 코헨과 동료들은 보고했다.

그것은 심지어 과학자들도 놀라게 했다. 이 감각 생리학적 설명은 아직 없다.
컬러 비전에 중요한 추상체(cones, 皺狀體, Zapfen)는 가장 선명한 비전 영역에서 망막에서 가장 밀도가 높다.
그러나 주변을 담당하는 망막 영역에서도 평방 밀리미터 당 약 4천 개의 추상체가 있다.
연구원들은 “주변에서 색 인식이 거의 황반에서 처럼 우수하다”고 말했다.

원인은 여전히 ​​수수께끼

거기에 색이 없음에도 불구하고 왜 우리는 주변을 모두 컬러로 볼까?
코헨과 ​​그의 팀은 여전히 ​​이에 대한 명확한 답을 갖고 있지 않다.
그들은 이 환영이 우리의 주의와 두뇌의 지각을 채우는 능력과 밀접한 관련이 있다고 생각한다. 과학자들은 “관찰자들이 한 환경에서 시간을 보내면 뇌가 주변의 많은 물체의 색을 '페인팅'하는 법을 배우게 될 수 있다”고 생각한다.

한 가지 분명한 점은 이 현상으로 인해 많은 새로운 의문이 제기된다.
예를 들어, 색상 반전이나 대비 변화와 같은 주변 시야의 다른 변화를 간과할 것인지 확실하지 않다. 그리고 이것은 환경의 유형과 관심에 얼마나 의존할까?
이 이상한 자기기만에 대한 신경 생물학적 설명에 아직 많은 연구가 더 필요하다.

우리의 감각은 놀라움을 유발하고 인간의 과학탐구에 새로운 수수께기를 준다.

(Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), 2020; doi:
10.1073/pnas.1922294117)

출처: Dartmouth College

[더사이언스플러스=문광주]

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