우리의 눈은 항상 엄청난 양의 시각정보에 노출되어 있다.
뇌는, 이것은 결코 쉬운 상황이 아니다.
수백만의 색깔과 모양, 빛의 가감이나 시점의 변화에 의해, 시각의 세계는 끊임없이 변하고 있으니까...그럼에도 불구하고, 우리는 흔들림이나 노이즈가 없는 안정된 세계를 볼 수 있다.
이것은 수세기 동안 연구자들을 괴롭혔던 시각과학의 문제였다.
그리고 이번에, 캘리포니아 대학 버클리교(University of California, Berkeley·미)의 연구로, 시각의 안정성을 설명하는 새로운 메커니즘이 발견되었다.
이에 따르면, 우리의 뇌는, 과거 15초 동안 본 것을 통합 평활화하고, 단정한 하나의 인상으로 만들어 낸다는 것.
도대체 어떻게 된 일일까?
이 내용은 2022년 1월 12일자 과학잡지 "Science Advances"에 게재되었다.
■ 왜 세계는 안정돼 보이나
우리가 일상 속에서 받고 있는 시각 정보는, 아래 영상에서 볼 수 있다.
오른쪽의 하얀 원은 안구 운동을 나타내고, 왼쪽은 그에 따른 시각 정보를 보여준다. 왼쪽 이미지를 보고 있으면, 꽤 어지럽게 정보가 변화하고 있어 눈이 돌아버릴 것 같다.
하지만, 우리는 이런 잡다하게 변화하는 정보를 그냥 보고 있지는 않는다.
우리가 아무리 격렬하게 시선을 움직였다고 해도, 동영상의 왼쪽에 보이는 것처럼, 눈부신 변화나 흔들림을 느끼는 일 없이, 일관해서 안정된 세계를 지각할 수 있다.
그럼, 뇌는 어떻게 해서 안정된 시각을 만들어 내고 있는 것일까...
■ 지금 보고 있는 것 "지난 15초의 평균"
캘리포니아대의 팀은 최신 연구에서, 우리는 시각적인 스냅샷을 하나하나 분석하는 것이 아니라, 과거 15초 동안에 본 것의 평균을 지각하고 있다...라고 발표했다.
바꾸어 말하면, 제각각의 시각 정보가 서로 비슷하게 보이도록 정리함으로써, 뇌는 안정된 환경의 지각을 만들어 내고 있는 것이다.
팀은, 이런 뇌 기능에 대해 "15초마다 입력되는 시각 정보를 일상생활에 지장이 없도록 하나의 인상에 집약해 주는 앱과 같은 것"이라고 표현.
또, 이 메커니즘의 구조를 설명하기 위해, 다음과 같은 착시 동영상을 만들었다.
동영상에서 왼쪽의 얼굴은 30초에 걸쳐 천천히 나이를 먹고 있고, 아이의 얼굴에서 어른의 얼굴로 변화해가고 있다.
하지만, 우리는 얼굴이 변화하고 있음을 전혀 눈치채지 못하는 것이다. 실제로 시도해보자.....
이 착각을 검증하기 위해, 팀은 수백명의 참가자를 모집해, 이 30초간의 동영상을 보게했다.
동영상의 마지막에 표시되는 얼굴의 나이를 대답하도록 요구했는데, 참가자는 거의 일관되게, 15초 전에 표시된 얼굴의 나이를 대답한 것이다.
동영상을 볼 때, 우리의 지각은 평균화된 정보에 의해 항상 과거에 치우친 인식을 계속한다. 그 때문에, 우리의 뇌는 항상 보고 있던 것을 10초에서 15초 전(얼굴이 젊었을 때)의 상태로 지각해 버리는 것이다.
뇌의 리프레시 레이트는 약 15초이므로, 우리는 실시간으로 최신 영상만을 보는 것이 아니라, 실제로는 그 이전의 영상을 포함한 평균화된 영상을 보는 것이다.
이 착시 동영상은, 우리가 보고 있는 세계가, 과거 15초간의 시각 정보를 뇌가 매끄럽게 정돈한 결과인 것을 나타내고 있다.
이것에 의해, 우리는 시간 변화에 휘둘리지 않는 안정된 지식을 얻고 있는 것이다.
연구 책임자인 데이비드 휘트니(David Whitney) 씨는 이렇게 설명하고 있다....
"뇌가 본질적으로 가고 있는 것은 미루고 있습니다. 뇌는 받은 스냅샷을 일일이 처리하는 것은 귀찮기 때문에, 과거의 정보에서 예측된 현재의 상황을 만들어내어 우리에게 보여주고 있습니다. 그렇기 때문에, 뇌는 과거 정보에 특히 중점을 두고 있습니다"
"우리들의 지각은 기본적으로 과거의 정보를 재활용하고 있는 것입니다. 그게 지금 본걸 순간적으로 처리하는 것보다 효율적이고 빠르고 노력도 덜 들기 때문이죠"
시각 시스템은 주위 세계를 원활하게 지각하기 위해 때로는 정확성을 희생하기도 한다. 예를 들어, 영화를 볼 때 배우와 스턴트맨의 차이 같은 미묘한 변화를 깨닫지 못하는 것은 이 때문이라고 생각할 수 있다.
그래도 시각의 시차는 잡다한 시각정보에 휘둘리는 것을 방지하고, 안정된 지각세계를 만들어 내기에 최적이다. 만일 우리의 시각을 뇌가 항상 실시간으로 갱신했다면, 우리가 보는 세계는 빛과 그림자, 움직임으로 넘쳐흐르는 혼돈의 상태가 되었을 것이다.
