뇌의 착각 착시현상

우리가 흔히 뇌의 착각으로 인해 발생되어 신기한 현상을 경험한다. 바로 그 중 하나가 착시현상이다. 우리의 뇌는 두개골 안에 존재하며 오로지 감각을 통해서만 바깥 세상을 인식한다. 제한된 감각정보로 우리가 믿을 수 있는 현실을 구축해 내는데 이에 사용하는 것이 바로 과거의 경험이다. 그중 가장 처음으로, 인식이 되는 시각은 종종 경우에 따라 우리의 뇌를 착각에 빠트리게 하기도 한다. 감각과 쉴 새 없이 상호작용하며 생기는 착시현상에는 시각세포의 반응에 대한 이해와 함께면 더 쉽게 받아 들일 수 있게 된다 .

 

착시는 어떻게 일어나는가?

 

 

착시는 음영효과(마하 띠)라고도 불리는 회색 음영 (shade of gray) 가 착각을 불러 일으키는 데에서 발생한다. 균일한 회색 음영 띠들이 인접하여 나열 되어 있는 띠를 보면 각 띠는 밝은 띠 근처의 경게에서는 더 어둡게 보이고, 어두운 띠 근처에서는 더 밝게 보인다. 마하띠라고 부르는데 이는 눈의 광감지기 세포 (원주세포와 막대세포)가 테두리(경계)에서 상호 간섭을 일으켜서 느끼는 강도가 달라지면서 발생한다.

 

똑같은 명암을 가진 원이 있다고 가정 했을때 주변 둘러싸인 바탕부분이 밝아질 수록 더 어두워 보이면서 어두어질수록 원은 밝아지는 현상이 나타나는데 즉 물체와 배경이 인접한 경게를 기준으로 눈이 같은 음영의 물체를 다르게 인식하게 보게 된다.

 

또 다른 예로는 움직임 효과를 느끼는 것으로 설명된다. 눈의 신경세포는 정지된 자극에 대해서 절대 신호를 보내지 않지만 경게를 가진 크고 평평한 천장 또는 벽을 찾아서 일정하게 응시하게 되면 두 부분이 점차적으로 같은 음영을 가지고 경게선이 사라져서 보이게 된다. 이때 눈을 움직이면 다시 경계선이 나타난다.

 

 

착시는 일상에서 어떻게 일어나는가?

 

또 다른 현상으로는 망막의 혈관을 볼 수 있는 데서 나타난다. 검안경(ophthalmoscope)의 눈을 들여다보면 망막에 있는 많은 혈관을 볼 수 있는데 이 혈관들은 밑에 있는 막대세포와 원추세포로 가는 빛을 차단하는 역할을 한다. 평상시에 이 혈관들을 느낄 수 없는 이유는 혈관의 그림자가 언제나 같은 막대세포와 원추세포에 의해 생기기 때문이다. 펜라이터(penlight)를 이용한 투사법 (transillu mination)을 사용하면 혈관의 그림자를 볼 수 있는데 눈을 감고 펜라이터를 눈꺼풀 위에서 앞뒤로 움직이면 빛이 눈꺼풀과 공막을 통과해서 혈관의 그림자를 생기게 해서 혈관 을 볼수 있게 된다.

 

즉 망막의 혈관은 손가락으로 눈을 누르거나 눈을 꼭 감았을때 빛을 보는 현상을  말하는데 , 압력에 의해서 생긴 자극을 빛에 의한 자극과 구분하지 못하기 때문에 발생힌다. 에를 들어 머리에 충격을 받으면 빛을 감지하는 신경을 자극하여 별을 보게된다거나, 눈을 감고 어둠에 적응된 상태에서 눈을 가로질러 4v이하의 작은 전압을 걸면 전기광시 (electrophosphense)를 볼수 있게 된다. 또는 형광등이나 다른 빛들의 전원을 켜거나 끌 때 경험을 하기도 한느데 눈 주위의 자기장을 변화시키면 자기광시(magnetophosphenes)를 일으키게 된다 . 

 

폭-높이 에 의한 착시도 발생한다. 즉 주위의 모양이나 배경에 따라서 같은 길이가 달라보이는 현상인데. 주위에 모양에 따라 바닥에 있는 길이와 세워져 있는 선의 길이가 같지만 다르게 보인다거나, 직선의 동일한 선들이 주변의 굽어진 배경으로 인해서 곡선모양으로 변화하여 보이는 현상이 나타난다.

 

영상 합성의 의한 착시도 발생한다. 뇌는 양쪽 눈 중에서 한쪽 초점이 심하게 벗어나거나 또는 한쪽 눈에 비해서 다른 쪽 눈의 이미지가 5%정도 크다고 해도 양쪽 눈의 영상을 합성하는데, 종이를 관처럼 말아서 한쪽 눈에 대고 평평하고 빛이 잘 드는 벽을 보고 종이 관의 옆으로는 손을 대고 다른 눈을 보게 되면 손에 구멍이 뚫린 것처럼 보이게 된다 .

 

마지막 현상으로는 깜박임이 융합되는 현상이다. 섬광이 눈에 비친 후 수 밀리 초 동안 뇌는 빛이 여전히 있다고 느끼는데, 만약 연속적인 섬광의 빈도가 높아지면, 어느 시점에 눈과 뇌 시스템은 더 이상 깜박임으로 느끼지 않게 된다. 이것을 깜박임 융합 (flicker fusion)이라고 하는데. 섬광의 빈도는 이때 빛의 강도에 의존하게 된다.

 

밝은 섬과아은 50hz까지 깜박임으로 인식하고, 어두운 섬광은 12hz까지 깜박임으로 인식하게 되고, 섬광을 지속된 빛으로 융합하는 눈의 능력은 초당 16~32개의 영상이 화면에 비취지는 영화도 가능하게도 만들게 된다 .