지문과 마찬가지로 사람의 뇌 표면에 있는 요철과 홈은 독특하다. 그러나 이러한 차이의 중요성은 완전히 이해되지 않고 있다. 특히 시력의 차이와 같은 행동에 미치는 영향은 더욱 미지의 영역으로 남아있다. 연구팀은 이러한 뇌 특성과 우리가 보는 방법의 관련성을 밝히고자 했다.
1차 시각 피질(V1)은 눈에서 투영된 이미지의 지도에 배열된다. 그러나 많은 지도와 그렇듯이, 이 지도는 왜곡되어 있고 이미지의 특정 부분은 다른 것보다 확대되어 있다.
뉴욕대 조나단 위노 교수는 “맨해튼보다 스태튼 아일랜드가 더 작게 보이는 뉴욕 지하철 지도를 떠올려 보라”고 말했다. 그는 “지하철 지도는 어느 정도 정확성을 갖고 있지만, 사람들의 광범위한 관심을 끌 가능성이 있는 지역을 확대해 보여준다”면서 “마찬가지로 V1은 주변 환경에 대해 우리가 보는 이미지의 중심, 즉 눈이 고정되어 있는 부분을 확대한다”고 설명했다.
이는 V1이 시야의 중심에 더 많은 조직을 가지고 있기 때문이다. 마찬가지로, V1은 또한 피질 조직의 배열의 차이 때문에 눈이 상대적으로 고정되는 위와 아래, 왼쪽과 오른쪽으로 위치를 확대한다.
연구팀은 기능적 자기공명영상(fMRI)을 사용하여 20여명의 주요 시각 피질(V1) 크기를 지도화했다. 연구팀은 이들의 시야에서 다른 위치(왼쪽, 오른쪽, 위쪽, 아래쪽)에서 시각 정보를 처리하는데 전용된 V1 조직의 양도 측정했다.
참여자들은 V1 측정과 같은 시야에서 동일한 위치에서 시력 품질을 평가하도록 설계된 과제를 수행했다. 컴퓨터 화면에 나타나는 패턴의 방향, 즉 ‘대비 감도’를 통해 이미지의 차이를 구별했다. 대비 감도란, 물체 배경에 숨겨져 두드러지지 않은 물체를 뚜렷하게 보는 능력이다.
그 결과, V1 표면적의 차이가 대비감도의 측정을 예측할 수 있다는 것을 보여주었다. 첫째, V1가 큰 사람들은 그렇지 않은 사람들보다 전체적 대비 감도가 더 좋았다. 둘째, V1이 시야에서 특정 영역의 시각 정보를 처리하는 피질 조직을 더 많이 가진 사람들은 같은 영역에 전용되는 피질 조직을 적게 가진 사람들에 비해 해당 영역에서 더 높은 대비감도를 가졌다.
요약하자면, 특정 위치를 인코딩하는 데 사용되는 로컬 V1 표면적이 많을수록 해당 위치의 시야가 더 좋아진다는 결론이다. 연구팀은 “우리의 연구 결과는 시각 인식의 차이가 뇌의 주요 시각 피질 구조의 차이와 불가분의 관계가 있다는 것을 보여준다”고 말했다.
연구는 《네이처 커뮤니케이션》에 실렸다. 원제는 ‘Linking individual differences in human primary visual cortex to contrast sensitivity around the visual field’.
