시각 순응과 위험

시각 순응은 동공의 수축과 확대에 의해서 조절되는데 어두운 곳에서는 동공이 확대되어서 더 많은 빛을 받아들이려 하고, 밝은 곳에서는 동공이 수축하여서 빛 수용을 제한하려고 한다. 망막에는 1억 3천700백만개 정도의 감광 세포가 있는데, 그중 약 1억3000만 개는 빛의 밝기에 따라 명암을 식별하는 작용을 하는 막대기 모양의 간상세포들이다. 나머지 약 700만 개는 밝기가 적정할 때 기능하며 색을 식별하는 원뿔 모양의 원추 세포들이다.

 간상세포는 명암을 식별하는 역할을 수행한다. 갑자기 어두운 곳에 들어가거나 밝은 장소로 들어오면 일시적으로 시각 기능이 마비되는 현상이 일어나는 것은 바로 간상세포가 명암의 변화에 적응하는 시간이 필요하기 때문이다. 

 밝은 곳에서 어두운 곳으로 이동하였을 때 일어나는 순응은 암순응이다. 원추세포는 5분 정도가 지나면 암순응이 완료되지만, 간상세포는 30~35분 정도의 상대적으로 긴 시간이 필요하다. 어두운 곳에서는 원추세포의 감수성이 떨어지고 간상세포에 의존해서 색을 식별하기 때문에 색 지각도 제한적이다. 암순응에서 가장 잘 탐지되는 색깔은 노란색인데 다른 빛보다 밝게 인식하기 때문에 차량 운전자의 암순응을 돕기 위해서 터널의 조명으로 사용되는 경우가 많다. 그러나 노란색 빛은 색 전도가 높기 때문에 여러 다른 색깔을 모두 노란색으로 물들여 버리는 특성도 있다.

 야간 자동차 운전에서 과속은 더 위험할 수 있는데, 이것은 간상세포와 원추세포의 민감도 차이 때문이다. 간상세포는 움직이는 물체에 대한 주변부 지각을 제공한다. 야간에 자동차를 운전하는 사람은 도로 주변의 물체나 나무 등의 요소들을 통해 속도를 지각한다. 따라서 야간에 자동차를 운전하더라도 수많은 간상세포가 주변 환경의 움직임을 비교적 잘 지각하도록 돕기 때문에 큰 문제가 없다고 느낄 수 있다. 그러나 갑작스러운 장애물 출현을 발견하는 데 사용되는 세포는 원추세포이다. 따라서 어둠에 활동이 낮아진 원추세포는 갑작스러운 물체의 출현을 제대로 파악하지 못할 수 있다. 이러한 간상세포와 원추세포의 암순응 차이 때문에 야간의 물체 탐지는 훨씬 어렵다. 야간에 교통사고를 발생시킨 운전자들이 '갑자기 나타나서 어쩔 수 없었다'라고 진술하는 이유가 바로 이 때문이다.

 어두운 곳에서 밝은 곳으로 나올 때 일어나는 순응은 명순응이다. 갑작스러운 광 자극은 일시적으로 시력을 상실시킨다. 완전 암순응은 몇십분이 필요하지만 짧게는 몇 초에서 1~2분의 시간이면 된다. 같은 밝기더라도 적색이나 보라색에 가까운 색보다는 흰색이나 노란색에 가까운 명순응이 가장 느리게 일어난다.

 조명등은 적절하게 설치되고 작동하는 조명 장치는 위험을 감소시킬 수 있다. 산업체에서 발생하는 사고의 4분의 1가량은 불량한 조명 때문에 발생한다고 추정된다. 조명이 들어오기 위해 시작하는 어스름한 저녁의 작업장 사고율이 가장 높은 것도 아마 그런 이유 때문일 가능성이 높다.

 자동차 사고도 시간대별로 사고 추이를 살펴볼 때, 저녁 무렵의 사고율이 가장 많이 증가하였다. 이처럼 조도와 사고율의 관계에 대해서는 명확한 연구 결과가 많다. 사고를 낮추기 윟해서는 적절한 조명시설을 갖추어야 하고, 여기에 들어가는 비용을 절약하겠다는 생각은 금물이라고 전문가들은 지적한다.

 빛의 밝기는 조도와 관련된 가장 일반적인 요소이다. 최적의 밝기는 어떤 일을 하는지와 나이가 어떠한가에 따라서 달라질 수 있다. 동일한 일을 수행하더라도 나이 든 작업자들은 더 많은 빛이 필요하다. 작은 전자제품을 조립해야 하는 라인에서는 더 많은 빛 밝기가 필요하다. 또한 빛 분포인 배광도 조도에 중요한 요소이다.

 이상적인 조명은 시각 영역에 골고루 빛을 분포시킬 수 있어야 한다. 배광이 잘못 조절되면 순응을 위해서 더 많은 시간과 에너지를 소비해야 하고 피로도도 증가한다. TV나 컴퓨터를 볼 때도 주변에 추가 조명을 주어서 배광을 조절하는 것이 눈 피로도를 줄이는 방법이다. 

 조도를 단일하게 유지하는 가장 보편적인 방법은 모든 빛을 반사해 눈에 들어오도록 하는 간접적인 조명 형태를 사용하는 것이다. 간접 조명은 빛이 눈에 직접적으로 도달되지 않도록 하지만 직접 조명은 빛이 눈에 직접적으로 도달되어서 더 밝게 보이지만, 눈부심과 피로도가 높아진다.

 눈부심은 시각 처리 효율을 떨어뜨리고 피로도를 증가시킨다. 눈부심은 보통 익숙한 밝기보다 더 강한 빛이 나타날 때 일어난다. 눈부심을 경험하면 20분 정도만의 정교한 작업에서 실수가 발생할 확률이 증가한다. 야간에 운전하다가 상향등 불빛을 받게 될 때의 눈부심을 생각해 보면 얼마나 큰 문제를 야기할지 알 수 있다. 눈부심을 줄이기 위해서는 강한 광원에 덮개를 씌워 약화하거나 눈의 초점을 광원에서 멀어지도록 하여야 한다. 즉, 눈동자를 불빛에서 어두운 쪽으로 옮기는 것이다. 

 소리 지각에서 소리의 강약이 있다. 소리의 강도에 따라 청각기관의 흥분 정도는 다르다. 내측 슬상체 부위에서 소리의 강도와 신경 흥분 간에 함수관계를 결정하는 것으로 보인다. 소리가 특정한 강도 이상이 되어야 청각 신경이 흥분하여 반응하게 된다. 소리의 강약은 단위 시간당 신경 흥분 수와 특정 강도에만 반응하는 신경원이라는 두 기제에 의해서 일어난다.

 소리 고저는 소리의 진동수에 따라 최대로 융기하는 기저막 부위들은 다르다. 들을 수 있는 최대 소리는 난원창 바로 옆의 기저막 부위에서 가장 큰 융기를 만들어 낸다. 소리의 진동수가 감소함에 따라 최대로 융기하는 부위는 와우각의 끝으로 옮겨 간다.