심리학과, 상담학과, 임상심리사 2급, 정신보건 등 인지심리학 요점 요약 12. 시지각 심리1 (시각피질, 공간 시각, 색 시각)

12. 시지각 심리1 (시각피질, 공간 시각, 색 시각)

 

1) 시각피질
▶ V1 영역 = 1차 시각피질 = 머리 뒤편 후두엽에 위치
▶ 1차 시각피질은 점 보다 선분에 더 반응함을 발견(예: 한 세포는 수직선분 혹은
수평선분에서 약 15도 기울어진 선분에 가장 활발하게 반응, 또 다른 세포는 수평선분에 더
반응 등등)
▶ 단순세포, 복합세포, 초복합 세포 등
- 단순세포 : V1 많은 세포들의 수용장은 흥분영역과 억제영역이 따로 있는데 흥분 영역에
떨어지는 빛의 정도와 억제 영역에 떨어지는 빛의 정도를 더해서 어떤 자극에 대해 이
세포들이 어떻게 반응하는지를 정확히 예측할 수 있음
- 복합세포 : 단순세포처럼 특정 방향 선분에 가장 잘 반응하지만 수용장은 흥분/억제
영역이 따로 없기 때문에 어떤 방향에 대해 선호성을 갖는지 예측하기 어려움

2) 공간 시각
(1) 기울기 잔효

▶ 오른쪽 기울어진 선들 사이에 있는 막대 그림을 60초 정도 바라보다가 왼쪽에 있는 점으로 시선을 옮기면 위아래 수직
선분이 반대방향으로 기울어져 보임
▶ 방향-선택신경이 인간에게도 있음을 보여주는 좋은 증거

▶ 신경 수준에서 기울기 잔효 설명하기
- 한 동안 기울어진 막대를 응시할 때, 가장 크게 흥분한 신경들은 오랫동안 높은 발화율을 유지할 수 없음(=적응되었다고 표현 = 신경이 피곤해졌다고 이해하면 됨)
- 자극에 대한 신경 반응(민감도)는 시간이 지날수록 떨어진다는 것이 핵심
- 구체적으로 기울기 잔효 효과에서 가장 큰 효과는 적응방향과 검사방향 사이에
10-20도 가량 기울기 차이가 있을 때로 드러남(실험결과)

(2) 크기잔효

▶ 왼쪽 가운데 점을 응시하면 모두 같은 두께임을 알 수 있음
▶ 오른쪽 그림에는 다른 두벌의 막대 묶음이 있는데 선분을
응시하다 보면 위쪽 막대가 더 두꺼워 보임 → 이제 1분
정도 가운데 선분을 응시함으로써 이들 막대에 적응이 되면
→ 왼쪽 점으로 시선을 옮겨보자 → 막대들이 더 이상 같은
두께로 보이지 않고 위쪽 막대들은 아래쪽 막내들에 비해 더
가늘게 보임(크기 잔효 효과)

▶ 가느다란 줄무늬 패턴에 적응 하면 중간 정도 줄무늬가 두꺼워 보임(반대도 마찬가지임)
▶ V1 방향 수용장에서, 확실히 크고 두꺼운 수직 막대를 탐지하려면 크고 두꺼운 수직 막대
탐지기가 있어야하듯이, 크기에 따라 탐지하려면 큰/중간/작은 수용장이 각각 필요함

3) 색 시각
(1) 빛의 속성
▶ 물리학자들은 빛이 광자라고 부르는 작은 주머니 형태로 날아오고 어느 순간 도착하는 이들
주머니의 숫자에 의해 빛의 세기(intensity)가 결정된다고 봄
- 빛은 전자기 방사의 한 형태로 전자기파 스펙트럼의 작은 부분을 차지함
- 파장이 달라짐에 따라 라디오파에서 마이크로파를 거쳐 X레이나 감마 광선으로 바뀜
- 그런데 방사의 파장은 무엇인가?
▶ 물리학자들은 빛을 두 가지 방식으로 생각함: 빛을 광자의 흐름으로 생각하기도 하지만,
파동 에너지로 생각하기도 함
- 파형에서 정점 사이의 거리를 방사의 파장이라고 함
- 방출된 파장들은 엄청나게 다양함
- 가시 스펙트럼(Visible spectrum)만 다루는 이유는 물리학적 이유가 아닌, 우리 눈에
그것만 보이기 때문임
- 만약 다른 생명체라면 다른 영역도 볼 수 있을 지도 모름(새와 곤충은 자외선 스펙트럼을
볼 수 있고, 뱀은 적외선 스펙트럼 방사를 감지할 수 있음)

(2) 원추세포들의 활동성 비교: 색 대립성
▶ 원추세포들은 여러 파장들에 민감함 → 그런 원추가 여러 가지 있기 때문에 우리가
물체색을 지각할 수 있는 것임
▶ 색을 보는 능력을 뇌의 원추로 어떻게 설명할 수 있을까?
- 예를 들어, 노랑색과 파랑색 파장에만 반응하는 원추만 있다면 어떻게 색을 구별할 수
있을까?
- 두 원추들에게서 나오는 활동의 비율을 비교할 수 있음(예: 노랑원추가 10번, 파랑원추가
5번 반응한다면? 2:1, 20번:10번 = 2:1) 즉, 빛의 세기와 관계없이 빛의 상대적 파장에
대해서 말해줌(즉, 밝기와 상관없이 색깔을 말해준다는 뜻)
- 빛의 세기를 증가시키면 모든 색 반응 원추들의 반응이 증가하지만 색 비율은 똑같이
유지됨
- 만약, 빛 파장을 바꾸면 두 색의 반응 비율은 달라지지만 세기 신호는 상대적으로
안정적일 것임
- 원추 유형의 활동을 비교해서 색 활동을 부호화하는데 이를 [대립 부호화] 라고 함
- 이유: 두 유형의 원추 반응(예: 노랑 원추, 파랑 원추)이 한 신경의 활동에서 반대의
변화를 일으키기 때문
- 예: 빨강-초록 비율은 빨강 원추에서 더 높은 활동에 의해 증가되는 반면 초록 원추에서
더 높은 활동에 의해 감소됨

 

(3) 색 잔효

▶ 왼쪽 가운데 점을 약 30초 응시하다가 오른쪽 검은 점을 보자
▶ 흰 사각형들이 더 이상 흰색으로 보이지 않을 것고 각 박스는 특정한 색을 띠고 있는 것으로 보일 것임
→ 왼쪽 위는 초록색으로 보임

▶ 실제 왼쪽 위 사각형은 빨간색이었는데, 빨강에 대한 적응은 [흰색이 초록으로 보이게] 하고
초록은 빨강으로, 파랑은 노락으로, 노랑은 파랑으로 보이게 함(참고: 흰색에 대한 적응은
검정색의 잔효를, 검정색에 적응은 흰색의 잔효를 일으키게 함)
▶ 일정한 색에 망막의 일정 부분을 적응 시키는 일은 그 색에 대한 민감도를 떨어뜨리고 각
대립 채널을 그 반대편으로 ‘건네주는 것’임

(4) 색맹
▶ 삼색시자: 망막에 세 종류의 원추세포인 빨강, 초록, 파랑이 있는 경우
▶ 색맹: 이색시자(Dichromat) 라는 표현이 더 맞음
- 삼색시자의 원추 중 한 두 종류에 문제가 있는 경우인데, 이는 잘못된 표현임
- 한 가지 유형의 원추가 부족하다면 다른 두 유형의 원추를 흥분시켜 모든 파장의 조합 사
이를 구별할 수 있기 때문임
- 정말 색 지각을 못하는 색맹이라면? 한 가지 유형의 광수용기만 있어야 하는데 매우 드묾

결함유형	정의	남자 발생 빈도(%)	여자 발생 빈도(%)
적색맹=제1색각이상	빨강(장파장) 원추의 완전한 결함	1	0.01
적색약	빨강(장파장) 원추의 부분적 이상	1	0.03
녹색맹=제2색각이상	초록(중파장) 원추의 완전한 결함	1	0.0
녹색약	초록(중파장) 원추의 부분적 이상	5	0.35
청색맹=제3색각이상	파랑(단파장) 원추의 완전한 결함	<0.01	<0.01
합계		8<	0.4

▶ 비정상 삼색시자: 각 원추 유형의 부분적 손상이 있을 경우(적색약, 녹색약)
- 유전될 수 있음
- 선천적 색 결함은 여자 < 남자가 많음
- 선천적 청색맹은 드문 편임
▶ 후천적으로 색 결함이 생길 수 있는데 특히 파랑(단파장) 원추는 당뇨병 또는 약물로 인해 손상을 입을 수 있음