검은색 구멍 착시 그림. 중앙의 검은색 구멍이 바깥으로 팽창하는 것처럼 느껴진다. Frontiers in Human Neuroscience
글을 읽기 전에 위의 그림을 먼저 보자. 마치 중앙의 검은색 구멍(블랙홀)이 바깥으로 팽창하는 듯하다. 하지만 착시다. 실제로는 완전히 정지돼 있는 그림이다.
노르웨이 오슬로대와 일본 리츠메이칸대 공동연구진이 최근 국제학술지 ‘인간신경과학 최전선’(Frontiers in Human Neuroscience)에 발표한 실험 결과에 따르면, 이런 착시 현상을 보이는 사람이 86%나 됐다. 연구진은 특히 “이 ‘팽창하는 구멍’ 착시가 뇌를 속여 마치 실제 상황인 것처럼 동공을 팽창시키는 것으로 드러났다”고 밝혔다.
연구를 이끈 브루노 랭 오슬로대 교수(심리학)는 “팽창하는 구멍 착시는 실제 눈에 포착되는 빛 에너지의 양만이 아니라 우리가 빛을 느끼는 방식에도 동공이 반응한다는 걸 보여준다”고 말했다.
실험참가자들이 주관적으로 느끼는 구멍의 팽창 정도는 다양하다. Frontiers in Human Neuroscience
연구진은 구멍의 색깔(검은색, 청색, 녹색, 붉은색, 노란색 등)과 주변 색상에 따라 사람들의 심리적, 생리적 반응이 어떻게 다르게 나타나는지 조사하기 위해 실험참가자 50명에게 여러 색상의 그림을 제시했다.
그런 다음 착시 현상이 얼마나 강하게 느껴지는지 물어봤다. 동시에 실험참가자들이 그림을 보는 동안 그들의 안구가 얼마나 움직이는지 측정했다. 연구진은 대조를 위해 이들에게 밝기와 색상은 같지만 일정한 무늬 패턴은 없는 ‘구멍’ 이미지도 보여줬다.
착시 효과는 배경색에 따라 달랐다. 검은색 구멍이 자홍색(마젠타) 바탕 위에 있을 때 가장 강력했다.
실험 결과 착시 효과는 검은색 구멍에서 가장 크게 나타났다. 착시 현상을 느끼지 못한 사람은 14%에 불과했다. 다른 색상의 구멍에선 이 비율이 20%였다. 주관적으로 느끼는 착시 강도는 사람마다 다양했다. 바탕색에 따라 착시 효과도 달랐다. 자홍색 바탕에 검은색 구멍이 착시 효과가 가장 컸다.
연구진은 또 검은색 구멍은 동공의 팽창을 유도하는 반면 다른 색 구멍은 동공 수축을 야기한다는 걸 발견했다. 검은색 구멍의 경우 착시 효과가 강할수록 동공이 더 커졌다. 다른 색 구멍에선 이런 효과가 발견되지 않았다.
연구진은 이런 유형의 착시가 일어나는 건 외부 환경 변화에 순조롭게 적응하려는 우리 내부의 대응 체계가 작동한 결과로 해석했다. 검은색 구멍은 어둠을 뜻한다. 따라서 검은색 구멍 착시에 따른 동공 확장은 환경이 밝은 것에서 어두운 것으로 변한다는 예측을 기반으로 시각 체계가 미래의 상황에 좀 더 빠르게 적응하려는 자구적 반응이라는 것이다.
그러나 실험참가자 중 일부는 ‘팽창하는 구멍’ 착시를 느끼지 못했다. 연구진은 그 이유는 알아내지 못했다.
아침해 착시 그림. 가운데 흰색이 외곽의 흰색보다 더 밝게 느껴진다. Frontiers in Human Neuroscience
동공 수축 효과는 2012년 이 연구진의 ‘아침해’ 그림 실험에서 뚜렷이 확인된 바 있다.
위 그림에서 중앙의 흰색과 외곽의 흰색은 똑같은 밝기이지만, 우리 뇌는 중앙의 흰색을 더 밝게 인식한다. 따라서 눈이 부시지 않도록 동공을 수축시킨다. 망막을 보호하기 위해서다.
랭 박사는 ‘뉴욕타임스’에 “우리가 세상에서 얻는 정보는 매우 불확실하다”며 “그래서 뇌는 끊임없이 추측을 하고, 우리는 그 중에서 최선의 것을 찾아내야 하지만 똑같은 입력 정보에서 추측할 수 있는 건 여러가지다”라고 말했다.
그는 ‘팽창하는 구멍’ 착시를 시각 체계의 결함이 아닌 특징이라고 본다. 불확실하고 끊임없이 변화하는 세계를 탐색하려는 두뇌의 전략적 대응의 결과라는 것이다. 이는 생존을 위한 인류 진화의 역사 속에서 형성됐을 가능성이 크다는 게 그의 설명이다.
이는 철학적 질문으로 이어질 수 있다. 예컨대, 착시가 우리 시각체계의 일부라면 우리는 가상현실에 살고 있는 걸까? 랭 박사의 답변은 이랬다. “우리는 가상현실에 살고 있다. 하지만 그 가상현실은 실용적이고 유용한 가상현실이다. 그러니 당신이 보고 있는 게 착시라고 해서 놀라지 말라.”
곽노필 선임기자
nopil@hani.co.kr
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