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.
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.
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)