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공감각(共感覺) : Synesthesia

감각 연합
- 맛의 상호작용
- 맛의 공감각
- 뇌가소성
- 공감각, 다중 감각
- 안와전두피질

- 도서 : 오감프레임


글자를 읽지 말고 글자의 색을 읽어 볼 것 (stroop effect)

 

 

시각-청각 (색청色聽, Coloured hearing)

하나의 음에서 색채를 느끼는 반응을 의미한다. 청각과 시각의 반응적 미분화에 의해 일어난다는 설이 유력하다. 음과 색채 간의 관계는 감각의 공통성에 기초에 두되, 경험에 의해 조건부의 영향이 나타난다. 아이작 뉴턴이 제안한 색조와 음조 간의 관계와 유사한 근저에 있다고 볼 수 있다. 1812년 독일에서 연구가 진전되었던 바 있다.  작곡가 니콜라이 림스키코르사코프(Nikolai Rimsky-Korsakov)의 음에 대한 인지는 색청의 전형을 보인다. 예를 들어 C 장조는 흰색, A 장조는 불그스름한 장밋빛이며 각각의 음조에서 단조로 바뀔 때 인지되는 색 또한 달라진다. E 장조가 반짝이는 사파이어 빛인 데에 반해 E 단조는 어두운 회청색으로 인식되는 등이다.
괴테(Johann Wolfgang von Goethe)가 컬러 하프시코드를 개발하려 한 적이 있다는 기록도 색청에 관한 자료로 분류된다. 실제로 그와 같은 맥락에서 러시아의 작곡가 이고리 스트라빈스키(Igor Fedorovich Stravinsky)가 20세기 초에 개발한 컬러 하프시코드의 기록이 남아 있다. 이는 건반을 누를 때 그 음에 따라 특정한 색을 띤 전구에 불이 들어오는 방식으로 이루어졌다고 한다.

시각-촉각

인지적 측면에서 이러한 방향의 연구는 최근 맹인을 위한 색채 점자에서 확대되었다. 영국의 디자이너 로이스 로리가 개발한 이 색채 점자는 요철이 주는 촉감이 색채를 구현하는 방식으로 이루어져 있다. 실제로 맹인들은 이 점자를 통해 빨강과 파랑이 주는 고유의 이미지를 떠올릴 수 있었다. 이는 촉각과 시각의 공감각적 공통점을 이용한 한 사례라고 볼 수 있다.

시각- 형태와 색채 간의 관계(색-자소 공감각)

글자 혹은 숫자에서 색채를 느끼는 경우이다. 이러한 공감각 능력은 랭보(Jean Nicolas Arthur Rimbaud)처럼 알파벳에서 떠오르는 색채를 감지한다. 개인마다 떠올리고 느끼는 색채는 다르지만, 다수의 공감각자들을 대상으로 한 연구는 하나의 글자 혹은 숫자가 이들에게서 평균적으로 떠올리게 하는 색이 존재함을 밝혀내고 있다.
프란시스 갈톤은 1880년의 논문에서 숫자와 관련된 색채적, 형태적 감각을 처음으로 밝혀내었다. 이후의 연구가 이를 공감각의 일종으로 정의하였다.



인간의 5가지 감각 중에서 2가지 이상을 동시에 감지하는 특이한 현상인 공감각(共感覺 :synaesthesia)은 서로 인접해 있는 뇌의 독립적인 감각영역이 교차활성화(cross-activation)되기 때문이다. 독립된 각각의 감각영역이 이처럼 교차연결(cross-wiring)되는 것은 자궁에서 태아의 뇌가 형성될 때 영역 간 신경연결 과정에서 "가지치기"가 제대로 이루어지지 않았기 때문이라고 밝혔다.

사람 중 2천 명에 한 명은 5가지 감각 중 일부가 서로 뒤섞여 동시에 나타나는 데 이를 공감각이라고 부른다. 즉 어떤 사람은 음악을 들을 때 색깔을 보고 글자를 보면서 맛을 느끼기도 한다. 이는 감각 영역은 각각 독립적으로 기능한다는 기존의 학설을 뒤집는 것이지만 예술가의 경우 이것이 창조의 바탕이 될 수 있다는 점에서 그 중요성이 인정되고 있다.
예를 들어 공감각을 가진 사람은 하얀 배경에 검은색 잉크로쓰인 숫자 '5'를 보면서 이를 빨간 색으로 감지하는데 이는 뇌의 숫자인지영역과 색깔감지 영역이 동시에 활성화되기 때문이라고 설명했다. 공감각이 없는 사람은 글자와 숫자를 볼 때는 이와 관련된 뇌 영역들만이 활성화되었지만 공감각을 가진 사람들은 색깔감지 영역마저도 활성화됐다는 것이다. 또 공감각이 있는 사람은 그렇지 않은 사람보다 색깔감지 기능이 매우 강하다는사실이 밝혀졌다. 이들은 뇌의 색깔감지 영역이 보통사람보다 훨씬 활발한 움직임을보였다.  은유와 창작능력에도 이러한 공감각이 작용하는 것으로 생각된다고 말하고 공감각이 특히 예술가들 사이에 보통사람들보다 8배나 많이 나타나고 있는 것은 우연이 아니라고 지적했다.

 

 

 

"인간 창조적 능력은 뇌의 공감각서 생긴다"
'명령하는 뇌, 착각하는 뇌' 출간
인간의 상상력과 창조적 능력은 어디서 생기는 걸까.

미국 캘리포니아 대학 교수이자 뇌인지연구소 소장, 철학박사이자 의사인 V.S. 라마찬드란이 지은 '명령하는 뇌, 착각하는 뇌'(원제 The Tell-Tale Brain)는 공감각이야말로 인간을 창조적 존재로 만드는 원천이라고 설명한다.
이 책에 따르면 어떤 이는 숫자 2를 보면 빨간색을 연상한다. 또 다른 이는 피아노의 특정 코드를 들으면 항상 같은 장면을 떠올린다.
공감각은 이처럼 색깔을 듣고, 맛을 보며, 소리를 시각적으로 표현하는 등 특별한 방법으로 감각을 받아들이는 능력이다.
저자는 이러한 별난 현상은 인간의 마음 중 가장 알기 어려운 측면을 보여준다고 말한다. 바로 상상력과 창조력이다. 이와 같은 공감각이야말로 인간의 고차원적인 사고과정에 대한 비밀의 문을 여는 열쇠라고 저자는 주장한다.
'이기적인 유전자'의 저자인 리처드 도킨스는 라마찬드란에 대해 "지금껏 사지 절단된 환자에게 진통제가 아닌 거울을 처방한 의사는 단 한 명도 없었다"면서 "그의 놀라운 탐험 정신이 미지의 세계인 뇌를 개척하고 뇌의 지도를 완성했다"고 평가했다.
실제로 라마찬드란은 사고로 한쪽 팔을 절단한 환자를 치료한 경험을 통해 눈에 보이지 않는 뇌의 지도를 그려냈다.
그가 치료한 환자는 팔이 사라진 자리에서 통증과 가려움증을 느꼈다. 마치 잘려나간 부위에 보이지 않는 유령의 팔이 돋아난 것일까.
라마찬드란은 환자를 연구하던 중 얼굴의 어떤 부위와 유령의 팔이 보이지 않는 신경으로 연결된 것을 알아냈다. 그는 환자의 눈을 가리고 뺨에 물을 한 방울 떨어뜨리자 물방울이 흐르는 느낌이 유령의 팔로 선명하게 전달되는 것을 확인했다.
라마찬드란은 거울로 만든 상자를 통해 환자의 양쪽 팔이 완전한 것처럼 시각적 착각을 불러일으키게 하자 환자가 겪던 극심한 불안과 고통이 경감되는 것을 보았다. 그는 최신식 수술장비나 값비싼 치료비 대신 거울 하나로 환자의 고통을 줄여준 것이다.
이 책은 인간진화에 커다란 영향을 미친 것으로 추측되는 '거울신경'에 대해서도 소개한다.
저자에 따르면 텔레비전에 맛있는 음식이 나오면 입에 침이 고이고, 영화 속 연인의 애정표현을 보면 심장박동이 빨라지는 것은 거울신경이라는 뇌 속의 특정 뉴런이 활동하기 때문이다. 그러면서 인간 고유의 특성은 여기서 비롯된다고 주장한다.
저자는 인체에 나타나는 극단적인 증상인 공황장애나 자폐증 등의 원인도 뇌와 긴밀하게 연관돼 있다고 설명한다.

청각이 손상되면 촉각도 둔해진다
獨연구진, 청각장애 유발 유전자가 촉각에도 영향 발견
2012년 05월 02일 김윤미 기자 ymkim@donga.com

시각 장애우들 중에는 일반인보다 촉각이나 청각이 훨씬 뛰어난 사람들이 많다. 부족한 감각을 보완하기 위해 뇌가 다른 감각 능력을 최대한으로 끌어올리려는 경향 때문이다. 그러나 실제로는 유전적으로 청각장애를 갖고 태어난 사람들은 촉각 역시 둔감하게 태어났을 가능성이 높다는 연구결과가 나왔다.
독일 막스델브뤽 분자의학센터 가뤼 레빈 교수팀은 유전자 'USH2A' 이상으로 청각장애가 있는 사람들을 조사한 결과 촉각 능력이 일반인보다 떨어지는 경향이 나타났다고 ‘플로스 바이올로지’ 1일자에 발표했다. 그동안 시력이나 청력에 유전적인 요인이 크다는 연구결과는 많이 있었지만, 청각장애가 유전자 이상으로 발생한다고 밝힌 것은 이번이 처음이다.
연구진은 촉각에 유전자가 어떤 을 끼치는지 알아보기 위해 쌍둥이 100쌍을 대상으로 촉각 정밀도 실험을 했다. 쌍둥이 100쌍은 일란성 쌍둥이 66쌍, 이란성 쌍둥이 34쌍으로 구성됐다.
촉각 정밀도 실험이란 피부가 얼마나 근접한 자극을 두 점으로 느낄 수 있는가를 알아보는 실험이다. 연구진은 피부에 두 점의 자극을 주고 피실험자가 이 두 자극을 ‘2개의 점’으로 지각될 수 있는 최소 거리를 측정했다.
이론적으로 일란성 쌍둥이들 사이에는 모든 유전 정보가 똑같지만 이란성 쌍둥이는 절반만 같다. 연구진은 “일란성 쌍둥이들 사이에 촉각 능력의 유사성이 발견된다면 촉각 능력은 유전적인 영향이 크다고 할 수 있다”고 설명했다.
실험 결과 촉각 능력의 유사성은 이란성 쌍둥이보다 일란성 쌍둥이에서 약 2배 높게 나타나, 촉각 능력에 끼치는 유전 요인의 영향이 크다는 것이 확인된 것이다.
연구진은 촉각 능력을 결정하는 유전자를 찾기 위해 청각장애를 일으키는 유전자를 조사했다. 연구진이 청각장애 유전자를 조사한 이유는 우리의 귀가 소리를 듣는 원리는 피부가 자극을 느끼는 원리와 유사점이 많기 때문이다.
사람을 비롯한 척추동물은 소리로부터 유발된 공기의 진동을 전기신호로 바꿔서 뇌에 전달한다. 촉각 또한 마찬가지로 피부에서 감지한 물리적인 움직임을 전기신호로 바꿔서 뇌에 전달한다. 연구진은 “청각에 관련한 유전자 중에는 촉각에도 관여하는 유전자가 존재할 것”이라고 추측했다.
연구진은 유전자 이상으로 선천적으로 청각장애가 나타났다가 점차 시각장애까지 발생하는 '어서 증후군' 48명을 대상으로 같은 촉각 정밀도 실험을 했다. 어서 증후군을 일으키는 유전자는 USH2A를 비롯해 9개가 발견됐다.
실험 결과 USH2A로 인해 청각장애가 나타난 피실험대상자는 평균보다 낮은 촉각 정밀도가 발견됐다. 일반인의 촉각정밀도는 1.6mm인데 비해, USH2A에 변이가 일어난 청각장애인의 촉각정밀도는 1.91mm로 나타났다. 반면 다른 유전자에 돌연변이가 생겨 어셔 신드롬을 앓는 환자들은 촉각에 문제가 없었다.
이 같은 결과에 대해 레빈 교수는 “USH2A 변이로 인한 청각장애들로부터 낮은 촉각 정밀도가 발견된 이유는 USH2A가 촉각에도 관여하기 때문”이라고 설명했다. 그는 “이번 실험은 청각과 촉각이 같은 유전적 기반에서 각각 진화했음을 보여준다”며 “추후에 USH2A 외에도 청각 장애를 유발하는 유전자 70개 중에 촉각 장애를 일으키는 유전자가 다수 발견될 가능성이 높다”고 말했다.

통증 느끼지 못하면 냄새 잘 못 맡아

임신한 여성의 소망은 출산 과정에서 통증이 없으면 하는 것이다. 그러나 선천적으로 통증에 대한 감각이 둔한 사람들이 있으며, 통증을 잘 느끼지 못하는 사람은 냄새를 맡는 데 둔감하다는 연구결과가 나왔다. 통증을 느끼지 못할 때 냄새를 잘 못 맡는 것은 뇌로 전달되는 통로가 같기 때문이다.
영국 유니버시티 칼리지 런던 존 우드 교수팀은 통증을 느낄 수 없는 환자 3명을 대상으로 후각능력을 실험했다. 그 결과 이들은 발사믹 식초, 오렌지, 민트와 커피 등의 향기를 맡지 못했다. 연구진은 이들에게 피부에서 뇌로 통증 신호를 전달하는 Nav1.7이라는 이온 통로에 변화가 나타난 것을 발견했다. Nav1.7는 후각계 활동에도 영향을 미친다.
Nav1.7는 나트륨(sodium) 이온을 시냅스라고 불리는 뇌세포와 교류하는 뇌 세포막으로 이동시키는 역할을 한다. 이 통로가 고장 나면 뇌에 냄새 신호를 전달할 수 없다. 연구진이 실험용 쥐의 코세포에서 이 통로를 없앤 결과, 쥐들은 엄마쥐를 찾지 못해 모유를 먹을 수 없었고, 고양이 같은 강한 상대를 피할 수 없었으며 스스로 음식도 찾지 못했다.
연구진은 “냄새를 맡고 맛을 느끼는 것은 밀접한 관계가 있기 때문에 이온 통로의 변화는 맛을 느끼는 데에도 영향을 미칠 수 있다”며 “이번 연구결과에 따르면 냄새나는 장소에서 일하는 노동자를 위한 냄새 차단 약을 개발할 수도 있을 것”이라고 설명했다.
이 연구결과는 ‘네이처(Nature)’에 게재됐으며 미국 과학 웹사이트 라이브사이언스, 이사이언스뉴스 등이 최근 보도했다. 2011.3월

재즈의 힘: 뇌의 언어중추를 활성화
대부분의 재즈 애호가들도 알고 있겠지만, 재즈 콘서트의 하이라이트는 즉흥연주다. 이때 연주자들은 서로 대화를 하듯 악기를 연주한다. 현대 재즈에 즉흥연주를 도입한 사람은 피아니스트 아트 테이텀(Art Tatum)이다.
과학자들은 오랫동안, 뇌 안에서 음악과 언어가 연결되는 메커니즘을 연구해 왔다. 최근 발표된 연구에서, 과학자들은 11명의 전문 재스피아니스트를 초빙하여 즉흥연주를 하게 하고는, 그들이 연주하는 동안 fMRI를 이용하여 뇌의 활성을 측정했다.
fMRI를 분석한 결과, 즉흥연주를 하는 동안 뇌의 언어중추가 일부 활성화되는 것으로 밝혀졌다. 정확히 말하면, 구문론(syntax)을 담당하는 언어중추가 활성화되는 반면, 의미론(semantics)을 담당하는 언어중추는 억제되는 것으로 나타났다.
"언어와 음악을 담당하는 뇌의 중추는 일부 중복된다. 왜냐하면 언어와 음악은 공통의 신경회로를 사용하기 때문이다. 그러나 음악과 언어가 의미를 전달하는 방식은 매우 다르다. 음악 애호가들은 종종 뮤지션이 뭘 말하고 있는지를 느낄 수 있지만 말로 표현할 수가 없는 경우가 있는데, 그건 바로 이 같은 전달방식의 차이 때문인 것으로 보인다"라고 연구진은 설명했다.

 

공감각(synaesthesia)의 종류와 그 응용

April 29, 2014 by veritaholic

공감각(synaesthesia)은 글자와 숫자를 볼 때 색깔이 느껴지고 음악과 촉감에 대해 향과 맛이 느껴지는 것과 같이 여러 감각이 서로 연결되어 느껴지는 현상을 말합니다. 시벨리우스, 파렐 윌리암스, 레이디 가가 등이 공감각자로 유명하며, 성인의 약 4.4%가 다양한 형태의 공감각을 가지고 있다고 알려져 있습니다.

예를 들어, 자소-색(grapheme-colour) 공감각자는 요일, 글자, 숫자에서 특정 색을 보며 어휘-미각(lexical-gustatory) 공감각자는 단어를 들을 때 특정한 맛을 느낍니다.

그러나 200년에 가까운 공감각의 역사에 비해 공감각에 대한 본격적인 연구가 시작된 것은 매우 최근의 일입니다. 공감각에 대한 옥스포드 입문서(The Oxford Handbook of Synesthesia)의 저자인 에딘버러 대학의 줄리아 심너(Julia Simner)는 이렇게 말합니다.

“내가 공감각을 연구하는 동안 많은 것이 변했습니다. 예전에는 공감각을 소개하는 강연에서 96%의 청중은 이를 믿지 않았습니다. 그리고 나머지 4%의 공감각자는 여러 감각이 동시에 느껴진다는 사실을 당연하게 생각했지요. 이제, 공감각이 존재한다는 사실 자체를 증명해야할 단계는 지났습니다. 과학자들은 공감각에 대한 진짜 연구를 할 수 있게 되었습니다.”

심너는 뇌영상 기술의 발달이 공감각의 존재에 대한 분명한 증거가 되었다고 말합니다.

“최근에는 공감각과 아동의 발달 사이의 관계가 활발히 연구되고 있습니다. 공감각이 인지능력과 어떤 관계가 있는지를 통해 공감각을 가지지 않은 아이들의 학습을 향상시킬 방법을 찾고 있습니다.”

흥미로운 사실은 공감각을 가진 이들과 그렇지 못한 이들 사이의 간격이 그렇게 크지 않다는 점입니다.

“공감각자들이 비-공감각자들에 비해 전혀 다른 부류의 사람들은 아닙니다. 그들은 단지 더 구체적으로 경험할 뿐입니다. 공감각을 가지지 못한 이들에게 ‘A’의 색깔을 물어보면 이들은 당황합니다. 그러나 이들에게 답변을 강요하게 되면 이들도 더 익숙한 글자를 더 밝은 색깔에, 그리고 더 높은 음을 더 가벼운 색깔과 연결시킵니다. 즉, 공감각자들은 그렇지 못한 다수보다 자신의 감각에 극도로 민감한 이들이라고 할 수 있습니다.”

이스트 런던대학의 클레어 조나스(Clare Jonas)는 비-공감각자에게 공감각자의 것과 같은 경험을 훈련시킴으로써 이들의 기억력이 향상되는지를 연구하고 있고, 지금까지 그 결과는 긍정적입니다.

“공감각을 훈련받은 이들은 훈련된 그 대상에 대해 진짜 공감각자처럼 더 나은 기억력을 가지는 경향이 있습니다. 이 경향이 만약 사실로 확인된다면 이것은 매우 유용한 결과일 것입니다.”

그러나 이런 기억력의 향상이 일어나는 원인이 무엇인지는 아직 알려져 있지 않습니다. 예를 들어 C 를 노란색으로 보도록 훈련시켰을 때, 이런 표면적인 경험이 기억력 향상의 원인인지, 또는 더 깊숙한 자동적인 연상이 원인인지는 아직 알려져 있지 않습니다.

런던대학의 마이클 바니시(Michael Banissy)는 거울-촉각(mirror-touch) 공감각을 연구하고 있습니다. 이는 다른 이의 얼굴이 누군가 손을 대는 것을 보았을 때, 자신의 얼굴에도 같은 촉감을 느끼는 공감각입니다.

“뇌 영상을 통해 거울-촉각 공감각자들이 실제로 자신의 얼굴에서 촉감을 느끼는 것이 확인되었습니다. 공감각에서 흥미로운 것은 이들이 가진 ‘민감성(excitability)’과 ‘억제(inhibition)’사이의 독특한 균형입니다. 따라서 비-공감각자들에게 이런 균형을 만들어 줌으로써 공감각을 느끼게 할 수 있는가 하는 질문을 우리는 떠올릴 수 있습니다.”

과학자들은 최면이나 LSD 와 같은 약물을 통해 이 균형을 깨뜨릴 수 있다는 것을 알고 있습니다. 그러나 우리가 원하는 만큼의 균형을 만들기 위해서는 더 많은 연구가 필요합니다.

“공감각이 공감각자들에게 어떤식으로든 유용하다는 것은 명백합니다. 공감각에 대한 연구를 통해 비-공감각자들에게도 공감각이 유용해진다면 이는 아주 멋진 일이 될 것입니다.”

공감각의 종류
◾자소-색 공감각: 가장 흔한 공감각. 영국의 한 초등학교당 평균 2.2 명이 존재함. 그러나 이들 중 다수는 주변인들이 이들의 공감각을 믿지 않는 문제가 있다.
◾배열-공간(sequence-space) 공감각: 글자, 숫자, 요일, 월 등이 특정 형태로 공간에 위치하는 것으로 보인다. 얼핏 유용하게 들리지만, 숫자들이 서로 겹쳐 보이는 등의 원인으로 인해 암산에 방해가 될수도 있다.
◾음악-색 공감각: 서로 다른 음색이나 음이 다른 색깔을 띤다. 높은 음이 대체로 밝은 색으로 보인다.
◾촉각-색 공감각: 촉감이 색으로 느껴진다. 물체의 표면이 그 색을 띈 것으로 보이거나 또는 마음속으로만 느껴진다.
◾거울-촉각 공감각: 다른 이가 느끼는 촉감을 관찰을 통해 직접 느끼게 된다. 이들은 다른 이가 뺨을 맞았을 때 자신도 뺨을 맞은 것으로 느낀다.
◾어휘-미각 공감각: 특정 단어를 듣거나 읽거나 생각했을 때 특정 맛을 느낀다. ‘런던’은 이들에게 딸기맛으로 느껴질 수 있다.
◾배열-인격 공감각: 글자나 숫자의 배열에서 인격을 느낀다. 이들은 성이 없는 언어에서도 단어에 남성과 여성을 연결시키며, ‘B는 수줍은 글자’와 같은 식으로 글자에 성격을 부여하기도 한다.



강석기 과학카페 2013.3.13

세계에서 가장 유명한 인시류(나비와 나방) 연구가는 누구일까? 우리나라에서라면 석주명이 떠오르지만 세계로 넓히니 오히려 모르겠다. 사실 필자를 포함해 대다수 사람들은 석주명 외에는 떠오르는 이름도 없을 것이다.
미국 플로리다주립 절지동물컬렉션의 인시류학자 커트 존슨과 저널리스트 스티브 코츠는 1999년 출간한 책 ‘나보코프 블루스’에서 블라디미르 나보코프(Vladimir Nabokov)가 그 주인공이라고 답했다. 소설 ‘롤리타’를 쓴 작가와 동명이인이 아니라 동일인 말이다. 나보코프는 1942년부터 1948년까지 하버드 비교동물학박물관에서 연구원으로 일했고 평생 동안 모두 22편의 나비 관련 글을 발표했다. 오늘날의 관점에서 기인이라고 볼 수밖에 없는 나보코프의 삶은 그의 소설보다도 더 소설적이다.
1899년 러시아제국의 부유한 귀족 가문에서 태어난 나보코프는 모국어인 러시아어보다 영어를 먼저 배웠을 정도로 서구문화에 익숙했다. 1916년 독신이었던 외삼촌이 마흔다섯에 파리에서 협심증으로 죽자 상속자인 나보코프가 막대한 재산을 물려받았다. 그러나 이듬해 혁명이 일어나 러시아는 내전상태에 빠졌다. 나보코프 가족은 1919년 소비에트 군에 쫓겨 그리스로 망명했고 재산은 모두 국유화됐다.
그 뒤 나보코프와 동생은 영국에서 유학했고 나머지 가족은 독일 베를린에 머물렀는데 아버지는 1922년 암살됐다. 러시아 문학과 프랑스 문학을 공부한 나보코프는 독일에서 시와 소설을 쓰면서 러시아어와 영어, 과거 소일거리로 배운 테니스를 가르치며 생계를 꾸렸다. 그러나 나치가 집권하자 1937년 파리로 이주했고 전쟁이 나자 1940년 미국으로 향했다. 어머니는 2차세계대전 발발 하루 전 사망했다.
낯선 미국에서 생계가 막막했지만 이듬해 웰즐리대에서 비교문학 강사 자리를 얻고 1942년 박물관 연구원으로 취직하면서 한시름 놓았다. 일곱 살 때부터 나비채집을 하고 인시류 학술지를 탐독한 나보코프는 부전나빗과에 속하는, 블루(blue)라고 통칭되는 나비의 전문가로 남미에 자생하는 블루 나비 연구의 선구자다. 같은 해 주간지 ‘뉴요커’에 단편을 실었고 1948년부터 1950년까지 자전 에세이를 12편 발표했다. 1951년 여기에 세 편을 더해 자서전 ‘Conclusive Evidence(결정적 증거)’를 발표했다. 그리고 15년이 지난 1966년 ‘Speak, Momory(말하라, 기억이여)’로 제목을 바꾼 개정증보판을 내놓았다.
1948년 코넬대 러시아와 유럽문학 교수가 되면서 나보코프는 인시류 연구에서 손을 놓았는데 훗날 “나는 과학 연구와 강의, 순수문학 그리고 ‘롤리타’를 더 이상 체력적으로 병행할 수 없다는 것을 알았다”고 회상했다. 그의 대표작 ‘롤리타’는 1955년 파리에서 먼저 나왔고 1958년 뉴욕에서 출판돼 베스트셀러가 되면서 상당한 인세가 들어왔다. 경제적 여유가 생긴 나보코프는 이듬해 그리던 유럽으로 돌아와 아들 드미트리가 오페라 가수로 활약하는 이탈리아에서 가까운 스위스에 정착했고 1977년 78세에 세상을 떠났다

 

인시류학자 커트 존슨은 “나보코프의 공식적인 학술논문은 지극히 치밀하여 그 내용을 따라가기 어렵다”고 평가했다. 나보코프 역시 자신의 과학 연구에 자부심이 컸다. 한 인시류학자가 책에서 “나보코프의 최근 연구는 이 속(Lycaeides)을 전적으로 새롭게 분류해냈다”고 쓴 걸 보자 “이거야말로 진정한 명성입니다. 어떤 문학평론가에게도 들을 수 없는 최고의 찬사입니다”라며 기뻐했다. 나보코프가 분류를 위해 그린 나비 날개 그림으로 그의 치밀함을 엿볼 수 있다. - 블라디미르 나보코프 제공

유전되지만 체험 방식은 달라

자서전 ‘말하라, 기억이여’의 2장 ‘내 어머니의 초상’에는 이 글 앞에 인용한 문구가 나온다. 즉 나보코프는 알파벳을 보면 어떤 색이 떠오르는 ‘색채 환각’을 느꼈는데 그 색조가 너무 생생해 ‘올리브색 광채가 나는 놋쇠 같은 느낌’이라고 표현하고 있다. 그는 일곱 살 때 우연히 어머니도 같은 환각을 느낀다는 사실을 알게 됐고 흥미롭게도 철자와 색의 매치가 다른 경우가 많았다. 그리고 어머니는 특정 음표에서 특정한 색이 느껴진다고도 말했는데 자신은 그렇지 못하다고 얘기하고 있다.
오늘날 심리학 용어로 두 사람은 공감각(synesthesia) 소유자들이다. 공감각이란 한 감각 자극이 그 감각의 지각뿐 아니라 다른 감각의 지각까지 불러일으키는 현상이다. 두 사람 모두 ‘철자-색 공감각’(이 경우 시각의 다른 양상)을 지녔고 나보코프의 어머니는 여기에 더해 ‘음표(소리)-색 공감각’까지 경험했다. 1925년 결혼한 아내 베라도 공감각 소유자였고 1934년 태어난 아들 드미트리도 공감각을 느꼈다. 한마디로 공감각 집안이었던 셈이다.
나보코프는 작가이므로 그가 멋지게 묘사한 공감각이 ‘은유적 표현’이었을 거라고 생각할 수도 있다. 실제로 한 세대 전까지도 공감각은 상상력의 소산이라고 생각돼 과학계에서 무시됐다. 1881년부터 1931년까지 50년 동안 공감각 관련 논문이  74편이었던 반면 1932년부터 1982년까지는 23편에 불과했다.
그러나 1980년대 미국의 신경학자 리처드 사이토윅(Richard Cytowic)이 공감각의 신경생리학 연구를 시작하며 공감각이 과학의 영역으로 들어왔다. 사이토윅은 1989년 교재 ‘Synesthesia: a union of the senses(공감각: 감각의 융합)’을 출간했고 1993년 교양과학서 ‘The man who tasted shapes(형태의 맛을 보는 남자)’를 펴냈다. 이를 계기로 공감각은 대중매체의 관심거리가 됐고 여러 심리학자와 신경학자들이 공감각 연구에 뛰어들었다.
그 결과 공감각은 착시처럼 우리의 의지와 무관한 생리현상이라는 사실이 분명해졌다. 그리고 이를 뒷받침하는 강력한 증거 가운데 하나가 공감각 소유자 가운데 다수가 가족 중에도 그런 사람이 있다는 것이다. 즉 공감각이 유전되고 따라서 ‘공감각 유전자’도 있을 가능성이 크다는 말이다.
2009년 사이토윅은 19세 연하인 신경과학자 데이비드 이글먼(지난해 번역출간된 베스트셀러 ‘더 브레인’의 저자다)과 공저로 ‘Wednesday is indigo blue(수요일은 인디고블루)’를 출간했는데, 여기서 공감각의 유전학을 다루며 나보코프의 ‘말하라, 기억이여’를 인용하고 있다. 즉 나보코프가 책에 적은 자세한 묘사는 그의 탁월한 문학적 상상력을 보여주는 게 아니라 생생한 공감각의 체험이라는 것이다. 참고로 책 제목은 ‘요일-색 공감각’의 한 예에서 따왔다.
아울러 나보코프와 어머니의 철자-색 대응이 대부분 어긋나는 것도 공감각 유전학을 정확히 보여주고 있다. 즉 공감각이라는 현상이 유전되는 것이지 대응 패턴까지 동일한 것이 아니다. 실제 일란성쌍둥이라도 공감각을 똑같은 대응관계로 느끼지는 않는다. 또 나보코프처럼 한 가지 공감각만 느낄 수도 있고 그의 어머니처럼 두 가지 이상을 느끼는 사람도 있다. 예를 들어 책에는 한 자극에 다섯 감각이 동원되는 공감각 소유자의 체험담이 있다.
 
“전화벨이 울리는 소리를 들었을 때... 작고 둥근 물체가 내 눈앞에 구르고... 손가락엔 밧줄처럼 촉감이 거친 뭔가가 느껴지고... 소금물의 맛과... 흰색의 뭔가를 경험한다.”


자신이 공감각 소유자인지 모르는 경우 많아

사이토윅이 공감각 연구를 시작한 1980년대만 해도 공감각 소유자가 2만5000명 가운데 한 명꼴로 아주 드문 현상이라고 추정됐지만 그 뒤 비율이 점점 올라가 2005년 정밀조사 결과 23명에 한 명꼴로 공감각을 경험하는 것으로 밝혀졌다. 어떻게 20년 사이 비율이 1000배나 높아졌을까. 이에 대해 저자들은 과거에는 공감각자 대다수가 자신의 감각 체험이 특이하다는 걸 깨닫지 못했기 때문이라고 설명했다. 즉 다른 사람들도 그런 줄 알았는데 대중매체에서 공감각을 다루면서 점차 자신이 특이한 능력을 지닌 걸 알게 됐다는 것이다.
그럼에도 필자는 솔직히 공감각 소유자가 그렇게 흔하다는 게 믿기지 않는다. 지금까지 살면서 주변에서 공감각이 있다는 사람은 본 적이 없기 때문이다. 다만 10년 전 수소문해서 공감각 소유자를 한 명 만난 적은 있다. 당시 ‘과학동아’에 특집으로 공감각을 다루면서 논문만 정리해 기사를 쓰는 건 재미없다고 판단한 필자는 동아사이언스 홈페이지에 공감각 경험자를 찾는다는 글을 올렸고 이를 보고 카이스트의 한 학생이 이메일을 보낸 것이다.
숫자나 글자(주로 자음)를 보면 색이 떠오르는 공감각자였는데 색의 묘사가 ‘노란색’ ‘파란색’ 수준이 아니고 나보코프처럼 꽤 구체적이었다. 특정 숫자나 글자에 대한 색을 얘기할 때 가장 적합한 표현을 찾으려고 얼굴을 살짝 찡그리며 생각하던 모습이 지금도 눈에 선하다. (‘과학동아’ 2008년 6월호 54쪽 ‘오감의 네트워크 공감각’ 바로가기 )

“13은 흰색과 노란색이 겹쳐진 바나나 같은 이미지고요, 24는 초록색과 수박색이 합쳐진 ‘청치마에 다홍저고리’ 같은 느낌입니다. 그래서 그냥 4와 24의 4의 느낌이 같지는 않아요.”

축삭생성에 관련된 유전자에 변이 있어

2000년대 들어 게놈분석기술이 눈부시게 발전하면서 몇몇 연구자들이 공감각 유전자 사냥에 뛰어들었지만 이렇다 할 성과를 내지는 못했다. 그런데 학술지 ‘미국립과학원회보’ 3월 5일자 온라인판에 공감각과 관련된 유전자 변이를 찾았다는 연구결과가 실렸다.
막스플랑크심리언어학연구소를 비롯한 네덜란드와 영국의 공동연구자들은 ‘소리-색 공감각’을 보이는 세 가계를 분석해 공감각자들만 지니고 있는 변이 유전자 37개를 찾았다고 밝혔다. 연구자들은 각 가계에서 공감각이 있는 사람들과 없는 사람들의 게놈(정확히는 유전자에 해당하는 엑솜)을 비교해 두 집단 사이에 차이가 있는, 즉 공감각 소유자들만이 지닌 유전자 변이를 찾았다.

 
최근 ‘미국립과학원회보’에는 소리-색 공감각 관련 유전자 변이를 찾았다는 연구결과가 실렸다. 위는 공감각을 보이는 세 집안의 가계도로 회색이 공감각 소유자, 흰색이 비소유자이고 동그라미가 여성, 네모가 남성이다. 파란색 테두리선이 게놈을 해독한 사람이다. 아래는 소리-색 공감각을 확인하는 테스트로, 공감각자는 세 차례에 걸친 검사에서 특정 높이의 음에 거의 같은 색을 대응시킨 반면(왼쪽) 비공감각자는 일관성이 없다(오른쪽) - ‘미국립과학원회보’ 제공

그 결과 가계11의 공감각자들에서 변이 유전자 12개, 가계16에서 8개, 가계2에서 17개를 찾았다. 놀랍게도 이 가운데 단 하나도 겹치지 않아 세 가계의 변이 유전자가 37개에 이른다. 즉 소리-색 공감각을 유발하는 유전자 변이가 한 가지가 아니라는 말이다.
연구자들은 이 가운데 축삭생성(axonogenesis)에 관여하는 6개 유전자의 변이가 공감각 발생과 직접적인 관련이 있을 것으로 추정했다. 공감각은 뇌에서 감각정보를 처리하는 네트워크의 배선 이상에서 비롯된다. 즉 소리정보가 소리지각을 담당하는 부위로만 가는 게 아니라 색을 처리하는 부위로도 연결돼 소리자극을 색상으로 지각하게 되는 것이다. 이런 배선의 전선은 신경세포(뉴런)에서 나온 축삭(axon)을 의미하므로 축삭생성과 관련된 유전자 변이가 공감각을 일으킬 가능성이 크다. 
예를 들어 가계11의 경우 공감각자들은 SLIT2와 ROBO3, COL4A1, SLC9A6 유전자의 변이를 공유했다. 이 가운데 앞의 세 유전자에서는 염기가 하나 바뀌면서 아미노산도 바뀌게 돼 변이 단백질이 만들어진다. SLC9A6 유전자 변이는 아미노산으로 번역되지 않는 부분의 염기가 바뀐 것으로 만들어지는 단백질은 똑같지만 발현량이 다를 것이다. SLIT2와 ROBO3는 축삭이 자라는 길을 안내하는 역할을 하는 것으로 알려져 있다.
가계16의 공감각자들은 MYO10 유전자의 변이를 공유하는데 염기가 바뀌어도 만들어지는 단백질은 동일하지만 역시 발현량이 줄어들 것으로 추정된다. MYO10은 액틴이라는 단백질 섬유를 따라 이동하는 모터단백질로, 신경돌기성장원뿔(neurite growth cone)에서 작용한다.
가계2의 공감각자들은 ITGA2 유전자의 변이를 공유해 아미노산이 하나 바뀐 변이 단백질이 만들어진다. 이 단백질은 인테그린수용체의 일부를 이루는데, 축삭성장원뿔에 있는 인테그린수용체는 뉴런이 세포 밖의 화학적 유도신호를 감지해 반응하는 데 중요한 역할을 한다.
결국 이런 유전자들의 변이로 변이 단백질이 만들어지거나 단백질은 동일하더라도 양이 달라져 뉴런의 축삭이 뻗어 나가는 방향이 바뀌면서 다른 감각 영역으로 넘어가 배선되면, 즉 시냅스가 연결되면 공감각이 나타나는 것으로 보인다.
‘수요일은 인디고블루’에서 저자들은 공감각 소유자와 비소유자의 차이는 이런 뇌회로의 교차(cross talk)가 있느냐 없느냐의 여부가 아니라 정도의 문제라고 주장했다. 예를 들어 공감각을 느끼지 못하는 사람도 안대를 한 채 48시간을 보내면 손가락에 물체가 닿거나 소리를 들을 때 번쩍하는 뭔가를 본다고 한다. 즉 시각피질이 시각자극을 전혀 받지 못하면 그동안 눌려 있던 미미한 공감각 네트워크가 모습을 드러낸다는 것이다.
특이하게도 이 책은 발문(afterword)으로 마무리되는데 나보코프의 아들 드미트리가 쓴 글이다. 여기서 그는 공감각과 관련된 아버지와의 일화를 몇 가지 얘기하는데 그 가운데 하나가 특히 흥미롭다. 확실히 나보코프는 과학자로서 기본이 돼 있는 사람이라는 생각이 든다.
“공감각 소유자의 색 연결은 일생을 통해 일관되게 남아있는 것으로 보인다. 우리의 경우 이에 대해 상당한 정도로 엄격하게 확인할 수 있었다. 아버지는 내가 여덟 살 때 테스트를 했고, 내가 삼십 대 때 다시 검사했다. 알파벳에 상응하는 색을 비교하자 원래 색조를 유지하고 있었다.”