심리학과, 상담학과, 임상심리사 2급, 정신보건 등 인지심리학 요점 요약 11. 시각 개념

11. 시각 개념

 

1) 보기의 첫 걸음
(1) 눈의 구조
① 각막
- 빛이 눈으로 들어오는 투명한 창, 휘어있는 렌즈 같은 기능
- 눈의 초점 기능 중 3/4은 각막, 1/4만 수정체
② 수정체
- 망막 위에 빛을 모으는 일을 함
- 표면이 휘어 있고 빛이 느리게 투과되는 특징이 있음 → 빛이 수정체에서 굴절됨

 

빛이 각막을 통과할 때 벌어지는 일의 예시:

Q. 빛이 한 물질에서 다른 물질로 지나갈 때 휘어지는 이유?

- 모래해변을 따라 포장도로에서 운전을 한다고 생각해보세요.(A지점) - 포장도로에서는 4개 바퀴가 바닥에 꽉 물려 반듯하게 나가다가 오른쪽 앞 바퀴가 모래에 닿는 순간(B지점) 왼쪽 바퀴는 여전히 포장도로에 꽉 물려 강하게 앞으로 진행하는 반면 오른쪽 바퀴는 모래에 물려 느슨하게 앞으로 진행하게 되어 결국 자동차 방향은 틀어지게 됨 - 완전히 자동차가 모래사장에 들어가면(C지점) 훨씬 느리지만 다시 똑바로 나가게 되고 자동차 움직이는 방향이 바뀔 것임

Q. 왜 사람이 물 속에서 눈을 뜨면 흐려 보이고 물고기들은 흐리게 보이지 않는 것인가?

 

A.

- 빛의 굴절은 빛이 통과하는 대상의 양쪽 표면 물질에 따라
달라 지게 됨
- 물안경 안 쓰는 물고기는 물과 수정체 사이의 낮은 굴절률을
보상하기 위해 눈이 훨씬 굴곡져 있음
- (a) 빛은 물, 각막 모두 비슷한 속도로 지나감 → 따라서
물속에서 빛 굴절이 거의 일어나지 않아 망막에 초점을
맞추기 어렵기 때문에 흐리게 보임
- (b) 물안경을 끼게 되면 공기와 각막의 경계를 충분히 보통
상태로 되돌려 다시
물 속을 깨끗하게 볼 수 있음

 

③ 수양액(안방수)
- 일종의 수액, 각막 뒤는 수양액으로 가득 차 있는데 동공을 지나 안구 전방부로 흐르게 됨
- 수양액의 압력은 매우 중요함. 안압증가→녹내장(망막 손상과 실명 일으킬 수 있음)
- 안과에서 공기 바람을 쏴서 각막을 어느 정도 뒤틀리게 하는데 만약 각막이 움직이지 않
을 경우 → 고안압을 의미함
④ 홍채(눈에서 색깔 있는 부분, 갈색~파란색)
- 빛이 강할 때는 홍채가 죄어서 중심에 있는 작은 구멍인 ‘동공’이 작아져서 빛의 양을 제한함
- 망막에 도달하는 빛의 양을 조절함
- 사람이 흥분하면 동공이 커짐(마음에 드는 이성을 보면 동공이 커짐) → 남자들은 동공이
큰 여자에게 더 매력을 느낌(Demos et al(2008) 연구 결과)
- 도박사가 플라스틱 햇빛 가리개 모자 챙을 쓰고 눈을 가리는 이유도 흥분된 마음을 숨기
기 위해서임 (무엇을 판매하려고 할 때 그 사람의 눈을 보라!)
⑤ 수정체
- 각막에 비해 굴절력이 떨어지지만 조절이 가능하다는 장점이 있음
- 수정체는 모양소대에 연결되어 있음
- 더 멀리 있는 물체에 초점을 맞추려면 수정체를 좀 더 편평하게 만들어야 하는데
모양근을 이완시켜서 가능함
- 먼 물체 광선은 거의 수평한 방향으로 진입 → 망막에 초점이 맺히기 때문에 적은 굴절이
필요/ 가까운 물체는 눈에 발산된 빛을 좀 더 보내서 큰 굴절이 필요
- 정시, 근시, 원시

□ (a) 정시: 가까운 물체는 수정체 두꺼워져서 빛은 더 휘게
되어 초점이 제대로 맺힘 (먼 물체는 수정체 편평하게 돼서
빛이 적은 굴절로 들어오게 되어 초점이 제대로 맺힘)

□ (b) 근시: 빛이 너무 강하거나, 눈 사이 길 경우(먼 물체는
너무 많이 빛 굴절 돼서 흐리게 보임

□ (c) 원시: 수정체가 너무 약하거나 눈이 너무 짧은 경우(먼
물체는 초점 맞는데, 가까운 물체는 과하게 빛 굴절이
되어서 망막 뒤에 상이 맺혀서 흐리게 보임)

 

- 수정체의 조절력은 나이가 들수록 감소함

□ 수정체와 망막 사이는 유리체액이라 불리는 점액질 물체로 채워져 있음
□ 유리체액: 망막을 고정하게 하고 망막이 눈 뒤쪽으로 고정되게 함
□ 노인들은 망막 유리체액이 줄어드는 경우도 있는데, 레이저로 부분 접합 시술이 필요함

⑥ 망막(빛에 민감한 층, 시각처리의 출발점)
- 빛 → 많은 양의 신경물체들을 거쳐서 → 광수용기 바깥쪽 분절에서 발견됨
- 빛 → 신경계 안에서 전기 에너지로 바뀌는 과정에서 많은 에너지가 필요(혈관이 많이 분
포되어 있음)
- 맹점: 망막의 신경다발이 빠져나가는 자리(맹점이 있어도 두 눈이 있으면 한 눈이 보지 못
하는 곳을 다른 눈이 볼 수 있어서 해결)
- 빛이 수용기 바깥쪽 분절에 닿으면 신경처리가 시작됨 → 강수용기들은 양극 세포에 연결
되어 있고 망막 신경절 세포와 연접(시냅스)되어 있음
- 신경절 세포는 매우 중요한 이유: 신경절 세포 끝 부분인 축색이 정보를 눈에서 시각피질
로 이동시키기 때문)
⑦ 광수용기(9가지 특징)
▶ 2가지 유형의 광수용기가 있음: 막대(간상체,rod)와 원추(cone)
- 막대세포의 바깥쪽 분절은 막대모양, 원추세포의 바깥쪽 분절은 원추모양
▶ 모든 막대세포는 기본적으로 같아서 바깥쪽 분절에 빛을 흡수하는 물질인 광색소가
들어있음 → 이것을 로돕신이라 함
- 로돕신은 자주색, 시흥(visual purple)이라고도 알려져 있음
- 로돕신은 빨강과 파랑 빛을 더 반사하지만(그래서 자주색을 띔) 초록색을 우선적으로 흡수함
▶ 원추세포의 종류: 3가지(장파장 원추세포, 중파장 원추세포, 단파장 원추세포)
- 장파장 원추세포 = 빨강 원추세포(‘빨강’원추세포가 담고 있는 광색소 → 장파장의 빛)
- 중파장 원추세포 = 초록 원추세포(‘초록’원추세포가 담고 있는 광색소 → 중파장의 빛)
- 단파장 원추세포 = 파랑 원추세포(‘파랑’원추세포가 담고 있는 광색소 → 단파장의 빛)
▶ 막대세포: 약한 빛에 아주 잘 반응하여 어두운 곳에서 쓸모 있음
- 빛이 세질수록 막대세포 활성화됨
- 아주 민감해서 어두운 밤에 강하게 활성화 되는데 완전히 밝은 대낮에는 유용하지 않음
- 반면, 원추세포는 덜 민감하여 어두운 조건에서는 쓸모없지만 낮에 보는 빛을 처리하는
일 대부분을 맡게 됨

- 예: 밝은 낮에 어두운 영화관에 들어가면 잘 안 보이지만 몇 분 후 제대로 보이게 되는데
바로 원추세포가 활성화될만큼 충분한 빛이 없어져서 오로지 막대세포에 의존해야 하기
때문임 → 막대세포는 밝은 빛에서(원추세포가 활동할 때) 녹초가 된 상태라 활성화
되려면 몇 분 정도 지나야 원래 민감도를 찾음
- 암순응: 어두워서 막대세포만 활동 할 때
- 명순응: 빛이 너무 밝아서 원추세포만 활동할 때
- 박명시: 이 중간 밝기에서 막대+원추세포가 모두 활동할 때
▶ 막대세포는 초록 빛에 가장 민감, 원추세포체계는 대체로 노랑 빛에 가장 민감함
- 예: 달밤에 빨간 장미를 보면? 꽃의 빨강 +잎의 초록이 더 밝아 보일 것인데, 그 때 빨강
과 초록의 상대적 밝기를 비교해보면 상대적으로 빨강이 어두워 보이고 초록이 더 밝아
보일 것. 다음날 아침, 다시 보면 꽃의 빨간 부분이 초록색보다 더 밝아 보일 것임
→ 이와 같은 현상을 퍼킨지 이동(Purkinje shift) 라고 부름
- 실제로 2차 세계대전 때 야간 임무 수행하던 조종사들은 빨간 조명 아래에서 작전 회의를
함 (이유: 조종사들 막대세포가 피곤해지는 것을 막기 위한 것인데 막대세포는 빨간색인
장파장에 둔감함 ⇒ 그래서 바로 작전실에서 나와 어둠 속 전투기에 들어가 바로 작전 수
행이 가능하게 함)
▶ 광수용기들은 망막 위에 골고루 퍼져 있는 것은 아님
- 추상세포는 [중심와] 라고 알려진 눈의 중심부에 촘촘히 몰려 있음
▶ 중심와 중앙에는 파랑 원추세포가 없음
▶ 신경절 세포의 축색과 혈관은 맹점 혹은 시신경 원반이라 부르는 지점을 통해서 눈을 떠남
▶ 선천적으로 색맹인 사람들은 빨강 원추세포 또는 초록 원추세포에 문제가 있는 것임

(2) 망막신경절 세포
□ 망막신경절 세포란 망막의 마지막 층을 뜻함
□ 큰 (망막 신경절) 세포 = M세포
- 이 세포는 망막에서 서로 뒤엉켜 있기 때문에 연구하는 게 어려움
- 빨강 원추세포, 초록 원추세포 구분 없이 섞인 신호를 받는 것 같음
- 움직임이나 깜빡임 같이 좀 더 역동적인 성질의 정보를 훨씬 잘 전달하는 것으로 보임
□ 작은 (망막 신경절) 세포 = P세포
- 빨강 원추세포와 초록 원추세포에서 오는 신호를 구별할 수 있음
- 예: 어떤 P세포들은 빨강 원추세포에서 오는 신호에 의해 활성화되지만 초록 원추세포에
서 오는 신호에 의해서는 약화됨

 

2) 망막 처리의 몇 가지 효과들
(1) 허만 격자(Hermann grid) 착시 또는 헤링 격자(Hering grid) 착시

□ 회색점들은 착시에 의한 것
□ 바움 가르트너(Baumgartner)는 위 효과를 망막 수용장의 언어로 이 효과를 설명하고자 시도하였고 다른 독일인인
로다 스필만(Lother Splillman)이 더 쉽게 이 주제에 대해설명하였음

□ 용어설명
- 수용장: 자극이 가해지면 신경절 세포의 발화율에 영향을 주는 망막 수용기 표면
- 중심-흥분/ 주변-억제 수용장: 중심부의 자극이 흥분성 반응을 야기하고 주변부의 자극이
억제성 반응을 야기하는 중심·주변 수용장

 

- 중심 주변 길항작용: 중심 주변 수용장을 가진 신경절 세포에서 중심부와 주변부의
대립적인 흥분 과정을 가리키는 것으로서, 이러한 속성을 지닌 신경절 세포는 흥분성(혹은
억제성) 중심 부분의 발화량에서 억제성(혹은 흥분성) 주변 부분의 발화량이 길항적으로
작용하여 전체 발화량이 결정됨
- 외측 억제: 망막의 수평 세포나 아마크린 세포가 인접한 다른 세포로 미치는 억제
□ 교차로에 놓인 중심-흥분 수용장 하나(회색 점)는 거리에 놓인 수용장에 비해 억제성
주변에서 더 많은 빛을 받게 됨
□ 교차로(회색 점) 에서 더 많은 외측억제가 일어남을 의미함 → 신경절 세포의 발화율을
감소시키게 되는 반면, 거리에 있는 신경절 세포(까만 사각형 간 거리)는 덜 억제를 받아
발화가 빠르게 일어나게 됨
□ 신경절 세포의 발화가 감소 된다는 것 = 이 지점에서 낮은 밝기로 지각된다는 것을 의미

(2) 산란 격자(Scintillating grid) 착시

□ 허만격자를 45도 기울이면 착시가 줄어드는데 왜 그럴까?
□ 허만 격자와 비슷해 보이지만 교차로에 반점들이 깜빡이거나 산란하는 것처럼 보임

□ 그림을 돌려도 수용장은 동심원이기 때문에 망막 수준의 설명이 안 됨
□ 전체 격자를 축소시켜도 중심와에 맺히는 수용장도 자극되므로 망막 수준의 설명에 따르면
우리가 응시하는 바로 지점에도 회색 점이 보여야하는데 실제로 그렇지 않음
□ 아직까지 설명되지 않는 부분임

(3) 동시대비 착시

□ 이들 원들은 모두 똑같은 회색인데 배경이 점차적으로
밝아지거나 어두워짐(어두울수록 회색이 더 밝아 보임)
□ 이 효과는 망막 수용장 중심과 주변 사이 길항성 때문으로 설명할 수 있음
□ 길항작용: 상반되는 2가지 요인이 동시에 작용하여 그 효과를 서로 상쇄시키는 작용

 

(4) 트록슬러 소멸 현상

□ 도넛이 사라지게 되는 이유는?
- 어떤 모서리를 찾으면 그것을 보느라 다른 모서리를 만날
때까지 그 모서리 내에서 무슨 일이 일어나든지 간에 계속
무시하려 하기 때문
- 시각체계는 어두운 오렌지 사각형의 바깥쪽에 있는 선명한
모서리까지 경계로 보고 이 안에서 다른 모서리가 시작 될
때까지는 모든 것이 오렌지 색과 같은 것으로 가정해버림
- 이 그림에서 도넛 모서리는 흐리기 때문에 우리가 눈을
고정한 채로 응시하면 우리 시각은 도넛 모양을 탐지하지
못하게 되어 전체 사각형이 어두운 오렌지 색으로 채워지게
되는 것임