[사이언스카페] 내 빨간색은 너도 같다…뇌의 색 처리 모두 같아

작성일 09-09

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 뇌 색상 인지 패턴, fMRI 데이터 AI에 학습 나중에 뇌 영상 정보만 보고 색상 맞춰 
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 내가 보는 색이 너와 같을까. 과학은 눈의 시세포를 거쳐 뇌의 시각중추에서 색을 인지하는 과정을 따지고 철학에서는 다른 사람의 경험을 완전히 알 수 없다는 타인 이해의 한계와 주관적 지각의 문제를 제기한다. 오랜 논쟁을 인공지능(AI)이 해결했다. 같은 색을 보는 뇌 활동이 누구나 같았다. 내가 본 빨간 사과는 상대도 붉게 본다는 것이다.
 독일 튀빙겐대의 인지신경과학자인 안드레아스 바르텔스(ndreas Bartels) 교수 연구진은 “색상 인지 과정에서 나타나는 뇌 활동 패턴을 AI로 분석해 다른 사람들의 뇌에서도 색상이 같은 방식으로 표현되고 처리된다는 사실을 알아냈다”고 8일(현지시각) 국제 학술지 ‘신경과학 저널’에 발표했다.
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 <img alt="프랑스 화가 폴 세잔이 1899년 그린 정물화 '사과와 오렌지'. 뇌가 색을 인지하는 과정이 누구나 같다는 사실이 AI 실험으로 밝혀졌다./위키미디어" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202509/09/chosunbiz/20250909140649264zwxr.jpg" data-org-width="2444" dmcf-mid="BHXsPWBWjn" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202509/09/chosunbiz/20250909140649264zwxr.jpg" width="658">
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 프랑스 화가 폴 세잔이 1899년 그린 정물화 '사과와 오렌지'. 뇌가 색을 인지하는 과정이 누구나 같다는 사실이 AI 실험으로 밝혀졌다./위키미디어
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 ◇뇌의 색 인지 과정 동일, AI로 확인
 연구진은 뇌 시각중추에서 다양한 색상이 어떻게 인지되는지, 사람마다 인지 과정이 똑같은지 알아보려고 했다. 예를 들어 사람마다 뇌가 달라 빨간색을 볼 때 반응하는 신경세포의 패턴이 눈송이 결정처럼 각자 다를 수도 있다. 아니면 빨간색을 보면 누구나 표준적이고 예측 가능한 뇌 활동 패턴을 나타낼 수 있다.
 둘 중 어느 쪽이 맞는지 알아보기 위해 건강한 사람들의 뇌 활동을 기능적 자기공명영상(fMRI)으로 촬영했다. 뇌에서 특정 영역이 작동하면 그곳으로 피가 몰린다. fMRI는 해당 영역을 마치 불이 켜진 것처럼 보여준다. 연구진은 먼저 45명에게 여러 색을 보여주고 뇌에서 어떻게 처리되는지 뇌 활동 지도를 만들이었다. 빨간색을 보면 뇌 어느 곳에서 어떤 순서로 불이 켜지는지 알아내는 식이다.
 AI는 이 데이터를 학습해 뇌의 색 인지 과정 패턴을 스스로 터득했다. 두 번째 실험도 마찬가지로 15명에게 특정 색을 보여주고 이때 뇌 활동을 촬영했다. AI는 뇌 활동 패턴만 보고도 참가자가 보고 있는 색상을 예측할 수 있었다.
 연구진은 색이 다르면 시각중추에서 조금씩 다른 부분에서 처리되며, 특정 색상에 더 강하게 반응하는 뇌세포들이 있다는 사실도 확인했다. 이러한 차이는 참가자 전반에 걸쳐 일관되게 나타났다. 논문 공동 저자인 마이클 바네르트(Michael Banner) 박사는 “이번 연구 결과는 사람마다 뇌가 색을 해석하는 방식에 공통점이 있다는 의미”라고 설명했다.
 과학자들은 올 초 원숭이에서도 비슷한 결과를 얻었다. 미국 국립 눈(眼) 연구소의 베빌 콘웨이(Bevil Conway) 박사는 이날 뉴욕타임스지에 “원숭이들도 색을 인간과 비슷하게 인지한다”며 “이번 연구는 진화 과정에서 색상 인식 능력이 강하게 선택됐다는 의미”라고 말했다.
 물론 이번 연구는 색 인지에 문제가 없는 사람들만 조사했다. 그와 달리 어떤 사람은 내가 본 빨간 사과를 노랗다고 볼 수 있다. 색은 눈의 망막에서 빨간색, 녹색, 파란색 빛을 감지하는 원추세포가 감지한다. 그중 하나 이상에 문제가 생기면 색을 제대로 인식하지 못하는 색각 이상이 생긴다.
 흥미로운 사실은 색각 이상인 사람도 잘 익은 사과는 빨갛다고 말한다는 점이다. 누구나 어릴 때부터 사과는 빨갛다고 배웠다. 그래서 눈에는 노랗게 보여도 사과색은 빨간색이라고 말한다. 사람의 머릿속에 고정관념으로 자리 잡은 이른바 기억 색이기 때문이다. 바나나 하면 노란색이라고 하는 것과 같다.
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 <img alt="2015년 2월 영국 가수가 인터넷에 올려 세계적인 화제가 된 드레스 사진. 원래 파란색 바탕에 갈색 줄무늬가 있는 옷인데 사람에 따라 흰색 바탕에 금색 줄무늬 또는 파란색 바탕에 검은색 줄무늬로 봤다./Tumblr" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202509/09/chosunbiz/20250909140651014qlmp.jpg" data-org-width="1180" dmcf-mid="bJpTit8tai" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202509/09/chosunbiz/20250909140651014qlmp.jpg" width="658">
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 2015년 2월 영국 가수가 인터넷에 올려 세계적인 화제가 된 드레스 사진. 원래 파란색 바탕에 갈색 줄무늬가 있는 옷인데 사람에 따라 흰색 바탕에 금색 줄무늬 또는 파란색 바탕에 검은색 줄무늬로 봤다./Tumblr
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 ◇10년 전 세계를 나눈 드레스 색 논쟁
 색각 이상이 아니더라도 항상 색을 똑같이 보지는 않는다. 10년 전 영국의 한 가수가 인터넷에 올린 드레스 사진을 두고 전 세계가 둘로 갈렸다. 한쪽에서는 “흰색 바탕에 금색 줄무늬 드레스”라고 했고, 다른 쪽에서는 “파란 바탕에 검정 줄무늬”로 봤다. 이른바 ‘흰-금’ 대 ‘파-검’ 논란이다.
 당시 미국 매사추세츠 공대(MIT)의 베빌 콘웨이 박사는 국제 학술지 ‘커런트 바이올로지’에 뇌가 드레스를 본 장소를 다르게 생각했기 때문에 색도 다르게 인식한다는 답을 발표했다. 남성과 여성이 다른 색으로 보는 성별 편향도 같은 맥락으로 설명됐다.
 사진의 화소(畵素)를 분석한 결과 드레스는 실제 파란 바탕에 갈색 줄무늬인 것으로 확인됐다. 1401명 대상의 설문 조사에서 57%는 드레스 사진을 파-검으로 봤다고 답했다. 30%는 흰-금, 11%는 파란 바탕에 갈색 줄무늬라고 답했다.
 콘웨이 박사는 “뇌가 조명의 영향을 배제하는 색 보정(補正)을 한 결과”라고 설명했다. 연구진에 따르면 흰-금으로 본 사람들은 드레스를 낮에 햇빛 아래에서 본다고 생각했다. 대낮 햇빛에는 파란색 계통 단파장이 많다. 원래의 ‘파란색-갈색’에서 파란색을 빼고 보면 흰-금이 된다.
 같은 원리로 파-검 쪽은 실내에서 드레스를 본다고 생각한 경우이다. ‘파란색-갈색’에서 실내 조명에 많은 붉은색 계통 장파장 빛을 빼면 파-검이 된다. 원래 색과 같이 본 사람들은 실내 조명과 햇빛 사이의 조명을 생각한 경우이다.
 설문 조사에서 젊고 남성일수록 파-검이라고 답한 사람이 많았다. 여성이나 나이가 많은 사람은 흰-금이 더 많았다. 연구진은 “젊은 남성은 여성이나 나이가 많은 사람보다 밤에 활동하는 시간이 많고 그만큼 실내 조명에 더 익숙하다”며 “드레스를 볼 때도 당연히 실내 조명 아래라 여기고 붉은색을 배제하는 것”이라고 설명했다.
 참고 자료
 Journal of Neuroscience(2025), DOI: https://doi.org/JNEUROSCI.2717-20.2025
 Journal of Neuroscience(2025), DOI: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1673-23.2024
 Current Biology(2015). DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2015.04.053 
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