인간의 지각 요소: 전정기관

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1. 전정기관 지각

전정기관이란, 머리의 회전과 선형 이동을 감지하는 기관으로 인간의 '가속도 센서'라고 부를 수 있다.

전정기관은 머리를 기준으로 신체 각 부분의 놓인 상태를 감지하는 것이 아니라, 머리가 외부 세계와 어떻게 관계를 맺고 있는지를 알려준다는 점에서 고유 감각과 차이점이 있다.

전정기관은 인간의 신체에서 수행하는 기능들을 정리하면 아래와 같다.

- 균형을 유지하는 데 사용할 수 있는 정보를 뇌에 제공

- 눈의 움직임을 조절

 

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2. 전정기관의 인체 생리학

전정기관은 청각과는 아무런 관련이 없지만, 청각 기관과 가까이 위치한 기관이라는 특징이 있다.

별도의 신경 다발이 뇌에 신호를 전달하는 방식인데, 달팽이관 근처에는 머리의 회전 운동, 선형 운동을 감지하는 수용기를 포함한 반고리관과 이석기관이 존재한다.

 

2.1. 반고리관

반고리관은 앞반고리관, 뒤반고리관, 옆반고리관으로 이루어져 있으며, 머리의 회전 운동을 감지한다.

- 앞반고리관: 전후 방향의 머리 회전을 감지한다. 머리를 앞뒤로 끄덕이면 좌우의 앞반고리관이 서로 반대로 기울어진다.

- 뒤반고리관: 좌우 방향의 머리 회전을 감지한다. 머리를 어깨 쪽으로 기울이면 반응하는 고리관이다.

- 옆반고리관: 좌우 회전(수평 회전)을 감지한다. 머리를 좌우로 고개를 돌리면 반응하는 고리관이다.

 

2.2. 이석기관

이석기관은 머리의 선형 가속을 감지하며, 난형낭과 구형낭으로 이루어져 있다.

- 구형난: 수평 가속도를 감지한다.

- 난형난: 수직 가속도를 감지한다.

 

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3. 전정기관 착각

전정기관은 안구의 근육을 포함하여 신체의 변화하는 위치에 반응해 근육 운동을 제어한다.

이 때문에 시각 정보와 인지 지각 정보 사이에 차이가 생길 수 있으며, 이 경우에 멀미, 방향 감각 상실 등의 착각 효과가 나타난다.

 

3.1. 비행 착각 (전이성 착각)

비행 착각은 우리가 흔하게 경험할 수 있는 전정 착각 중 하나이다.

쉽게 말해서 시각적 자극에 의해 자신이 움직이고 있다고 착각하는 것인데, 시각적 자극에 의한 착각이라고 하더라고 결국 지각 자체는 뇌의 전정핵 영역에서 일어나므로 전정기관 착각으로 분류한다.

차량에 탑승한 승객과 이웃한 차량이 움직이기 시작하면 우리는 어떤 느낌을 받을지 생각해 보자.

만약 자신이 탑승한 차량이 이웃한 차량보다 속도가 더 빨라서 이웃한 차량을 추월했다면 어떻게 될까?

마치 이웃한 차량이 자신이 탑승한 차량과 반대 방향으로 가는 것처럼 느껴질 것이다.

이는 선형 비행 착각의 대표적인 예시이다.

회전 비행 착각이라는 개념도 존재한다.

회전 비행 착각의 대표적인 예시가 '귀신 들린 그네'이다.

이는 사람들에게 대형 그네라고 광고했으나, 실제로는 그네 자체는 정지해 있는 상태를 유지한 채로 그네를 중심으로 한 주변의 방이 회전하고 있는 형태로 설계되었다.

 

3.2. 멀미

멀미는 전정 기관 착각을 겪는 사람들을 가장 고통스럽게 하는 대표적인 착각의 효과일 것이다.

가상 세계를 다루는 VR 매체에서도 멀미가 당연히 나타날 수 있으며, 이는 가상의 움직임이 전정 지각 착각을 유발하여 나타난다.

이러한 멀미 가능성을 줄이기 위해서 사용자 주변 시력에 일반적으로 제시되는 시각적 단서를 줄이거나 제거하는 방법을 주로 사용한다.

시야각을 제한하여 주변 시야에 들어오는 시각적 단서를 줄인다거나, VR 환경 내에서 사용자가 주시할 수 있는 고정된 참조점(차량의 대시보드 등)을 제공하여 주변의 변화에 둔감해지도록 유도하는 등이 대표적인 방법이다.

 

3.3. 현기증

현기증은 멀미와 함께 나타나는 대표적인 전정 기관 착각의 효과 중 하나이다.

다만, 현기증은 반드시 시각적 자극 때문에 일어난다고 할 수는 없다.

현기증은 상당한 높이의 절벽에서 주변 지형을 바라보지 않고 그 밑을 내려다보았을 때 가장 쉽게 경험할 수 있다.

이러한 높이로 인한 현기증은 보통 작은 신체 위치 변화(흔들림)에 수반되는 시각적 지각의 결여에서 비롯된다.

 

3.4. 안구 운동 착각

일정한 시간 동안 일정한 속도로 꾸준히 한 방향으로 회전을 한 후에 역회전을 지각하는 것이 안구 운동 착각이다.

일정한 속도로 회전하다가 멈추게 되면 그 반동으로 반고리관이 정상 위치로 갑자기 돌아오면서 순간적으로 역방향으로 회전 중이라는 착각을 겪게 되는 것이다.

 

3.5. 안구 증력 착각

이석 기관이 머리의 기울어짐과 전방 수평 이동을 구분하지 못하면서 발생하는 착각이다.

전방 가속을 겪고 있을 때, 적절하고 확실한 시각적 자극이 존재하지 않는다면 우리는 전방으로 가속하는 것이 아니라 기울어지고 있다는 느낌을 받게 된다.

또한 자신이 앞에 있는 오브젝트보다 더 높이 있다는 느낌도 받을 수 있다.

비행기를 타고 이륙할 때 자신이 느끼는 기울어짐보다 실제로 기울어진 수준이 더 작다는 것이 대표적인 예시가 되겠다.

 

3.6. 온도 안진 착각

전정계를 테스트할 때 주로 사용되는 착각인데, 실내 온도보다 더 뜨겁거나 차가운 물에 외이도를 넣으면 온도 차이로 인해서 가장 가까운 반고리관의 림프액이 조정된다.

이로 인해 머리가 회전하고 있다는 신경 자극이 생성되면서 착각에 따라 눈이 감지된 회전에 대응하고자 움직이게 된다.

 

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4. 전정기관 로컬라이제이션 지각

전정계는 운동 정보를 경우에 따라서 근육에 직접 전달하기도 하지만, 대부분 뇌에 제공하는 일을 수행한다.

또한 정확한 위치에 대한 정보를 전달하는 것보다는 중력을 기준으로 한 신체의 회전과 움직임에 대한 정보를 제공한다.

 

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