색맹이 부러워하는 초능력 ‘사색자’ + 색맹만 볼 수 있는 숫자

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색맹이 부러워하는 초능력 ‘사색자’ + 색맹만 볼 수 있는 숫자

인간이 색깔을 자세히 구별할 수 있는 것은 망막 위에 존재하는 약 700만 개의 원추세포 덕분이다. 대개의 사람들은 세 종류의 원추세포를 지닌다.

이 세 종류의 원추체 중 하나에 이상이 있어 단 두 종류의 원추세포만을 가진 이가 색각이상자(색맹)이다. 색맹 중 가장 흔한 경우는 녹색을 인식할 수 없는 녹색각 이상과 빨강과 녹색을 구분하지 못하는 적색각 이상이다. 또 특이하게 세 종류의 원추세포에 모두 이상이 생겨서 색깔 자체를 인식하지 못하는 전색각 이상도 있다.


한 종류의 원추세포는 대략 100가지 정도의 농담 차이를 구별할 수 있다. 따라서 세 종류의 원추세포를 가진 일반인들은 100의 3제곱, 즉 100만 가지의 색깔을 구별해낼 수 있다. 그에 비해 두 종류의 원추세포를 가진 색맹이 구별할 수 있는 색은 100의 2제곱인 1만 가지로 줄어든다.



이처럼 원추세포가 두 종류밖에 없는 이를 정상인 삼색자(三色者, trichromat)와 구별해 이색자(二色者, dichromat)라고 한다. 거의 모든 동물은 이색자이며, 인간의 색깔 구분 능력과 대적할 수 있는 동물은 새들과 자외선 영역을 감지할 수 있는 일부 곤충뿐이다.

그런데 보통 사람들보다 100배나 많은 색깔을 구별할 수 있는 사색자(四色者, tetrachromat)들이 최근에 발견되고 있어 화제다. 사색자는 색을 구별하는 원추세포를 한 종류 더 가지므로 100의 4제곱인 1억 가지의 색깔을 구별할 수 있다.

사색자의 존재가 최초로 확인된 것은 2010년 영국 뉴캐슬대학의 신경학자 가브리엘데 조던 박사팀에 의해서다. 연구진은 색맹이 흔한 것처럼 4개의 원추세포를 가진 사색자도 흔할 것이라 생각해 연구에 착수했다.

하지만 분명히 사색자의 여건을 갖춘 이들을 연구진이 찾았음에도 불구하고 그것을 검증하는 과정은 쉽지 않았다. 왜냐하면 네 종류의 원추세포를 지녔다 해도 어린 시절 어떤 시지각 자극에 노출되느냐에 따라 완전히 다른 시지각 능력을 가질 수 있기 때문이다. 따라서 사색자라 할지라도 특별한 훈련이나 경험을 겪지 못하면 남들과 다른 색깔 인식 능력을 지니지 못할 수 있다. 즉, 색을 감지하는 능력은 전적으로 개인적 능력인 셈이다.

조던 박사팀은 무려 20년간의 연구 끝에 마침내 완벽한 사색자를 발견했다. 영국 북부에 사는 의사인 이 여성은 ‘cDa29’라는 실험실의 명칭으로만 세상에 공개됐다.

색맹이 X염색체가 하나뿐인 남성들에게서 더 많이 나타나듯이, 사색자는 두 개의 X염색체에 모두 변이가 있어야 네 종류의 원추세포를 가지게 되므로 이론적으로는 여성들 중에서만 존재할 수 있다. 색을 인식하는 원추세포의 유전자는 X염색체에 존재하기 때문이다.


온라인 웹사이트를 운영하는 사색자

그런데 최근 새로운 또 한 명의 사색자 근황이 알려져 화제가 되고 있다. 그 주인공은 2012년에 사색자임이 확인된 콘세타 안티코라는 여성이다. 그림을 가르치는 화가인 안티코는 최초의 사색자와는 달리 실명 공개는 물론 자신의 이름을 딴 온라인 웹사이트를 개설해 사색자에 대한 정보를 제공하는 등 활발한 활동을 벌이고 있다.

콘세타 안티코가 직접 그린 밤하늘의 은하수.
ⓒ concettaantico.com
여기 홈페이지 들어가보면 이 분이 그린 그림 더 볼 수 있음

그녀가 이처럼 사색자 연구에 협조적인 것은 자신의 딸이 색맹이기 때문인 것으로 알려졌다. 미국의 과학전문매체 ‘파퓰러 사이언스’에 의하면, 안티코는 딸의 색맹이 자신이 돌연변이를 물려주었기 때문에 생긴 것이라고 믿고 있다.

따라서 과학자들이 사색자를 이해할 수 있게끔 그녀가 도울수록 색맹 연구 및 치료의 가능성이 더욱 커질 수 있다. 안티코를 담당하는 과학자들도 사색자들의 유전적 원리 및 일반인과 완전히 다른 그들의 시지각 능력을 이해하게 된다면, 색맹 치료를 비롯해 우리가 아직 모르고 있는 색깔의 시각적 처리에 대한 비밀을 풀게 될 것으로 기대하고 있다.

그럼 사색자의 눈에는 세상이 과연 어떤 색감으로 보이게 될까. 콘세타 안티코는 나뭇잎을 볼 때 그저 녹색만 보이지 않는다고 털어놓았다. 가장자리를 따라 주황색과 붉은색, 자주색이 보이며, 잎의 그림자 부분에서는 짙은 녹색 대신 보라색, 청록색, 파란색이 보인다는 것. 마치 인상파 화가의 작품처럼 온 세상의 색이 모자이크 처리가 되어 있듯이 보이는 모양이다.

색각이상 대조 테스트

맨 위에 있는 정상색각과 같게 보이는 사진이 있다면 안과에 가봐야한다.

아래 사진들 하나 보이거나 안 보인다고 나 어떡해 ㅠㅠ 하면 안 됨 (화면 문제일 수 있음)
전부 다 차근차근 테스트해보고 그래도 이상하면 병원 ㄱㄱ
화면 필터 끄고 보렴


색약자의 2/3가 생활에 불편을 느끼고 전색맹의 99%가 불편함을 느낀다고하니 병원에 방문해보는 것이 좋음
치료는 안 되지만 도움은 받을 수 있다고 함

182 - 일반인
8 - 적록색각이상
12 - 청황색각이상

정상자 및 전색약 색맹자는 읽지 못하나, 이상자는 대부분 5로 읽는다
눈알 빠지게 쳐다보면 보이는데? 하는 사람들은 이걸로 다시 봐

이것도 안 보여야 정상이고 적록색맹(약)자는 5로 읽는다

적색맹자와 강한적색약자는 보라색 숫자만 6으로 읽고, 녹색맹자와 강한녹색약자는 적색 숫자 2만 읽음, 약한적색약자는 26을 모두 읽지만 2는 흐리게 읽고 약한녹색약자는 26을 모두 읽지만 6은 흐리게 읽는다.


https://newspeppermint.com/2016/09/11/m-tetrachromat/

보통 사람보다 100배 더 많은 색상을 보는 여성

보통 사람보다 100배 더 많은 색상을 보는 여성
콘세타 안티코가 나뭇잎을 볼 때 그녀의 눈에는 그저 녹색만 보이지 않습니다. “가장자리를 따라 주황색, 붉은색, 자주색이 보입니다. 잎의 그림자 부분에서 당신은 짙은 녹색을 보겠지만 나는 보라색, 청록색, 파란색이 보여요. 마치 색이 모자이크 되어 있는 것처럼 말이지요.”

안티코는 자신이 인상파 화가이기 때문에 이 색들을 보는 것이 아닙니다. 그녀는 색을 구별하는 세포를 한 종류 더 가진 사색자(tetrachromat)입니다. 안티코는 특정한 파장을 흡수해 그 신호를 뇌로 전달하는 원추세포를 한 종류 더 가지고 있습니다. 보통 사람들은 세 개의 원추세포를 가지고 있으며 이를 통해 약 백만 가지 색깔을 구분합니다. 그러나 안티코는 네 개의 원추세포를 가지고 있으며, 보통 사람들은 알지 못하는 대략 1억가지의 색의 차원과 뉘앙스를 볼 수 있습니다. “사람들이 얼마나 적은 수의 색깔 만을 보는지가 내게는 충격이죠.”

사색자는 눈에 더 많은 수용체를 가지고 있지만 그들의 뇌는 보통 시력을 가진 사람들과 같은 방식으로 연결되어 있습니다. 그럼 뇌는 어떻게 해서 안티코처럼 더 많은 색깔을 보도록 바뀔 수 있었을까요? 다른 모든 일에서처럼, 특히 신경 전달 경로의 경우, 훈련이 완벽을 만듭니다.

오랬동안, 연구자들은 사색자가 실제로 존재하는지 확신하지 못했습니다. 만약 그들이 존재한다면, 그들은 두개의 X 염색체를 가진 이들 중에만 존재해야 합니다. 이는 색깔을 인식하는 유전자가 X 염색체에 존재하기 때문입니다. 일반적인 사람들은 붉은 색, 녹색, 푸른 색에 맞추어진 세 개의 원추세포를 가지고 있습니다. X 염색체가 이를 결정합니다. 대부분의 남자들은 X 염색체를 하나 가지고 있으며, 역시 대부분의 여자들은 X 염색체를 두 개 가지고 있습니다. X 염색체에 문제가 생길 경우 그 사람은 더 많은 색깔 혹은 더 적은 색깔을 보게 됩니다. 이때문에 색맹은 남자들에게 더 많이 나타납니다. (하나 뿐인 X 염색체에 돌연변이 가 생겼을 때입니다). 한편 이론적으로는 두 개의 X 염색체에 모두 변이가 있다면, 그녀는 셋이 아닌 네 개의 원추세포를 가지게 됩니다.

안티코가 바로 이런 경우입니다. 연구자들은 2012년 그녀가 사색자임을 확인했습니다. 인류 중 사색자의 비율은 1% 정도로 추정되고 있습니다. 그러나 이를 실험적으로 확인하는 것은 쉬운일이 아닙니다. “사색자가 인식하는 색과 보통 사람이 인식하는 색의 차이는 보통 사람과 색맹의 차이만큼 크지 않습니다.” 캘리포니아 대학 어바인 캠퍼스 수리 행동과학 연구소의 인지과학자 킴벌리 제임슨의 말입니다. 그녀와 리노에 있는 네바다 주립대의 동료 알리사 윙클러는 사색각을 이해하기 위해 안티코를 약 1년간 연구했습니다. 제임슨은 이들의 색 인식차이는 매우 작기 때문에 발견이 쉽지 않다고 말합니다. 또한 지금 사용되는 테스트는 붉은 색, 녹색, 푸른 색의 세 가지 색 이상의 염료를 바탕으로 만들어진 것이 아닙니다.

안티코의 유전자를 볼 때, 제임슨은 안티코의 네 번째 원추세포가 “붉으스름하며 오렌지 빛을 띤 노란 색”을 흡수하지만, “그녀에게 이 색이 어떻게 보일 지는 지금으로선 알 수”없다고 말했습니다. 이 영역의 파장에 맞추어진 테스트가 없기 때문에 사색자를 실험적으로 검증하는 것은 여전히 어려운 일입니다.

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무지개 계곡, ConcettaAntico.com

제임슨과 윙클러는 사색자의 뇌가 어떻게 동작하는지를 알기 위해 더 많은 사색자를 찾아 나섰습니다. 제임슨은 사람들이 개념을 어떻게 형성하고 이야기하는지에 흥미를 가지게 되었습니다. 특히, 그들이 매우 폭넓게 변하는 세상을 인식하는 방법에 대해 그랬습니다. “레티나에 한 종류의 원추세포가 더 있다면, 시각 신호가 망막에서 뇌로 전달되는 방식은 훨씬 더 복잡해 집니다. 우리는 이 과정이 어떻게 일어나는지 이해하고 싶었습니다.” 이는 뇌가 특정한 신호를 반복해서 받을 때 뇌세포가 어떻게 연결되는지와 연관이 있습니다. 이 개념은 뇌가소성이라 불립니다. 동물과 인간을 대상으로 이루어진 뇌가소성 연구들은 같은 시지각 능력을 가진 이들이라 하더라도 어린 시절 어떤 시지각 자극에 노출되느냐에 따라 완전히 다른 시지각 능력을 가지게 됨을 보여줍니다. 연구자들은 아직 원인을 알지 못합니다. “한 가지 가능성은 뇌가 그 신호를 어떻게 사용하는지를 배운다는 것입니다. 연결이 적절한 부호를 만들고, 이 부호가 피질에서 해석되게 됩니다.”

따라서 비록 수많은 사색자들이 이 세상에 있지만, 그들은 특별한 훈련을 받지 못했고, 따라서 남들과 다른 색깔 인식능력을 가지고 있지 못할 수 있습니다. 이런 점에서 안티코는 매우 드문 예입니다. “나는 다섯 살 때 부터 달랐어요. 일곱 살 때 그린 그림에서 나는 색깔에 매우 매혹되었어요.” 수년 동안 그녀는 특별한 색깔을 볼 수 있었고 따라서 그녀의 뇌는 그녀가 사색자의 능력을 발휘할 수 있도록 연결되었습니다.

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이 고양이의 야옹, ConcettaAntico.com

안티코 역시 사색각 연구를 통해 바라는 것이 있습니다. 5년 전, 안티코의 딸이 일곱 살일 때, 가족들은 그 아이가 색맹이라는 것을 알게 되었습니다. “나는 아이의 색맹이 나와 관계있을 것이라 생각할 수 없었어요. 하지만 그 아이의 색맹은 나 때문이었어요. 내가 돌연변이를 물려주었죠.” 그녀가 과학자들이 사색각을 이해할 수 있게 도울수록, 과학자들이 그녀의 딸과 같은 경우를 도울 수 있게 될 가능성이 커집니다. “만약 우리가 사색각이 될 유전적 가능성과 그들의 인식이 어떻게 달라지는지를 이해하게 된다면, 우리는 우리가 아직 모르고 있는 색깔의 시각적 처리에 대해 많은 것을 알게 될 것입니다.”

한편 안티코는 우연히 색맹을 도울 수 있는 다른 방법을 발견한 듯 합니다. 그녀는 20년 넘게 그림을 가르쳐온 예술가이며 자신의 학생 중 색맹인 이들이 있었습니다. “그들의 예술작품을 살펴보면, 그들이 다른 색맹과 달리 색깔에 대해 매우 좋은 감각을 가지고 있음을 알 수 있습니다.” 제임슨의 말입니다. “어쩌면 안티코는 매우 어린 나이에 색깔의 차이를 알게 되었기 때문에 색맹인 이들을 도울 수 있는 어떤 색의 이해와 관련된 능력을 가지게 되었을 수 있습니다.” 이 가설은 물론 실험적으로 증명되어야 하지만, 제임슨은 뇌가소성이 허용하는 범위 안에서 훈련을 통해 사람들의 색에 대한 지각능력이 향상된다는 아이디어에 흥미를 가지고 있습니다.

그녀는 연구자들이 사색각을 이해하는 데 돕는 일 뿐 아니라, 색맹을 위한 예술학교를 여는 일과 자신이 사색각인지를 알 수 있는 온라인 웹사이트를 만드는 일을 계획하고 있습니다. “나는 죽기 전에 사색주의(tetrochromatism)를 확실히 정의하고 싶습니다. 세상에는 더 많은 사색자들이 있을겁니다. 사색주의를 정의하는 일에 도움이 되고 싶습니다.”

(파퓰러 사이언스)