심봉사, 심청이 알아 봤을까?…40년만에 시력회복 환자 연구

연극 ‘심청전’의 한 장면. -동아일보 자료사진

보는 것도 어린 시절에 배워야 가능하다는 사실이 연구를 통해 밝혀졌다.

신경과학 학술지인 ‘네이처 뉴로사이언스’ 9월호에는 40년 동안 눈이 멀었던 한 환자가 각막 줄기세포를 눈에 이식받은 뒤 시력을 회복하는 과정을 보여주는 흥미로운 사례 연구가 실렸다. 이 환자는 3살 때 사고로 눈이 멀었던 마이클 메이(43)다.

미국 샌디에이고 소재 캘리포니아대의 아이온 파인 박사팀은 3년 전 각막 줄기세포 이식 수술을 받은 메이의 회복 과정을 추적했다.

메이는 수술 5개월 후 막대의 작은 움직임을 감지하고 간단한 모양을 인식했다. 수술 2년 후에는 형태, 색깔, 움직임을 거의 정상적으로 볼 수 있었다. 하지만 3차원 물체, 특히 사람의 얼굴과 표정을 알아보는 데 어려움을 겪었다. 낯선 얼굴이 여자인지 남자인지 구별하는 실험에서는 70%만 성공했고, 사람의 표정이 기쁜 상태인지, 슬픈 상태인지, 아니면 분명치 않은 상태인지 알아내는 실험에서는 61%만 성공했다.

메이가 왜 이런 어려움을 겪는지 살펴보기 위해 연구팀은 기능성 자기공명영상(fMRI)을 이용해 그의 뇌 활동을 추적했다. 그의 뇌는 단순한 형태, 색깔, 움직임을 볼 때는 정상적이었지만, 얼굴을 볼 때는 보통 사람이 누군가를 알아볼 때 활성화되는 뇌의 특정영역이 쓰이지 않는다는 것을 연구팀은 발견했다.

파인 박사는 눈으로 움직임을 보고 처리하는 능력은 매우 어렸을 때 형성된다고 결론 내렸다. 또 국내 전문가들은 이 사람의 경우 뇌에서 3차원 물체를 보고 처리하는 고등시각 영역이 다른 일에 이미 쓰였을 가능성도 있다고 보고 있다.

이번 연구는 과학자들에게 인간의 시각 시스템이 어떻게 작동하는지 이해하는 데 도움이 될 것으로 보인다.

이충환 동아사이언스기자 cosmos@donga.com