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정보통신 연구기구: NICT 첨단 연구
CiNet (4)
3차원 시각 정보에 대한 통합기구 해명

반 히로시(番 浩志) / 뇌 정보통신융합연구센터 연구원
; 2008년 교토대학원 졸업 후 교토대학 조교수, 영국 유학 등을 거쳐 2013년부터 현직에 재직. 오사카대학원 생명기능연구과의 초빙 준(准)교수 겸임. 입체시와 물체시에 관련된 뇌기능 이미징 연구에 종사하고 있다.

일상생활의 공간은 3차원 세계이지만, 그것을 보는 인간의 망막은 2차원적 평면이다. 인간은 어떻게 3차원 공간을 인지하는 것일까? 뇌 정보통신융합연구센터(CiNet)는 이 과제에 대한 연구를 진행 중이다.

뇌 안에서는 3차원 인식의 다양한 단서를 통합해, 복잡하고 정교한 계산이 이루어진다. 이 때의 단서라는 것은, 예를 들어, 양안시차(Binocular parallax), 음양 및 운동, 표면의 질감이나 촉각, 물체 간의 크기 관계, 중첩, 배치 등이다.

그렇다면 이와 같은 다양한 단서들을 통합하는 정보 처리 메커니즘은 뇌가 형성될 때부터 가지고 있는 기능인 것일까? 놀랍게도 어린아이가 어른과 동일하게 다양한 단서들을 통합할 수 있게 되는 시기는 10.5~12세 정도로, 즉, 오랜 발달 과정이 필요하다는 것이 밝혀졌다.

그러나 언어의 경우에는 수 년 안에 말을 하는 것이 가능해지는데, 3차원 공간 인지는 왜 이 정도로 오랜 시간이 걸리는 것일까? 그 하나의 가설로는, 뇌 안에서 통합이 이루어진다고 해도, 어린아이는 시각적 경험의 부족 등의 이유로 그 통합된 정보의 파악이 안 될 가능성이 있다. 또한, 뇌가 아직 발달하지 않았기 때문에 애초에 통합이 불가능했을 가능성도 생각할 수 있다.

CiNet에서는 이러한 가설들 중 어느 것이 맞는지를 검토하기 위해 fMRI(기능적 자기공명단층촬영장치)를 통해 뇌기능 분석을 시행했다. 그 결과, 10.5세경에 V3B/KO라고 불리는 뇌의 시각피질(Visual Cortex)시각 정보처리가 이루어지는 뇌 단위 중 하나)에 변화가 일어나, 3차원 인식에 필요한 단서들의 통합이 이루어지게 되는 것이 밝혀졌다.

어린아이는 어른과 동일하게 세상을 보고 있지 않다(볼 수 없다)라는 결과는 사회적으로 시각 정보의 이용 및 활용에 여러 가지 시사점을 제공한다. 예를 들어, 가상현실과 같이 복잡하고 다양한 3차원 인식을 위한 단서들이 포함된 영상을 몇 살 정도부터 보이기 시작해야 할지 등의 문제에 시사점을 제공할 수 있는 것이다.

앞으로, V3B/KO 영역의 뇌활동을 보다 정확하게 이론화할 수 있다면, 인간의 현장감 및 입체감을 정량화하는 새로운 영상 평가 지표가 만들어질 가능성이 높다. CiNet의 뇌 연구가 쾌적한 생활 공간을 형성하는 기술에 공헌 할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

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