눈먼 시력의 이상한 보기_SciAm May 2010_42

neuroscience

눈먼 시력의 이상한 보기 Uncanny sight in the Blind

[하이라이트]

Some people who are blind because of brain damage have “blindsight”: an extraordinary ability to react to emotions on faces and even navigate around obstacles without knowing they can see anything

큰 뇌의 손상 때문에 눈이 먼 일부 사람들은 “눈먼 시력 blindsight 맹시 盲視 , 광원이나 시각적 자극을 정확히 느끼는 눈먼 사람의 능력/<네이버사전> ”을 가지고 있다: 얼굴들 위의 감정들에 반응하는 그리고 심지어 그들이 모든 것을 볼 수 있는 것을 모르는 대상물체들 주위의 길을 찾아 갈수도 있는 한 비범한 능력이다.

By Beatrice de Gelder

베이트리스 드 겔더

In Scientific American May 2010, pages 42-47

Beatrice de Gelder is professor of cognitive neuroscience and director of the Cognitive and Affective Neuroscience Laboratory at Tilburg University in the Netherlands. She is also on the faculty of the Athinoula A. Martinos Center for Biomedical Imaging in Charlestown, Mass. De Gelder investigates the neuroscience behind processing of faces and emotions and the ways cognition and emotion interact in both healthy and damaged brains.

베이트리스 드 겔더는 인지 신경과학의 교수이며 네덜란드에 있는 틸뷔르흐 대학 소속의 인지 그리고 정서 신경과학 연구소 소장이다. 그녀는 게다가 매사추세츠, 찰스타운에 있는 생체의학 영상촬영에 대한 애티노울라 마티노스 센터 교수이기도 하다. 드 겔드는 얼굴들 그리고 감정들의 뒤늦은 처리 그리고 건강과 손상된 큰 뇌들 양쪽에서 상호작용하는 방식들을 조사하고 있다.

실마리 대념들 Key Concepts

■Some people who are blind because of brain damage exhibit “blindsight”-—responses to objects and images they cannot consciously see.

큰 뇌 손상 때문에 눈이 먼 일부 사람들은 “눈먼 시력”를 들어낸다―그들이 자의적으로 볼 수 없는 대상물체들 그리고 이미지들 쪽에 반응들이다.

■Blindsight can detect many visual features, including colors, motion, simple shapes, and the emotion expressed by a person’s face or posture.

눈먼 시력은 맨눈에 보이는 수많은 특색들을 검출해낼 수 있다. 색깔들, 움직임, 단순 모양새들, 그리고 한 사람의 얼굴 또는 자세를 나타내는 감정 등도 낀다.

■Researchers are mapping the ancient brain areas responsible for blindsight and exploring the limits of this remarkable ability.  —The Editors

연구팀들은 눈먼 시력에 책임이 있는 한 조상의 큰 뇌가 있는 지도를 그려내며  그리고 이런 놀랄만한 능력의 한계성들을 탐색하고 있다. ―편집자들

=============

[※ 옮긴이]

― 이 논설에는 제가 단 한 번도 경험하질 못했던 행위들을 아주 자세하게 다루고 있습니다. 대체로 심리학, 인류학 그리고 사회과학의 범죄를 다루는 행동과학 분야에서, 그들의 행동들을 묘사하는 설명들은, 저로서는 이해하기가 매우 어려웠던 부문들입니다.

― 누구나 자신이 이전에 경험해보질 못한 행위들을 처음으로 흉내 내기란, 여러 번의 거듭된 훈련이 필요할 겁니다. 한 갓난애가 태어나서 “엄마”라고 분명히 표현할 수 있으려면, 적어도 3천 번을 거듭하여 되풀이하게 된다고 합니다. 특히 눈먼 사람들의 맨눈에 보는 것을 자각하지 못하는 측면들을 묘사하는 문장들이 꽤 많아, 이 논설은 [한 한글버전]으로 옮기는 데 어려움이 많았습니다. (관련 논설들은 아래 주소 참조)

==============

http://blog.naver.com/juga6261/20173597039

http://blog.naver.com/juga6261/20173299991

http://blog.naver.com/juga6261/20172718885

http://blog.naver.com/juga6261/20130467403

※ 영문 낱말→ 한글로 대충 정리

amygdala 편도체: 큰 뇌의 일부를 이룬 한 핵이며, 여러 개의 핵들이 모여 있는 핵군을 이룸. 편도를 닮은 모양새에 따라 그 이름을 붙인 것임/<네이버지식백과>

amygdala 편도체: 큰 뇌의 일부를 이룬 한 핵이며, 여러 개의 핵들이 모여 있는 핵군을 이룸. 편도를 닮은 모양새에 따라 그 이름을 붙인 것임/<네이버지식백과>

blind spot 사각지대

blindness 시각상실

blindsight 눈먼 시력

facial electromyography 얼굴 근전계(근전계: 출처 <전자용어사전> 근육이 수축하는 경우에는 생체 전기를 발생한다. 이 근 동작 전류를 측정하는 장치를 근전계라 하고, 근육이나 운동 신경계 등의 진단에 사용된다.)

Large contraction 큰 수축

Lateral geniculate nucleus 옆 무릎처럼 굽은 핵

navigation 돌아다님

Normal sight 정상적인 시력

Patient with blindsight 눈먼 시력 환자

perceptual abilities 운동지각 능력들

Primary visual cortex 1차 맨눈에 보는 큰 뇌 겉껍질

primary visual cortex 일차 시각 겉껍질(V1 이라 부르기도 함)

Pulvinar nucleus 시상 베게 핵 (시상: 가운데 뇌의 역할을 하면서 신경을 전달하는 회백질인 달걀모양새 덩어리)

residual vision 잔존 시력

Retina 망막

Right visual field 오른쪽 맨눈에 보는 마당

Sighted side 시력이 있는 쪽

Small contraction 작은 수축

superior colliculus  위쪽 둔덕

Superior colliculus (SC) 위쪽 신경둔덕; 가운데 뇌의 위쪽에 자리하며, 눈의 운동에 중요한 역할을 함.

============

[그림.1.설명]

자료: DARREN BRAUNd

=============

[한 한글버전]

나의 동료들과 내가 촬영했던 비디오는 놀랍기만 하다. 한 눈먼 남자가 박스들, 의자들 그리고 다른 사무실 용품 paraphernalia 으로써 여기저기 흩여진 한 긴 복도 corridor 를 내려가는 그의 길을 따라가고 있다. 의학계에서 TN 로서 알려진, 그 남자는 거기에 장애물들이 있다는 생각을 하지 못한다. 그리고 여전히 그가, 어떤 전문적인 교묘한 조치들 special maneuvers 을 해놓았던 것인 모두를 모르게, 여기엔 한 휴지통 그리고 벽 사이를 조심스럽게 옆걸음질을 쳐가야 하고 sidling , 저기는 한 카메라 삼각대 주위를 돌아갈, 그들 모두를 피해간다. TN 는 장님일 것이다. 하지만 그는 “눈먼 시력 blindsight”―그의 눈동자들이 그가 전혀 아무것도 볼 수 없는 것임을 모르게 검출해낼 수 있는 뭔가에 반응하는 뚜렷한 능력―를 가지고 있다. [To see the film of the experiment, go to www.ScientificAmerican.com/may2010/blindsight.]  〓 The video my colleagues and I shot is amazing. A blind man is making his way down a long corridor strewn with boxes, chairs and other office paraphernalia. The man, known to the medical world as TN, has no idea the obstacles are there. And yet he avoids them all, here sidling carefully between a wastepaper basket and the wall, there going around a camera tripod, all without knowing he has made any special maneuvers. TN may be blind, but he has “blindsight”—-the remarkable ability to respond to what his eyes can detect without knowing he can see anything at all. [To see the film of the experiment, go to www.ScientificAmerican.com/may2010/blindsight.]

[기초 이론 BASICS]

눈먼 시력이란 뭔가? What Is Blindsight?

사람들에 들어있는 의식의 시야는 이름하여 1차 시력 큰 뇌 겉껍질(아래)의 한 영역에 기댄다. 거기 손상은 맨눈에 보는 마당에 상응하는 자리들에서 실명을 일으킨다. “눈먼 시력”은 환자들이 자신들의 눈먼 자리에서 전시된 한 물품 쪽에 대한 일부 방식에 응답하는 경우에 일어나며, 거기서 그들은 그것을 의식적으로는 볼 수 없다. 한 극적인 데모에서, 이름하여 “TN”이라 부르는 한 환자는 그의 통째의 실명 (오른쪽) 임에도 불구하고 장애물 코스를 돌아다녔다.

맨눈에 보는 통로들 Visual Pathways

망막으로부터 나오는 신호들은 가운데 뇌 속에 들어있는 갓 쪽 무릎처럼 굽은 핵을 통해 1차 맨눈에 보이는 큰 뇌 겉껍질 쪽으로 가서 궁극적으로는 의식의 처리를 위한 더 높은 자리들 쪽으로 가게 된다. 신경들은 게다가 맨눈에 보는 정보를 일테면 가운데 뇌 속에 들어있는 시상 핵 그리고 위쪽 둔덕자리들 쪽으로 보낸다. 이것들의 자리들은 아무런 의식적인 시력을 만들어내는 것 같진 않으나, 일부는 틀림없이 눈먼 시력의 바탕을 이룬다.

―그림 설명에서 (알파벳순)

Blind area 눈먼 자리

Damage 손상부분

Lateral geniculate nucleus 옆 무릎처럼 굽은 핵

Left visual field 왼쪽 맨눈에 보이는 마당

Light 빛줄기

Nerves 신경들

Primary visual cortex 1차 맨눈에 보는 큰 뇌 겉껍질

Pulvinar nucleus 시상 베게 핵 (시상: 가운데 뇌의 역할을 하면서 신경을 전달하는 회백질인 달걀모양새 덩어리)

Retina 망막

Right visual field 오른쪽 맨눈에 보는 마당

Superior colliculus 위쪽 신경둔덕; 가운데 뇌의 위쪽에 자리하며, 눈의 운동에 중요한 역할을 함.

눈먼 사람을 돌아다니게 함 Navigating Blind

환자인 TN 가 눈먼 시력임을 들어낼지도 모름을 의심하는 것은, 로렌스 바이스크란츠 (TN 뒤쪽에 보이는)를 낀 연구자들은, TN 에게 텅 빈 공간이라 일러준, 한 흐트러진 복도를 걸어가게 주문했다. TN 은, 설사 그가 그들을 그리고 그의 구불구불한 통로를 모르고 있었긴 해도, 모든 장애물들을 피해갔다. 그 실험의 비디오는 www.ScientificAmerican.com/may2010/blindsight 온라인에서 볼 수 있다.

자료: keith kasnot (illustration); beatrice de gelder (photograph)

==============

TN 의 실명 blindness 시각상실 은 한 극히 드문 모양새이고, 2003년에 고통을 받았던 두 번의 중풍들 strokes 탓이었다. 그 중풍들은 이름하여 일차 시각 겉껍질 primary visual cortex 이라 부르는 그의 큰 뇌의 뒤쪽에 속하는 한 자리에 상처를 입었다. 처음엔 그의 왼쪽 뇌의 반쪽 공 모양새 hemisphere 위에서 그리고 다섯 주일 후에는 오른쪽의 상처를 입게 되었다. 그의 눈동자들은 완벽하게 건강하였으나, 그의 맨눈에 보는 큰 뇌의 겉껍질은 더는 그가 들어오는 신호들을 받아들이질 못하는 완전하게 눈멀게 되었다.  〓 TN’s blindness is of an extremely rare type, caused by two strokes he suffered in 2003. The strokes injured an area at the back of his brain called the primary visual cortex, first on his left hemisphere and five weeks later on the right. His eyes remained perfectly healthy, but with his visual cortex no longer receiving the incoming signals he became completely blind.

목도를 따라 TN 의 이동하는 이런 연구는 아마도 여태까지 보고된 눈먼 시력의 가장 극적인 데모일 것이다. 일차 시각 겉껍질 쪽에 손상을 입어 시력을 잃게 된 다른 환자들은 덜 극적이지만 똑같이 그 현상―그들이 의식적으로 consciously 보는 사물들 쪽에 반응하기―의 미스터리한 사례이며, 단순한 지리의 모양새들로부터 한 감정을 표현하는 한 사람의 얼굴의 복잡한 이미지에 이르는 범위에 든다. 과학자들은 게다가, 자신들의 시각 겉껍질을 임시로 “스위치 끄기 switching off”아니면 다른 방식들에서 그것을 앞지르기 outfoxing 로 건강한 사람들에서 한 엇비슷한 영향을 유도해냈다. 〓  This study of TN navigating along the hallway is probably the most dramatic demonstration of blindsight ever reported. Other patients who have lost vision because of damage to the primary visual cortex have exhibited less spectacular but equally mysterious cases of the phenomenon—-responding to things they cannot consciously see, ranging from simple geometric shapes to the complex image of a person’s face expressing an emotion. Scientists have also induced a similar effect in healthy people, by temporarily “switching off” their visual cortex or by outfoxing it in other ways.

눈먼 시력 쪽에 요즘 연구는 겉껍질로 눈멀기 cortically blind 에 의하여 계속 지니게 될지도 모르는 운동지각 능력들 perceptual abilities 의 범위를 이해하고 그리고 큰 뇌의 영역들 그리고 신경의 통로들이 책임이 있는 것임을 잣대질하기 위하여 시도하고 있다. 얻어낸 지식은 우리 모두에게 뭔가를 일어준다. 만일 우리가 결코 TN 시력을 닮은 한 비극적인 상처로 고통을 받을 순 없을지라도, 자신도 모르게 보이는 놀라운 능력으로서 그에게 나타는 똑같은 의식 없는 큰 뇌 기능들은 한 거듭되는, 우리가 하는 매일의 경험의 보이질 않는 일부임엔 틀림없다.  〓 Today research into blindsight seeks to understand the range of perceptual abilities that may be retained by the cortically blind and to determine which brain regions and neuronal pathways are responsible. The knowledge being gained says something about us all, because even if we never suffer a catastrophic injury resembling TN’s, the same unconscious brain functions manifest in him as the astonishing ability to see without knowing are surely a constant, invisible part of our own daily existence.

논란꺼리의 역사 A Controversial History

1917년인 오래전에, 의사들은 제1차 세계대전에서 다쳤던 군인들 중에서 눈먼 시력―그땐 이름하여 잔존 시력 residual vision 이라 부르던—과 같은 사례들을 보고했다. 하지만 더 많이 조직된 그리고 역량으로 객관적인 연구를 시작했던 이전에, 반쪽 세기쯤 지났을 때였을 것이다. 처음으로, 로랜스 바이스크란츠 Lawrence Weiskrantz 그리고 그의 제자인 니콜라스 험프리 Nicholas K. Humphrey, 그때 둘은 케임브리지 대학교 소속이었으며, 1967년에 수술로 변형된 원숭이를 연구했다. 그다음, 1973년에, 매사추세츠 기술 연구소 소속의 에른스트 푀펠 Ernst Pöpel, 리처드 헬드 Richard Held 그리고 더글라스 프로스트 Douglas Frost 들은 한 환자의 눈동자 움직임들을 잣대질해서 그가 자각으로 볼 수 있었던 자극제들 stimuli 을 향해 보고 있었던 것임을 발견해냈다.  〓 As long ago as 1917, doctors reported cases like blindsight—-then called residual vision—-in soldiers injured in World War I. Half a century would pass, however, before more organized and objective research into the capacity began. First, Lawrence Weiskrantz and his student Nicholas K. Humphrey, both then at the University of Cambridge, studied surgically altered monkeys in 1967. Then, in 1973, Ernst Pöpel, Richard Held and Douglas Frost of the Massachusetts Institute of Technology measured the eye movements of a patient and found he had a slight tendency to look toward stimuli that he could not see consciously.

[그림.3.설명]

무엇이 감지될 수 있을까? What can be detected?

눈먼 시력은 맨눈에 보는 자세한 것들이 5 에서 15 피트 떨어진 곳으로부터 보였던 약 1/4 크기일 경우에 가장 세게 보인다. 그것은 바탕의 맨눈에 보는 속성들인, 다름과 같은 한 모음 구색 을 감지할 수 있다.

■ Simple shapes 단순한 모양새들

■ Arrays of lines 선분들의 배치

■ Objects appearing or disappearing  모습을 드러내는 또는 드러내지 않는 대상 물체들

■ Movement 움직임들

■ Color 색깔

■ Orientation of lines 선분들의 방향

□ 눈먼 시력은 게다가 한 사람이 설명하게 되는 감정들도 알 순 있으나, 그 사람이 누구인지 또는 그 사람의 성이 뭔지를 모른다.

자료: Anthony Marsland Getty Images (happy); getty images (sad)

=================

이것들의 발견들은 바이스크란츠 와 그의 공동연구팀들에 의하여 더 자세히 수행했던 대부분의 그이들인, 일차 시각 큰 뇌 겉껍질(또한 이름하여 V1 이라 부르는)이 없는 동물들의 계통적인 조사들을 더 앞으로 다그쳤다 spurred. 일련의 연구들은 동물들이 그들의 시각 큰 뇌 겉껍질 (예컨대, 움직임을 검출하기 그리고 모양새들을 구별해내기인)을 없애고 나서 뚜렷한 시각 능력들을 계속해서 유지하고 있는 것임을 확립시켰다.  〓 These discoveries spurred further systematic investigations of animals lacking the primary visual cortex (also called V1), most of them conducted by Weiskrantz and his collaborators. A number of studies established that animals retain significant visual abilities after removal of their visual cortex (for example, detecting movement and discriminating shapes).

바이스크란츠 와 그의 공동연구자들은 게다가 1973년에 한 종양을 제거하는 수술에서 그의 맨눈에 보는 큰 뇌 겉껍질의 부분을 잃어버렸던 DB 로서 알려진 한 사람을 최근에 연구를 시작했다. 하지만 폭넓은 연구 공동체는 최초로 사람의 눈먼 시력의 보고서들을 더 많은 회의론 skepticism 으로써 받아들였다.  〓 Weiskrantz and his co-workers also began studies in 1973 with a person known as DB who had recently lost part of his visual cortex in surgery to remove a tumor. The wider research community, however, initially greeted reports of human blindsight with great skepticism.

눈먼 시력에 관한 불신감 disbelief 은 놀랠만한 것은 아니다. 이치는, 만일 완벽하게 모순이 되질 않을 경우, 그 현상은 직관에 어긋나는 counterintuitive 것인 듯 보이기 때문이다. 결국, 사람들은 그들이 보는 것을 모르게 어떻게 볼 수 있었던 걸까? 꼭 내가 고통을 받고 있는 것을 내가 모르는 것임을 말하기를 이해하지 못하는 것처럼, 겉으로 보기에는, 그것은 게다가 누군가는 그가 눈 먼 것임을 주장할 때 어떤 것을 볼 수 있다고 암시하는 것임을 이해하지 못한다.  〓 Disbelief about blindsight is not surprising, because the phenomenon seems counterintuitive, if not outright contradictory. After all, how could people see without knowing that they see? Just as it does not make sense to say that I do not know if I am in pain, it also does not make sense, on the face of it, to suggest that somebody can see something when he insists he is blind.

아직도 우리는 우리가 볼 수 있는 것을 언제나 알고 있는 것은 아니다. 우리는 우리가 볼 수 없는 것도 언제나 알지 못한다. 본다는 것과 안다는 것 사이의 관계는 우리가 보통 추상하는 것보다는 더욱 복잡하다. 예컨대, 비록 우리가 늘 우리의 시력 또는 그것에 의한 장애가 있는 이런 허점 hole 을 대체로 모르고 있긴 하지만, 정상적인 시력을 가진 사람들은 한 사각지대 blind spot 를 가지고 있다.  〓 Yet we do not always know that we can see. Nor do we always know that we cannot. The relation between seeing and knowing is more complicated than we commonly assume. For instance, people with normal sight have a blind spot, although we are not usually aware of this hole in our sight or handicapped by it.

불신감에 대한 또 다른 이치는 사람의 증거 부족 paucity 그것이었다: 우리가 연구할 수 있는 큰 뇌 겉껍질 눈먼 시력을 가진 대상들이 드물다는 거다. 일차 맨눈에 보는 큰 뇌 겉껍질은 달랑 성인들에서 가로질러 몇 센티미터가 될 뿐이며, 큰 뇌의 손상은 큰 뇌가 계속해서 받아들이는 뭔가에 관한 알찬 연구에 대한 충분한 다른 학제부분들 faculties 을 아직도 그대로 둔 채로 환자의 시력을 잃게 만든 바로 그런 자리로 거의 한정되고 있기 때문이다. 그렇다면, 그 큰 뇌 겉껍질 쪽에 손상을 입은 수많은 환자들이 과학자들이 지난날에 깨닫지 못했던 것보다 눈먼 시력을 훨씬 많이 가지고 있음은 분명하다.  〓 Another reason for disbelief was the paucity of human evidence: subjects with cortical blindness who can be studied are rare. The primary visual cortex is only a few centimeters across in adults, and brain damage is seldom restricted to just that area, knocking out the patient’s vision yet leaving other faculties intact enough for meaningful research on what the brain continues to perceive. Even so, it is now clear that many more patients with damage to the visual cortex have blindsight than scientists realized in the past, and skepticism has abated.

이런 환자들의 대부분은 여전히 일차 맨눈에 보는 큰 뇌 겉껍질 속에 일부 기능하는 것을 가지고 있다. 많은 이들은 자신들의 맨눈에 보는 마당에서 눈먼 시력의 한 작은 섬을 이끌고 있는, 달랑 V1의 한 작은 부분 쪽에만 손상을 입고 있다; 다른 사람들은, 그들의 맨눈에 보는 마당의 절반의 상응하는(반대쪽)을 가로질러 그들을 눈멀게 했던 V1의 절반인, 통째의 왼쪽 아니면 오른쪽을 잃는다. 이런 사례들인 눈먼 시력은, 환자가 그들을 자각으로 볼 수 없는 곳인, 눈먼 자리 속에 들어있는 대상물체들 또는 이미지들을 검출해내는 것과도 관련이 있다.  〓 Most of these patients still have some functioning in the primary visual cortex. Many have damage to only a small part of V1, leading to a small island of blindness in their visual field; others lose the entire left or right half of V1, leaving them blind across the corresponding (opposite) half of their visual field. Blindsight in these cases involves detecting objects or images presented in the blind area, where the patient cannot see them consciously.

사람의 시야 vision 에 대한 관습적인 방법들은 보는 사람들이 감지하는 뭔가의 그들이 하는 말들에 기대왔다. 그러한 방식에서 시험했던 것은, 대상물체들이 자신들의 맨눈에 보는 마당의 눈먼 부분에 있는 어떤 것이나 보고서도 말을 하질 않을 것이다. 하지만 더욱 직접적인 방범들은 이것들의 맨눈에 보이질 않는 자극들이 실제로 한 환자가 반응하는 방법에 영향을 주는 것임을 들어내 보일 수 있다.  Traditional methods for studying vision in humans have relied on the viewers’ verbal reports of what they perceive. Tested in that way, subjects will report not seeing anything in the blind part of their visual field. More indirect methods, however, can reveal that these unseen visual stimuli actually do influence how a patient responds.

일부 실험들에서, 환자들은 분명한 생리적인 바뀜 들 physiological changes 을 보여준다. 일테면 아이들 눈동자들의 속박감 constriction of the pupil, 지각없이 보는 것과 같은 것들이다. 그리고 대상물체들은 눈먼 마당에서 같은 시간에 있게 된 뭔가에 기대는 다치질 않은 맨눈에 보는 마당 intact visual field 에서 들어낸 물건들에 각각 다르게 반응할 수 있다. 네댓의 대체물 품목들이 그 눈먼 마당에 놓이게 되는 어느 것에 짐작이 가는지를 물었을 때, 한 환자는 거의 매번마다 정확하게 대답한다.  〓 In some experiments, patients show clear physiological changes, such as constriction of the pupil, as signs of unconscious seeing. And subjects can react differently to items shown in the intact visual field depending on what is presented at the same time in the blind field. When asked to guess which of several alternative items are displayed in the blind field, a patient may answer correctly almost every time.

또 다른 중요한 실험 연장은 신경촬영법 neuroimaging 이다. 그것은 맨눈에 보는 정보가 전달해주는 눈먼 시력 속에 들어있는 큰 뇌의 영역인 그 경로들에 관한 직접적인 증거를 대줄 수 있다. 큰 뇌의 촬영법은 큰 뇌 겉껍질의 일부 분리된 조각들이 잔류 시력을 설명할지도 모를 낌새들을 오래 끄는 것을 없애주는데 중요한 것이었다.  〓 Another important experimental tool is neuroimaging, which can provide direct evidence about the brain regions involved in blindsight and the pathways that the visual information travels. Brain imaging has been instrumental in dispelling lingering suspicions that some spared pieces of cortex might explain residual vision.

종합적으로, 이것들의 다양한 실험 종류들은 사람들이 맨눈에 보는 자질들 attributes 인, 색깔, 일테면 X 와 O 와 같은 단순한 모양새들, 간단한 옮겨 다님, 그리고 선분들 또는 쇠창살들 gratings 의 방위 orientation 가 낀, 한 폭넓은 범위를 무심결에 unconsciously 감지할 수 있음을 들어냈다. 거대한 모양새들, 아주 미세하게 작은 것도, 감지하기가 어려운 듯하다. 예컨대, 환자들은 만일 그의 선분들이 약 1.5 에서 4.5 미터(5 에서 15 피트)로부터 본 베니션 브라인드들 venetian blinds 납작한 가로대를 엮어서 만든 빛 가리개 쪽과 견줌 될 경우 한 쇠창살의 생김새들을 가장 효과적으로 감지해낸다.  〓 Collectively, these various kinds of experiments have revealed that people can unconsciously detect a wide range of visual attributes, including color, simple shapes such as X and O, simple motion, and the orientation of lines or gratings. Large shapes, as well as very fine detail, seem hard to detect. For instance, patients detect features of a grating most effectively if its lines are comparable to venetian blinds viewed from about 1.5 to 4.5 meters (five to 15 feet).

우리는 1970년대에 바이스크란츠 그리고 험퍼리가 했던 연구에 의하여 TN 와 함께 길을 찾는 실험을 시도하여 영감을 받게 되었다: 일차 맨눈에 보는 큰 뇌 겉껍질이 없는 한 한 원숭이가 물건들로 어수선한 한 방을 그들과 부딪침 없이 자유롭게 돌아다녔다. 그럼에도 불구하고, 우리는 TN 이 복도를 따라 전혀 충돌들을 하지 않고 그의 길을 갔을 때 놀랬다. 그의 의식적인 시야를 분석하기 위하여 개인에 맞춤된 정신물리학 시험들 personalized psychophysical tests 은, 큰 표적들의 감지도 낀, 어떤 맨눈에 보는 기능을 하는 것을 찾아낸 적은 없었다.  〓 We were inspired to try the navigation experiment with TN by research Weiskrantz and Humphrey did in the 1970s: a monkey with no primary visual cortex freely moved around a room cluttered with objects without bumping into any of them. Nevertheless, we were amazed when TN made his way along the hallway with no collisions at all. Personalized psychophysical tests to assess his conscious vision had not found any visual functioning, including detection of big targets.

TN 의 복도를 내려가는 능력은 꿈속의 걸음걸이 sleepwalking 를 연상시켰다. 사람들이 자신들의 행동들의 어떤 의식을 가짐 없이 어떤 방식에서 수행하는 한 능력을 보여주는 또 다른 현상이었다. 실제로, 우리가 이후에 그에게 질문했을 때, 그는 그 복도를 따라 단순히  걸었다고 했다; 그는 달랑 어떤 것을 보는 것을 알지 못했을 뿐만 아니라 그는 게다가 그가 보이지 않는 물건들 주위를 교묘히 움직였던 방법 쪽에 대해서는 분명히 알고 있었다. 그는 설명을 하려고 그리고 심지어 그의 행동들일지라도 묘사하려고 쩔쩔맸다.  〓 TN’s ability to move down the corridor was reminiscent of sleepwalking, another phenomenon in which people exhibit a capacity to perform in some way without having any awareness of their actions. Indeed, when we questioned him afterward, he insisted he had simply walked along the hallway: he was not only unaware of seeing anything but also oblivious to how he had maneuvered around the unseen objects. He was at a loss to explain or even to describe his actions.

감정들에 대한 눈먼 시력 Blindsight for Emotions

돌아다닌다는 것은 한 동물 모습들인 가장 근본적인 일들 중의 하나이며, 그래서 아마도 그것은 당연히 심지어 그 큰 뇌가 일차 맨눈에 보는 큰 뇌 겉껍질 그리고 지각의 시야가  방해를 받게 될 hobbled 때일지라도 돌아다님 navigation 을 뒤받쳐주기 위한 방식들을 가지고  있다는 사실은 놀라운 일은 아닐 것이다. 한 사회적인 종 social species 으로서, 사람들은 게다가 자신들의 생존이 다른 이들과의 성공적인 통신에 기댄다. 그들은 틀림없이 자신들의 제스처들 그리고 생각을 하고 있는 뭔가의 징후들에 따라, 다른 이들을 깨닫게 된다. 마음속으로 그런 생각들을 하면서, 나의 동료들과 나는 1990년대 늦은 때, 만일 큰 뇌 겉껍질의 손상된 사람들이 일테면 한 얼굴위에 감정 또는 자신들의 맨눈에 보는 마당의 쉽게 접근이 어려운 inaccessible 부분들인 한 몸통의 자세 body posture 의 뜻과 같은 맨눈에 보는 장면들을 검출해낼 수 있는 경우가 있는지가 구금했다.  〓 Moving around is one of the most fundamental tasks an animal faces, so perhaps it should not be surprising that the brain has ways to support navigation even when the primary visual cortex and conscious vision are hobbled. As a social species, humans also depend for their survival on successful communication with others. They must recognize other people, along with their gestures and signs of what they are thinking. With such thoughts in mind, my collaborators and I began to wonder in the late 1990s if people with cortical damage could detect visual displays such as the emotion on a face or the meaning of a body posture in the usually inaccessible parts of their visual field.

[그림.4.설명]

[실험들 EXPERIMENTS]

눈먼 시력을 조사하기 Investigating Blindsight

Because total cortical blindness like patient TN’s is rare, studies of blindsight often use patients blind on one side of their visual field. The patient stares at a fixed point while images are presented on each side. The subject may be asked to “guess” what is on the blind side or to press a button on seeing items on the sighted side. Equipment may monitor brain activity and measure involuntary responses such as tiny facial movements and pupil dilation.

환자 TN 와 같은 모두 합친 큰 뇌 겉껍질의 눈먼 실명 blindness 은 드물기 때문에, 눈먼 시력의 연구들은 가끔씩 그들의 맨눈에 보는 마당의 한 쪽이 눈먼 환자들을 이용하게 된다. 그 환자는 이미지들이 각 쪽에 들어나는 동안 한 고정된 지점을 응시한다. 그 대상은 눈먼 이의 옆에 있는 뭔가를 “짐작해서 guess”보았던 쪽 위에 있는 물품들을 보는 것에 한 버턴을 누르게 일러주게 될 것이다. 장치는 큰 뇌의 겉껍질의 활동 그리고 일테면 아주 작은 얼굴 움직임들 그리고 눈동자의 확장과 같은 무의식적인 반응들을 잣대질 할 것이다.

□ 눈먼 시력이 감정들을 볼 수 있을까? Does Blindsight See Emotions?

Patients shown images on their blind side of people expressing emotions correctly guessed the emotion most of the time. Facial muscles used in smiling and frowning reacted in ways that matched the kind of emotion in the unseen image (below, exaggerated). Thus, the emotions were recognized without involving conscious sight. The effect worked with images of faceless bodies as well as faces, implying that patients were recognizing an emotion and not merely mimicking a facial expression unconsciously.

올바르게 표현하는 사람들의 그들 눈먼 쪽 위에 이미지들을 보았던 환자들은 대부분의 그때를 추측해냈다. 웃고 있는 그리고 찌푸리기 한 얼굴 근육들은 보이질 않는 이미지(아래, 과장된)에서 감정의 종류와 일치했던 방식들에 반응했다. 이에 따라, 그 감정들은 의식의 시력을 끼지 않는 것으로 인정되었다. 얼굴 표정이 없는 몸통들뿐만 아니라 얼굴들의 이미지들과 작동된 효과는 환자들이 한 감정을 인정하면서 그리고 무의식적으로 한 얼굴의 표정을 단순히 흉내 내는 것만이 아니었던 것임을 뜻한다.

▲ 눈먼 시력이 큰 뇌 자리들의 어떤 것을 쓰는 걸까? What Brain Areas Does Blindsight Use?

Researchers showed patients gray and purple squares, knowing the superior colliculus region in the midbrain receives no signals from the retina about purple objects. Gray squares but not purple ones triggered signs of blindsight such as greater pupil contractions. These results, along with neuroimaging of the patients in action, imply that the superior colliculus plays a critical role in blindsight.

연구팀들은 환자들의 희색 그리고 자줏빛 네모꼴들을 보여주었다. 가운데 뇌 속에 있는 위쪽 신경둔덕 영역이 자줏빛 대상물체들에 대한 망막으로부터 신호들을 받아내지 못하는 것으로 알려진다. 희색 네모꼴들은 하지만 자줏빛의 것들이 아니며 더 커진 눈동자 수축들과 같은 눈먼 시력의 신호들을 촉발시켰다. 한 행위에서 환자들의 신경촬영에 따라, 이것들의 결과물들은 위쪽 신경 둔덕이 눈먼 시력에서 한 중요한 역할을 하고 있음을 뜻한다.

― 그림 속에서(알파벳순)

Small contraction 작은 수축

Normal sight 정상적인 시력

Blind side 눈먼 쪽

Sighted side 시력이 있는 쪽

Blindsight 눈먼 시력

Large contraction 큰 수축

Patient with blindsight 눈먼 시력 환자

No blindsight 눈먼 시력 아님

Electrodes measuring facial movements 얼굴 움직임을 잣대질하는 전극들

신경 통로들을 그려내기 MAPPING NEURAL PATHWAYS

Researchers are using advanced imaging techniques to attempt to trace the neural pathways that visual information travels in the brain to produce blindsight.

연구팀들은 앞선 촬영 기법들을 써서 맨눈에 보는 정보가 큰 뇌 속에서 눈먼 시력을 만들어내면서 옮겨 다니는 신경 통로들을 따라잡으려고 시도하고 있다.

One such method is a kind of magnetic resonance imaging called diffusion tensor imaging, which relies on water diffusing more rapidly along neurons than across them.

하나의 그러한 방법은 이름하여 확산 텐셔 영상이라 부르는 자기 공명 영상법의 한 종류이며, 가로지르는 뉴런들보다도 뉴런들을 따라 더욱 재빠르게 확산하는 물에 기대면서 촬영한다.

Diffusion tensor imaging has mapped bundles of neurons that may be responsible for blindsight of emotions. The pathway connects the pulvinar nucleus and superior colliculus to the amygdala, which plays a key role in processing emotions.

확산 텐서 영상은 감정들의 눈먼 시력에 책임이 있을 뉴런들의 덩어리들을 그려냈다. 그  통로들은 불룩 튀겨난 핵과 위쪽 신경둔덕을 편도체※ 쪽에 연결한다. 편도체는 감정들을 처리하는데 한 중심 역할을 한다.

============

※ amygdala 편도체: 큰 뇌의 일부를 이룬 한 핵이며, 여러 개의 핵들이 모여 있는 핵군을 이룸. 편도를 닮은 모양새에 따라 그 이름을 붙인 것임/<네이버지식백과>

============

자료: keith kasnot (experiment and eyes); lucy reading-ikkanda (squares)

=================

1999년 우리는 얼굴표정들의 영화장면들을 써는 시험들을 수행하기 시작했다. 시야 연구팀들은 대체로 맨눈에 보는 복합성―쇠창살들 그리고 다른 기본적인 모양새들보다는 처리하기가 훨씬 더 어려운―이 되는 모습들을 생각은 하지만 한 모습은 사람의 큰 뇌가 다루는 바로 그 천연적인 모양새들이란 것이다. 우리가 다룬 환자인, GY 는 어릴 적에 왼쪽의 그의 일차 맨눈에 보는 큰 뇌 겉껍질의 모두를 잃었으며, 그의 맨눈에 보는 마당의 오른쪽에 그가 눈먼 것을 대준다 rendering him blind. 우리는 그가 자각으로 받아들이지 못했던 모습들 위에 들어낸 것 같은 표현을 믿을만하게 추측할 수 있었던 것임을 발견해냈다. 하지만 그는 일테면 개인의 독자성 그리고 성별과 같은 다양한 감정 아닌 측면의 속성들 nonemotional facial attributes 쪽에는 진짜로 눈먼 것으로 보여주었다.  〓 In 1999 we started conducting tests using movies of faces. Vision researchers generally consider faces to be visually complex—-far more difficult to process than gratings and other elementary shapes—-but a face is a very natural form for the human brain to handle. Our patient, GY, had lost all of his primary visual cortex on the left side in childhood, rendering him blind on the right side of his visual field. We found he could reliably guess the expression appearing on faces he did not consciously perceive, but he seemed truly blind to a variety of nonemotional facial attributes such as personal identity and gender.

더 많은 감정들의 눈먼 시력을 연구하려고, 2009년에 우리는, 우리가 보는 것을 다른 이들이 보는 것들 쪽에 한사람이 가진 얼굴 표정들 facial expressions 에 일치시키는 한 경향인, 이름하여 정서적인 질병 emotional contagion 이라 부르는 한 현상을 탐사했다. 연구팀들은 이름하여 얼굴 근전계※ facial electromyography 라 부르는 한 절차에 따라 정서적인 질병을 잣대질한다. 한 대상물체의 얼굴 위에 있는 전극들에 의한 웃는 얼굴 또는 찌푸리는 것도 낀 근육 쪽으로 가는 신경 신호들을 기록한다. 우리는 GY 그리고 DB 위에서 여전히 얼굴들 그리고 행복함 또는 공포를 나타내는 몸통들의 이미지들을 보여주고 있는 동안에 이런 기법을 썼다.  〓 To study blindsight of emotions further, in 2009 we exploited a phenomenon called emotional contagion, a tendency to match one’s own facial expressions to those of others that we see. Researchers measure emotional contagion with a procedure called facial electromyography, by which electrodes on a subject’s face record nerve signals going to muscles involved in smiling or frowning. We used this technique on GY and DB while showing them still images of faces and whole bodies expressing happiness or fear.

=============

※ 근전계: 출처 <전자용어사전> 근육이 수축하는 경우에는 생체 전기를 발생한다. 이 근 동작 전류를 측정하는 장치를 근전계라 하고, 근육이나 운동 신경계 등의 진단에 사용된다

============

모든 자극들은, 이미지가 그 환자의 시력이 있었던 쪽 또는 그의 눈먼 쪽이든 관계없이, 근전도 검사에 의하여 잣대질 된 봐와 같이 정서적인 반응들을 촉발시켰다. 실제로, 놀랍게도, 한 더 볼 수 없는 이미지들은 의식적으로 본 그것들 보다는 더 재빠른 반응을 만들어냈다. 우리는 게다가, 생리적 자극 physiological arousal 의 한 잣대인, 동공 팽창들 pupil dilations 을 감시했다. 보이지 않는 위험한 이미지들은 강력한 효과―겉보기에는 우리가 의식적으로 한 감정 신호를 알고 있는 더 많은, 느림과 약함이 우리가 반응하는 더 많은 것―을 만들어냈다.  〓 All the stimuli triggered emotional reactions as measured by electromyography, irrespective of whether the image was on the patient’s sighted side or his blind side. In fact, surprisingly, the unseen images produced a faster response than those seen consciously. We also monitored pupil dilations, a measure of physiological arousal. The unseen fearful images produced the strongest effect—-seemingly the more we are consciously aware of an emotional signal, the slower and weaker is our reaction.

하나의 학파 school of thought 는 정서적인 전염병 emotional contagion 이, 감정 차체를 깨달을 필요 없이, 사람들은 그들이 보고 있는 표현들을 흉내 내기 때문에 무의식적으로 일어나는 것을 뒤받쳐준다. 하지만 우리가 다룬 환자들이 얼굴들 쪽 뿐만 아니라 게다가 몸통들 (얼굴들을 흐리게 했던 어느 것) 쪽에도 반응했기 때문에 우리는 그들이 감정을 감지하면서 반응하고 있었던 것으로 결론지었다.  〓 One school of thought holds that emotional contagion arises because people unconsciously mimic the expressions they see, without necessarily recognizing the emotion itself. But because our patients reacted not only to faces but also to bodies (which had blurred faces), we concluded that they were perceiving and responding to the emotion.

모두에 대한 눈먼 시력 Blindsight for All

눈먼 시력 연구들에 대한 적절한 환자들의 극히 적은 수효 때문에, 완전히 건강한 큰 뇌들을 가진 사람들 중에서 일시적으로 일어나는 현상을 유도하는 것은 조절된 실험들을 수행하기 위한 한 적당한 연장이다. 하나이 기법은 알지 못하는 사이에 영향을 미치는 이미지들의 쓰임으로 알려진 더 대중적으로 맨눈에 보는“가림 masking”을 쓴다: 실험할 대상이 아주 잠시 동안, 똑같은 자리에 들어있는 한 패턴으로 즉각적으로 따라 일어나기 이전에, 한 맨눈에 보는 자극적인 번쩍임들이다. 그 패턴은 잠시 동안 fleeting 알지 못하는 사이에 영향을 미치는 이미지의 자각하는 영상처리를 방해하면서 interfere with, 그 대상물체를 그것을 보는 것을 자각하여 알지 못하게 내버려둔다. 하지만 실험들은 그것이 보였던 객관적인 증거를 가지런히 놓을 수 있다 tease out. 다른 실험들은 머리 뒤쪽에, 한 기법인 이름하여 머리 자기 자극 transcranial magnetic stimulation 이라 부르는, 자석 마당에 의하여 일시적으로 맨눈에 보는 큰 뇌 겉껍질에 장애를 주게 된다.  〓 Because the number of suitable patients for blindsight studies is extremely small, inducing the phenomenon temporarily in people with completely healthy brains is a valuable tool for conducting controlled experiments. One technique uses visual “masking,” more popularly known as the use of subliminal images: a visual stimulus flashes before the experimental subject very briefly, followed immediately by a pattern in the same location. The pattern interferes with conscious processing of the fleeting subliminal image, leaving the subject with no conscious awareness of seeing it, but experiments can tease out objective evidence that it was seen. Other experiments temporarily disable the visual cortex by applying magnetic fields to the back of the head, a technique called transcranial magnetic stimulation.

심지어 그것이 대상물체가 그것을 의식적으로 받아들이기에 너무 짧게 나타나게 될지라도 또는 머리 자기 자극 transcranial magnetic stimulation 이 그들의 맨눈에 보는 큰 뇌 겉껍질에 장애를 입힐 경우지라도 많은 연구결과들은 건강한 대상물체들이 믿을 수 있게“짐작 guess”할 수 있는 것임을 확인했다. 더욱이 연구는 게다가 정상적인 시력으로 봤던 관측자들이 그들이 의식적으로 볼 수 없는 정서적인 자극들 쪽에 반응하는 방법도 조하해왔다. 심지어 그러한 눈먼 시력 실험들이 잘 이뤄졌다 치더라고, 동물 그리고 사람들에서 연구들은 큰 뇌 겉껍질 아래쪽 subcortex (큰 뇌 겉껍질보다 더 깊고 그리고 더욱 발달이 오랜 큰 뇌의 자리들)에 들어있는 얼개들이 일테면 맨눈에 보는 큰 뇌 겉껍질과 같은 자리들이 자극을 자세하게 분석해놓기에 앞서 적절한 반응들을 주도할 수 있음을 제시했다. 이런 자의적이 아닌 시스템은 정상적인, 대개 큰 뇌 겉껍질인, 처리 과정들과 나란히 작용하는 듯 보인다. 부지불식간에 영향을 미치는 정서의 자극들에 의하여 활성이 된 이것들의 큰 뇌 겉껍질 아래쪽의 자리들은 영구히 눈먼 환자들에서 눈먼 시력에 의하여 감지된 감정들을 처리과정에서 이끌어가는 혐의자들 suspects 이다.  〓 Numerous studies have shown that healthy subjects can reliably “guess” the nature of a stimulus even when it is presented too briefly for them to perceive it consciously or when transcranial magnetic stimulation is disabling their visual cortex. Much research has also investigated how normally sighted observers react to emotional stimuli they cannot see consciously. Even before such blindsight experiments got under way, studies in animals and humans suggested that structures in the subcortex (areas of the  brain that are deeper and more evolutionarily ancient than the cortex) can initiate appropriate responses before areas such as the visual cortex have analyzed the stimulus in detail. This nonconscious system seems to operate in parallel with the normal, predominantly cortical, processing routes. These subcortical areas that are activated by subliminal emotional stimuli are the leading suspects in processing emotions detected by blindsight in permanently blind patients.

아직도 과학자들은 계속하여 이것들의 치료술이 정상적으로 보는 사람들에서 유도된 눈먼 시력인 이것들의 모양새들이 영구적으로 망막 손상을 가진 환자들에 들어있는 눈먼 시력의 진짜 맞먹는 기능인가 아닌가를 논의 중에 있다. 특히, 일테면 알지 못하는 사이에 영향을 미치는 이미지들과 같은, 맨눈에 보는 가림 기법들 visual-masking techniques 은 맨눈에 보이는 큰 뇌 겉껍질을 평상시처럼 정보를 진행케 한다. 하지만 더 의식적인 처리를 방해한다. 결국, 알지 못하는 사이의 영향을 미치는 이미지들의 “눈먼 시력”은, 그것 자체가 갖는 큰 뇌 영역들의 특유의 모음 characteristic assortment 을 낀, 환자들에 속에 들어있는 눈먼 시력으로부터 오는 한 꽤나 뚜렷한 현상이 될 수 있다. 머리 자석 자극은 짐작컨대 큰 뇌 겉껍질의 손상을 가깝게 닮을 듯하지만, 결과물인 눈먼 시력이 실제로 그 같은 신경 경로들을 끼고 있는지 아닌지를 아는 것은 신경촬영법 neuroimaging 인 기법과 겸하는 실험들이 필요하다.  〓 Yet scientists continue to debate whether these temporary forms of blindness induced in normally sighted people are the true functional equivalent of blindsight in patients with permanent cortical damage. In particular, visual-masking techniques, such as the use of subliminal images, permit the visual cortex to process information as usual but interfere with further conscious processing. Consequently, “blindsight” of subliminal images could be a quite distinct phenomenon from blindsight in patients, involving its own characteristic assortment of brain regions. Transcranial magnetic stimulation presumably mimics cortical damage closely, but to know whether the resulting blindsight actually involves the same neuronal pathways requires experiments that combine the technique with neuroimaging.

정반대로, 한 상처를 입고 나서, 한 환자의 큰 뇌 (심지어 한 성인의 큰 뇌일지라도) 그 손실에 대한 보완을 하기 위한 자체를 다시 배선을 시작할지도 모른다. 그러한 신경 가소성

neural plasticity 은 머리 자석 자극법을 써서 연구하게 되는 정상으로 보게 되는 사람들 중에서 나타나질 않는 눈먼 시력에 알맞게 통로들을 잘 태생시켜 줄 수도 있을 것이다. 이것들의 이슈들이 잘 이해되기까지, 상처받은 환자들의 연구들은 큰 뇌 겉껍질이 아닌 영역들 noncortical regions 이 남아있는 시야를 만들어내는 방법을 가늠하기 fathoming 에 중대한 것으로 남아있다.  〓 Conversely, after an injury, a patient’s brain (even an adult’s) may start rewiring itself to compensate for the loss. Such neural plasticity could well create pathways for blindsight that are not present in the normally sighted people who are studied using transcranial magnetic stimulation and visual masking. Until these issues are better understood, studies of patients with injuries will remain crucial for fathoming how noncortical regions produce residual vision.

신경 통로들 Neural Pathways

연구는 아직도 겉껍질로 눈먼 시력에 책임이 있는 신경 얼개들을 온전히 잣대질을 하질 못했다. 하지만 중심 역할을 하는 가장 가능성이 있는 후보는 이름하여 위쪽 둔덕 superior colliculus (SC)라 부르는 한 큰 뇌 영역이다. 그것은 가운데 뇌 midbrain 라 불리는 큰 뇌 겉껍질 아래 부분에 자리한다. 일테면 새들 그리고 물고기들과 같은 포유동물이 아닌 것들에서, 그 SC 는 눈동자들로부터 들어오는 정보를 받아들이는 주된 얼개들이다. 포유동물들에서 그것은 맨눈에 보는 큰 뇌 겉껍질로 빛을 가리게 되긴 하지만, 다른 맨눈에 보는 기능들과 함께, 눈동자 움직임들을 조절하는데 끼이면서 남게 된다. 눈먼 시력은 망막으로부터 일차 맨눈에 보는 큰 뇌 겉껍질을 통과하지 않고 SC 에 이르기까지 옮겨가는 정보를 탐색하게 될 것이다.  〓 Research has not yet fully determined the neural structures responsible for blindsight in the cortically blind, but the most likely candidate to play a central role is a brain region called the superior colliculus (SC), which sits in a part of the subcortex called the midbrain. In nonmammals such as birds and fish, the SC is the main structure receiving input from the eyes. In mammals it is overshadowed by the visual cortex but remains involved in controlling eye movements, among other visual functions. Blindsight would exploit information that travels from the retina to the SC without first going through the primary visual cortex.

지난 해 나의 동료들과 나는 이런 가운데 뇌 자리가 의식적으로 한 동작 action 속에서 감지될 수 없는 한 맨눈에 보는 신호를 옮겨놓는 것에 필수적인 것임을 확인했다. 분명히, 우리는 한 환자가 우리가 그의 보는 쪽 위의 한 네모꼴을 보았을 때마다 그가 한 버턴을 누르도록 시켰다. 어떤 때는 우리가 희색 네모꼴들을 썼고 어떤 때는 우리가 자주색의 것들을 썼다. 우리는 망막 속에 들어있는 원뿔 세포를 빛을 검출하는 달랑 하나의 유일한 모양새가 검출해내는 한 보랏빛 색깔 purple hue 을 선택했다. SC 가 그런 모양새로부터 아무런 정보입력들을 받아내지 못함을 알고 있는 색깔이었다; 그것은 이런 보랏빛 쪽엔 눈이 멀다.  〓 Last year my colleagues and I showed that this midbrain area is essential for translating a visual signal that cannot be consciously perceived into an action. Specifically, we had a patient press a button whenever we showed him a square on his sighted side. Sometimes we simultaneously presented a square on his blind side. Sometimes we used gray squares and sometimes purple ones. We chose a purple hue that only one type of light-detecting cone cell in the retina detects, knowing that the SC receives no inputs from that type; it is blind to this purple.

우리가 다룬 환자의 눈먼 쪽 위에 놓인 한 희색 네모꼴은 그의 반응을 가속화시켰으며 그의 동공들을 더욱―그 자극을 처리하는 한 신호―조이게 만들었으며 그와는 다르게 한 보랏빛 사각형은 어떤 효과도 없었다. 달리 말하자면, 그는 희색 자극들의 눈먼 시력을 나타냈으나 자줏빛 네모꼴들은 아니었다. 큰 뇌의 스캔들은 그의 SC가 그의 눈먼 쪽 위에 희색 자극에 의하여 달랑 가장 강력하게 활성화되었을 뿐임을 보여주었다. 가운데 뇌 속에 들어있는 일부 다른 자리들은 SC 대신에 눈먼 시력을 끼고 있는 것임을 의심나게 했다. 하지만 우리의 실험에서 그들의 활동은 눈먼 시력의 존재 쪽과는 관계가 없는 듯 보였다.  〓 A gray square on our patient’s blind side accelerated his response and made his pupils constrict more—-a sign of processing the stimulus—-whereas a purple square had neither effect. In other words, he exhibited blindsight of gray stimuli but not purple ones. Brain scans showed that his SC was most strongly activated only by the gray stimulus on his blind side. Some other areas in the midbrain have been suspected of being involved in blindsight instead of the SC, but in our experiment their activity seemed unrelated to the occurrence of blindsight.

이런 발견들은 SC가 사람의 큰 뇌 속에서 한 감각 처리(시력) 그리고 모터 처리(환자의 행동을 이끌어내는)사이의 접속기 interface 로서 작동하는 것임을 보여준다. 이에 따라 큰 뇌 겉껍질 그리고 통째로 바깥인 의식적인 맨눈에 보는 실험을 낀 통로들로부터 명확하게 분리된 한 방식인 시각적으로 안내를 받게 된 행동 쪽을 거들게 된다. 사람들에 의하여 내보이는 감정들의 눈먼 시력은, 일테면 작은 뇌 편도체 amygdala 와 같은, 가운데 뇌 속에 들어있는 다른 자리들도 SC 를 끼고 있다.  〓 These findings show that the SC acts in the human brain as an interface between sensory processing (sight) and motor processing (leading to the patient’s action), thereby contributing to visually guided behavior in a way that is apparently separate from the pathways involving the cortex and entirely outside conscious visual experience. Blindsight of emotions displayed by people also involves the SC as well as other areas in the midbrain, such as the amygdala.

눈먼 시력은, 한 사람이 보는 것을 영문도 모르고 보는 것의 역설적인 생각으로 흥미를 끌게 하는, 철학자들로부터 많은 관심을 가로채 왔다. 물론, 그 생각은, 만일 “본다는 것 seeing”이 늘 “의식적으로 보이는 것 consciously seeing”을 뜻하는 것으로 촬영될 경우, 달랑 한 역설일 뿐이다. 그러한 고정된 사고방식 mind-set 은 과학자들에 의하여 눈먼 시력의 합의를 이끌어내는 쪽에 한 장애물 stumbling block 이었으며, 사람의 인식을 무의식적으로 보는 것의 역할을 이해는 과정을 지연시켜왔다.  〓 Blindsight has captured a lot of attention from philosophers, who are intrigued by the paradoxical idea of seeing without knowing that one sees. The idea, of course, is only a paradox if “seeing” is always taken to mean “consciously seeing.” That mind-set was a stumbling block to acceptance of blindsight by scientists, delaying progress in understanding the role of unconscious seeing in human cognition.

그것은 게다가 시력의 큰 뇌 겉껍질 바탕의 손실로 고통을 받고 있는 환자들에게도 한 장애가 될 수 있으며, 자신들의 매일 삶에서 자신들의 잔류 맨눈에 보는 기법들의 잠재력을 풀어놓음으로부터 그들을 보호할 수 있다. 예컨대, TN 는 한 눈먼 사람으로서 자신을 보고 있고 ,그리고 그는 종합적으로 그가 그것을 모르게 볼 수 있음을 확신했을 때까지 흰 지팡이 white cane 에 기대게 된다. 훈련은 게다가 도움을 줄 것이다. 매일 자극을 받은 석 달 후에야, 큰 뇌 껍질로 눈먼 환자들은 자신들의 눈먼 마당에 있는 표적물들을 감지하는 것이 더 좋아졌다. 눈먼 시력의 대단히 많은 다른 특징들처럼, 현실적인 환경조건에서 훈련을 받는 것이 개선된 돌아다님 기량들을 이끌어낼 수 있었던 건지 아닌지는, 앞으로의 연구에 대한 한 의문이다.  〓 It can also be a stumbling block for patients suffering from cortex-based loss of vision, preventing them from unlocking the potential of their residual visual skills in their everyday lives. For example, TN views himself as a blind person, and he will remain totally dependent on his white cane until he is convinced he can see without knowing it. Training may also help. After three months of daily stimulation, cortically blind patients were better at detecting targets in their blind field. Whether training in realistic conditions could lead to improved navigation skills is, like so many other features of blindsight, a question for future research. ■

/주승환 2012/12/20  23 : 45

1차 수정 2012/12/23  12: 16

[더 읽을거리]

Unseen Facial and Bodily Expressions Trigger Fast Emotional Reactions. Marco Tamietto et al. in Proceedings of the National Academy of Sciences USA, Vol. 106, No. 42, pages 17661–17666; October 20, 2009.

Collicular Vision Guides Nonconscious Behavior. Marco Tamietto et al. in Journal of Cognitive Neuroscience, Vol. 22, No. 5, pages 888–902; May 2010.

Affective Blindsight. Beatrice de Gelder and Marco Tamietto in Scholarpedia, Vol. 2, No. 10, page 3555; 2007. Available at www.scholarpedia.org/article/Affective_blindsight

Helen, a Blind Monkey Who Sees Everything. Video from 1971. Available at bit.ly/blindsightmonkey

=====================