What are those colors you see when you rub your eyes? - Paul CJ Taylor

번역: Sunghan Kim 검토: DK Kim

1600년대 후반에 아이작 뉴턴이 한 실험들은

In the late 1600s, Isaac Newton conducted a series of experiments

that broke the two most fundamental rules of eye safety—

눈 안전에 가장 기본적인 규칙 두 가지를 깨는 실험들이었습니다.

in one, he stared at the sun,

하나는 태양을 쳐다보는 것이고,

and in the other he stuck a needle under his eyeball.

다른 하나는 안구 아래쪽으로 바늘을 밀어 넣는 것이었습니다.

Newton was hoping to better understand the lights and colors

뉴턴은 눈을 감았을 때 가끔 나타나는 빛과 색을

that sometimes appear when your eyes are closed.

더 잘 이해하고 싶었습니다.

If you've ever sat around an evening campfire or, unlike Newton,

저녁에 모닥불 주위에 앉아 있거나

뉴턴과 달리 무심코 태양을 바라본 적이 있다면

unintentionally glanced at the sun,

you may have noticed illuminated patterns briefly dance along your vision

빛나는 무늬들이 눈 앞에서 잠시 춤을 추다가

before fading into darkness.

어둠 속으로 사라지는 것을 본 적이 있을 것입니다.

So how do these visual illusions, known as afterimages, form?

잔상이라고 하는 시각적 환상은 어떻게 형성되는 것일까요?

Inside the retina, specialized cells called photoreceptors

망막 내부에는 광수용체라는 특수한 세포들이

take in light and turn it into a signal the brain can understand.

빛을 받아들여 뇌가 이해할 수 있는 신호로 바꿉니다.

Photoreceptors contain thousands of molecules called photopigments,

광수용체에는 광색소라는 분자가 수천 개 들어 있는데

which are sensitive to particular colors.

이들은 특정 색상에 민감합니다.

When a light-photon strikes a pigment, part of the photopigment’s structure,

광자가 색소에 닿으면

광색소의 구조 중 하나인 크로모포어가

known as chromophore,

absorbs the energy by temporarily altering its molecular structure

일시적으로 분자 구조를 바꿈으로써 에너지를 흡수하게 되는데

in a process called bleaching.

이를 표백이라고 합니다.

This reconfiguration induces a cascade of chemical reactions

이러한 재구성은 연쇄적인 화학 반응을 유도해서

that route an electrical pulse to the brain.

전기 신호를 뇌로 전달합니다.

And once your brain assembles the signals

여러분의 뇌가

from approximately 200 million photoreceptor cells,

광수용체 세포 약 2억 개에서 온 신호를 조합하면,

you see an image.

여러분은 물체를 보게 됩니다.

So how does this lead to an afterimage?

그럼 이게 어떻게 잔상으로 이어질까요?

Scientists aren't quite sure,

과학자들은 확실치 않지만,

but a leading theory suggests that photoreceptors may be to blame.

주요 이론에 따르면 광수용체가 원인일 수 있습니다.

Looking at something bright causes many pigments in a photoreceptor to bleach.

밝은 것을 바라보면 광수용체의 많은 색소가 표백됩니다.

In this state, photopigments can't absorb light well and need to regenerate.

이 상태에서는 광색소가 빛을 잘 흡수할 수 없으며,

재생이 필요합니다.

However, it's believed that photoreceptor cells momentarily continue to fire

그런데 광수용체 세포가 순간적으로 계속 발화하여

and to send signals to the brain,

뇌에 신호를 보내서 타오르는 모닥불을

transforming the blazing campfire to a bright pattern as you close your eyes.

눈을 감았을 때 나타나는 밝은 무늬로 바꾸는 것 같습니다.

This is known as a positive afterimage.

이를 양성 잔상이라고 합니다.

Positive afterimages normally fade within a few seconds,

양성 잔상은 보통 수초 내에 사라지며

and, under certain conditions,

특정 상황에서는 음성 잔상으로 대체될 수 있습니다.

can be replaced by what is known as a negative afterimage.

The original colors appear to be swapped for their approximate complement:

음성 잔상에서는 원래 색상이 보색으로 나타납니다.

blue with yellow, red with cyan, green with magenta.

파란색은 노란색으로, 빨간색은 청록색으로,

녹색은 자홍색으로 바뀝니다.

If you fixate on a bright image of a green flower on a yellow background,

만약 노란 배경에 초록색 꽃이 있는 밝은 영상을 한동안 응시한 후

then glance at a white screen, or close your eyes,

흰색 화면을 쳐다보거나 눈을 감으면

you will see a negative afterimage of a magenta flower on a blue background.

파란색 배경에 자홍색 꽃이 있는 음성 잔상이 보일 것입니다.

Scientists are still working to understand the origins of negative afterimages,

과학자들은 여전히 음성 잔상의 원인을 파악하기 위해 연구하고 있으며,

and there are multiple theories.

여러 가지 이론들이 있습니다.

Some evidence suggests the source lies in the layers of neuronal cells

일부 증거는 그 원인이 망막의 신경 세포층인

in the retina called ganglion cells,

신경절 세포에 있다고 말하고

while other research implicates deeper processing in the brain.

다른 연구는 뇌의 더 깊은 곳이 관여한다고 암시합니다.

Another theory suggests the source lies, again, in the photoreceptors.

또 다른 이론은 역시 광수용체가 원인이라고 주장합니다.

The idea is that certain cells are activated if one color—

특정 세포는 한 가지 색상, 예를 들어 녹색을 관찰할 때

such as green— is viewed.

활성화된다는 개념입니다.

Meanwhile, other cells that are normally activated by viewing red—

한편, 일반적으로 초록색의 보색인 빨간색을 볼 때

green’s complement— are then left deactivated.

활성화되는 다른 세포들은 비활성 상태로 남아 있습니다.

But if you stare at a green image for an extended period of time,

그런데 초록색 영상을 오랜 시간 응시하면,

it's thought that while the activated green cells become fatigued,

활성화된 초록색 세포는 피로해지지만

the red cells are still sensitive to input.

빨간색 세포는 여전히 입력에 민감하다고 생각됩니다.

As a result, when you look away or close your eyes,

그 결과, 시선을 돌리거나 눈을 감으면

the opposing red cells are momentarily more active than the tired green cells,

반대인 빨간색 세포가

피로해진 초록색 세포보다 순간적으로 더 활성화되어

creating the perception of a color that is close to the original color’s complement.

기존 색상의 보색에 가까운 색깔을 인식하게 됩니다.

But scientists still don’t know for sure.

하지만 과학자들은 아직 확실하게 알지 못합니다.

And yet another puzzling visual illusion involves no light or staring at all.

또 다른 수수께끼 같은 시각적 환상은 빛이나 응시와 전혀 관련이 없습니다.

Simply rubbing, or like Newton, inadvisably stabbing behind your eye

단순히 문지르거나 뉴턴처럼 신중하지 않게 눈 안쪽을 찔러도

can generate the brief appearance of lights and colors.

빛과 색이 잠깐 나타날 수 있습니다.

These are known as pressure phosphenes.

이는 압력으로 인한 안내 섬광이라고 합니다.

Newton hypothesized that the colorful circles of light

뉴턴은 다채로운 빛의 원들은

were caused by the physical bending of his retina.

망막이 물리적으로 변형되어서 발생한다고 가설을 세웠습니다.

Today, some scientists believe that pressure phosphenes

오늘날 일부 과학자들은

안내 섬광이 실제로 변형의 결과라고 생각합니다.

are indeed the result of distortion—

that rubbing or poking your eyes physically stretches neurons,

눈을 문지르거나 찌르면 신경 세포가 물리적으로 늘어나고,

bending the photoreceptors out of shape and causing them to fire.

광수용체가 형태를 바꾸어 신호를 발생시킨다고 합니다.

But again, the science of phosphenes is far from settled,

하지만 안내 섬광은 과학적으로 아직 확립된 것이 아니며,

and there are other ways they can form.

잔상이 형성될 수 있는 다른 방법들도 있습니다.

For example, during procedures where magnetic pulses are sent

예를 들어 특정 뇌 부위에 전기 신호가 전달되는 동안

into specific parts of the brain,

some people, including those with certain types of blindness,

일부 사람들, 특히 특정 유형 시각 장애가 있는 사람들은

report seeing flashes of light.

번쩍이는 빛을 본다고 말합니다.

And astronauts, traveling where few others have gone before,

또한 일부 사람들만 가본 곳을 여행한 우주비행사들도

often describe seeing similar effects when exposed to cosmic radiation

태양과 다른 별들에서 오는 우주 방사선에 노출될 때

from the Sun and other stars.

유사한 상황을 겪는 경우가 많다고 합니다.