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안내섬광

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인내섬광의 예술적 묘사
일부 사람들이 망막 자극에 의해 안내섬광을 보는 방식에 대한 예술가의 표현

안내섬광(眼內閃光, 영어: phosphene) 또는 자각광감(自覺光感)이란 빛에 의한 자극 없이도 눈에 가해지는 압력에 의해 생기는 시각 현상을 말한다. 안내섬광이라는 단어는 그리스어 'phos'(빛)와 'phainein'(보여주다)에서 유래했다. 움직임이나 소리에 유도되는 안내섬광은 시신경염과 관련이 될 수 있다.[1][2]

안내섬광은 망막이나 시각 겉질의 기계적, 전기적, 자기적 자극이나 시각계의 세포의 무작위 발화를 통해 유도될 수 있다. 또한 명상가(불교의 니밋타)와 오랫동안 시각 자극이 없는 기간을 견디는 사람들(죄수의 극장 현상), 환각제를 섭취한 사람에게도 나타난다고 보고되었다.[3][4]

원인

기계적 자극

가장 흔한 안내섬광은 눈을 비비거나 감은 눈 위나 근처에 압력을 가하여 발생하는 압력성 안내섬광이다. 이는 고대부터 알려져 있었으며, 초기 고대 그리스 문헌에도 기술되어 있다.[5] 압력은 망막의 세포를 기계적으로 자극한다. 경험적으로는 비비는 방향과 반대로 움직이는 시야의 어두워짐, 비비는 방향과 반대로 움직이는 확산된 여러 색깔의 모습, 압력이 가해지는 곳 근처 또는 반대편에 존재하는 밝은 원과 같이 잘 정의된 모양이나[6], 가끔 어두운 점이 있는 반짝이고 끊임없이 변형되는 밝고 어두운 그물의 모습(구겨진 파리채같은 모양), 희미하면서 강렬한 여러 파란색 점이 보이는 영역 등이 있다. 압력성 안내섬광은 문지르기를 멈추고 눈을 뜬 후에도 잠시 동안 지속될 수 있어 시야에서 안내섬광을 볼 수 있다. 헤르만 폰 헬름홀츠와 다른 이는 자신이 본 압력성 안내섬광 그림을 발표했다. 압력성 안내섬광의 한 예는 아이작 뉴턴이 상세히 설명했듯이 한쪽 눈의 옆을 부드럽게 누르면 반대편에 색깔 있는 빛의 고리가 나타나는 것을 관찰하는 것이다.[7][8][9]

또 다른 일반적인 안내섬광은 재채기, 웃음, 심한 기침, 코풀기, 머리의 외상, 저혈압(예: 너무 빨리 일어설 때 또는 실신 전)으로 인해 "별이 보이는" 현상이다. 이러한 현상은 망막의 기계적 자극도 가져올 수 있지만, 시각 겉질의 신경 세포 또는 시각 기관의 다른 부분의 기계적 및 물질대사(예: 낮은 산소 공급 또는 포도당 부족으로 인한) 자극으로 이어져 발생한다.

드물게 안내섬광은 다발성 경화증과 같은 망막 및 신경 질환에 의해서도 발생할 수 있다. 영국 국립처방집에는 안내섬광이 적어도 하나의 항협심증제의 가끔 발생하는 부작용으로 기재되어 있다.[10]

"안내섬광(phosphene)"이라는 이름은 난파된 프랑스 프리깃함 메두사호의 선의로 더 잘 알려진 프랑스 의사 앙리 사비니가 만들었다.[11] 이 단어는 백내장 수술 전 망막 기능을 검사하기 위해 세레 뒤제(Serre d'Uzes)가 처음 사용했다.[12]

전기 자극

안내섬광은 뇌의 전기적 자극을 통해서도 생성할 수 있는데, 신경학자 오트프리트 푀르스터는 일찍이 1929년에 이를 보고했다. 브린들리(Brindley)와 르윈(Lewin)(1968)은 52세의 실명 여성의 시각 겉질에 전극 자극 틀을 직접 삽입하여 작은 전기 펄스를 방출해 안내섬광을 생성했다. 이 안내섬광은 무색 또는 유색 빛의 점, 반점 및 막대 모양으로 보였다.[13] 브린들리(Brindley)와 러쉬턴(Rushton)(1974)은 안내섬광을 사용하여 시각 보철물을 만들었는데, 이 경우 안내섬광을 사용하여 점자로 보이는 점을 묘사했다. 연구에 따르면 말기 실명을 앓고 있는 개인에게 전기 자극으로 안내섬광을 유발할 수 있다.[14]

최근 몇 년 동안 여러 연구진은 사고로 실명한 사람의 시력을 회복하기 위해 안내섬광을 자극하는 실험적인 뇌-컴퓨터 인터페이스 또는 신경 보철물을 성공적으로 개발했다. 주목할 만한 성공으로는 윌리엄 H. 도벨[15]과 마크 휴마윤의 인체 실험, 딕 노먼(Dick Normann)의 동물 연구가 있다.

비침습적 기술인 경두개 자기 자극술은 두피에 전극을 사용하여 안내섬광을 생성하는 것으로 나타났다.[16]

인체 실험에 따르면 방추구 위쪽의 시각 겉질을 자극하면 시야의 아랫부분에 안내섬광이 생성되고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다.[17]

기타

안내섬광은 경두개 자기 자극술(TMS)과 같은 강렬하게 변하는 자기장을 통해서도 생성된다. 이러한 자기장은 머리 여러 부분을 지나가며 시각 기관 곳곳에 있는 세포를 자극할 수 있다. 또한 경두개 교류 자극과 같이 뇌파를 동반하는 교류를 통해서도 유도될 수 있다.[18] 이 경우 주변시에 안내섬광이 나타난다.[18] 하지만 이 주장은 이의가 제기되었다. 대안 가설로 후두 전극으로부터의 전류 확산이 망막에서 안내섬광을 유발한다는 이론이 있다.[19][20][21] 자기장으로 생성된 안내섬광은 자기성 안내섬광이라고 알려져 있다.

우주에서 방사선에 노출된 우주비행사도 안내섬광을 보았다고 보고했다.[22] 방사선 치료를 받는 환자는 치료 중 파란색 빛 섬광을 보았다고 보고했는데, 이는 체렌코프 효과와 유사한 현상으로 밝혀졌다.[23]

안내섬광은 이바브라딘과 같은 일부 약물을 통해서도 유발될 수 있다.[24]

메커니즘

대부분의 시각 연구자는 안내섬광이 빛 이외의 다른 자극에 의해 시각 기관의 한 부분이 자극된 후 이 자극이 다른 시각 기관에 퍼져 정상적인 활동한 결과라고 믿는다. 예를 들어, 그뤼서(Grüsser) 외 연구진은 눈에 가해지는 압력이 빛에 의한 활성화와 유사한 방식으로 망막 신경절 세포를 활성화시킨다는 것을 보여주었다.[25] 오래되고 폐기된 이론은 눈에서 빛이 생성된다는 것이다.[5] 이 이론의 한 대안이 부활했지만, 저자에 따르면 "안내섬광은 시각 기관의 다양한 부분(망막에서 겉질까지)의 세포에서 유도되거나 자발적으로 증가된 생체 광자 방출의 내재적 인지 때문"이라고 말한다.[26]

인류학 연구

1988년 데이비드 루이스-윌리엄스와 T. A. 도슨은 안내섬광과 다른 내시 현상에 대한 논문을 발표했다. 연구진은 후기 구석기 시대의 비구상 미술이 안내섬광과 신경학적 "형태 상수"의 환상을 묘사하며, 아마도 환각제를 통해 보이는 모습이 더욱 뚜렷했을 것이라고 주장했다.[27]

연구

연구는 후두엽 위의 두개골에 이식된 전극 배열을 사용하여 안내섬광을 생성하는 맹인을 위한 시각 보철물 사용에 초점을 맞추었다. 이러한 유형의 장기 이식이 있었다. 감염 및 발작과 같은 위험이 개발에 장애물이었다.[28]

안내섬광을 뇌 대 뇌 통신 시스템의 일부로 사용하는 가능성에 대한 연구도 있다. 브레인넷(BrainNet)이라는 이 시스템은 경두개 자기 자극술(TMS)을 사용하여 안내섬광을 생성한다. 이 연구의 목표는 뇌전도(EEG)를 사용하여 신호를 감지하고 경두개 자기 자극술(TMS)을 사용하여 전달하는 시스템을 통해 뇌 대 뇌로 생각을 연결하는 것이다. 각각 세 사람으로 구성된 다섯 개의 다른 그룹으로 실험이 진행되었다. 피험자는 두 그룹으로 나뉘었다. 두 피험자는 송신기 역할을 하며 EEG 전극에 연결되었고, 세 번째 사람은 수신기 역할을 하며 TMS 헬멧을 착용했다. 각 사람은 테트리스 스타일 게임이 있는 텔레비전 화면 앞에 앉았다. 송신자는 떨어지는 블록을 회전시켜야 하는지 여부를 결정해야 했지만, 블록을 회전시킬 수는 없었다. 수신기만이 이 작업을 수행할 수 있었다. 각 화면의 가장자리에는 두 개의 다른 주파수(하나는 15Hz, 다른 하나는 17Hz)로 깜박이는 두 개의 아이콘이 있었다. 송신자는 블록을 오른쪽 또는 왼쪽으로 회전시켜야 함을 신호하기 위해 한 아이콘 또는 다른 아이콘에 집중했다. 뇌전도는 고유한 신호를 생성했으며, 이 신호는 수신자의 TMS 헬멧으로 전송되었고, 수신자는 15 Hz 및 17 Hz 신호에 따라 다른 안내섬광을 인지하고 해당 방향으로 블록을 회전시켰다. 이 실험은 81%의 성공률을 달성했다.[29]

같이 보기

각주

  1. ↑ Davis, F. A.; Bergen, D.; Schauf, C.; McDonald, I.; Deutsch, W. (1976년 11월 1일). “Movement phosphenes in optic neuritis: A new clinical sign”. 《Neurology》 26 (11): 1100–1104. doi:10.1212/wnl.26.11.1100. PMID 988518. S2CID 32511771. 
  2. ↑ Page, N.; Bolger, J.; Sanders, M. (1982년 1월 1일). “Auditory evoked phosphenes in optic nerve disease”. 《Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry》 45 (1): 7–12. doi:10.1136/jnnp.45.1.7. PMC 491258. PMID 7062073. 
  3. ↑ Nicholson, Philip T. (2002). 《The Soma Code, Part III: Visions, Myths, and Drugs》. 《Electronic Journal of Vedic Studies》 8. 70–92쪽. doi:10.11588/ejvs.2002.3.942. 
  4. ↑ Klüver, Heinrich (1966). 《Mescal, and Mechanisms of hallucinations》. University of Chicago Press. 70쪽. OCLC 1194424731. 
  5. ↑ 가 나 Grüsser, Otto-Joachim; Hagner, Michael (February 1990). 《On the history of deformation phosphenes and the idea of internal light generated in the eye for the purpose of vision》. 《Documenta Ophthalmologica》 74. 57–85쪽. doi:10.1007/bf00165665. PMID 2209368. S2CID 30223977. 
  6. ↑ Sellman, TK (2018년 3월 11일). “Phosphenes: Your Own Personal Aurora Borealis” (영어). 《MultipleSclerosis.net》. 2020년 2월 2일에 확인함. 
  7. ↑ Newton, Isaac. “Laboratory Notebook”. 《cudl.lib.cam.ac.uk》. Cambridge Digital Library. 2014년 10월 9일에 확인함. 
  8. ↑ Newton, Isaac; McGuire, J. E; Tamny, Martin (2002). 《Certain philosophical questions: Newton's Trinity notebook》. Cambridge University Press. 386쪽. ISBN 978-0-521-53066-8. OCLC 728748184. 
  9. ↑ 《From the library》. 《British Journal of Ophthalmology》 87. 2003년 10월 1일. 1308쪽. doi:10.1136/bjo.87.10.1308. 
  10. ↑ “A better 'map' of the lights you see when you close your eyes can improve 'bionic eye' outcomes” (영어). 《ScienceDaily》. 2025년 9월 5일에 확인함. 
  11. ↑ Savigny, J. B. H. (1838). 《Phosphenes ou sensations loumineuses》 [Phosphenes or light-hearted sensations] (프랑스어). 《Archives Générale de Médecine》 3. 495–497쪽. 
  12. ↑ Serre, H. Auguste (1853). 《Essai sur les phosphenes: ou anneaux lumineux de la retine considérés dans leurs rapports avec la physiologie et la pathologie de la vision》 [Test on phosphenes: or luminous rings of the retina considered in their relation to the physiology and pathology of vision] (프랑스어). Masson. OCLC 1194111898. 
  13. ↑ Brindley, G. S.; Lewin, W. S. (1968년 5월 1일). 《The sensations produced by electrical stimulation of the visual cortex》. 《The Journal of Physiology》 196. 479–493쪽. doi:10.1113/jphysiol.1968.sp008519. PMC 1351724. PMID 4871047. 
  14. ↑ Tehovnik, E. J.; Slocum, W. M.; Carvey, C. E.; Schiller, P. H. (January 2005). 《Phosphene induction and the generation of saccadic eye movements by striate cortex》. 《Journal of Neurophysiology》 93. 1–19쪽. doi:10.1152/jn.00736.2004. ISSN 0022-3077. PMID 15371496. 
  15. ↑ Dobelle, W. H.; Mladejovsky, M. G. (1974년 12월 1일). 《Phosphenes produced by electrical stimulation of human occipital cortex, and their application to the development of a prosthesis for the blind》. 《The Journal of Physiology》 243. 553–576쪽. doi:10.1113/jphysiol.1974.sp010766. PMC 1330721. PMID 4449074. 
  16. ↑ Cowey, Alan; Walsh, Vincent (2001). 〈Chapter 26: Tickling the brain: studying visual sensation, perception and cognition by transcranial magnetic stimulation〉. Casanova, Christian; Ptito, Maurice (편집). 《Vision: From Neurons to Cognition, Volume 1》. Gulf Professional Publishing. 411–25쪽. ISBN 978-0-444-50586-6. 
  17. ↑ Tehovnik, E. J.; Slocum, W. M.; Carvey, C. E.; Schiller, P. H. (January 2005). 《Phosphene Induction and the Generation of Saccadic Eye Movements by Striate Cortex》. 《Journal of Neurophysiology》 93. 1–19쪽. CiteSeerX 10.1.1.326.9609. doi:10.1152/jn.00736.2004. PMID 15371496. 
  18. ↑ 가 나 Kanai, Ryota; Chaieb, Leila; Antal, Andrea; Walsh, Vincent; Paulus, Walter (December 2008). 《Frequency-Dependent Electrical Stimulation of the Visual Cortex》. 《Current Biology》 18. 1839–1843쪽. Bibcode:2008CBio...18.1839K. doi:10.1016/j.cub.2008.10.027. PMID 19026538. S2CID 15466470. 
  19. ↑ Kar, Kohitij; Krekelberg, Bart (2012년 10월 15일). 《Transcranial electrical stimulation over visual cortex evokes phosphenes with a retinal origin》. 《Journal of Neurophysiology》 108. 2173–2178쪽. doi:10.1152/jn.00505.2012. PMC 3545027. PMID 22855777. 
  20. ↑ Schwiedrzik, Caspar (2009). 《Retina or visual cortex? The site of phosphene induction by transcranial alternating current stimulation》. 《Frontiers in Integrative Neuroscience》 3. 6쪽. doi:10.3389/neuro.07.006.2009. PMC 2691656. PMID 19506706. 
  21. ↑ Schutter, Dennis J.L.G.; Hortensius, Ruud (July 2010). 《Retinal origin of phosphenes to transcranial alternating current stimulation》. 《Clinical Neurophysiology》 121. 1080–1084쪽. doi:10.1016/j.clinph.2009.10.038. PMID 20188625. S2CID 11763513. 
  22. ↑ Fuglesang, Christer; Narici, Livio; Picozza, Piergiorgio; Sannita, Walter G. (April 2006). 《Phosphenes in Low Earth Orbit: Survey Responses from 59 Astronauts》. 《Aviation, Space, and Environmental Medicine》 77. 449–452쪽. PMID 16676658. 
  23. ↑ Tendler, Irwin I.; Hartford, Alan; Jermyn, Michael; LaRochelle, Ethan; Cao, Xu; Borza, Victor; Alexander, Daniel; Bruza, Petr; Hoopes, Jack; Karen; Marr, Brian P.; Williams, Benjamin B.; Pogue, Brian W.; Gladstone, David J.; Jarvis, Lesley A. (February 2020). 《Experimentally Observed Cherenkov Light Generation in the Eye During Radiation Therapy》. 《International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics》 106. 422–429쪽. doi:10.1016/j.ijrobp.2019.10.031. PMC 7161418. PMID 31669563. 
  24. ↑ Tardif, Jean-Claude; Ford, Ian; Tendera, Michal; Bourassa, Martial G.; Fox, Kim (2005년 12월 1일). 《Efficacy of ivabradine, a new selective If inhibitor, compared with atenolol in patients with chronic stable angina》. 《European Heart Journal》 26. 2529–2536쪽. doi:10.1093/eurheartj/ehi586. PMID 16214830. 
  25. ↑ Grüsser, OJ; Grüsser-Cornehls, U; Hagner, M; Przybyszewski, AW (1989). 《Purkynĕ's description of pressure phosphenes and modern neurophysiological studies on the generation of phosphenes by eyeball deformation.》. 《Physiologia Bohemoslovaca》 38. 289–309쪽. PMID 2531426. 
  26. ↑ Bókkon, István (May 2008). 《Phosphene phenomenon: A new concept》. 《Biosystems》 92. 168–174쪽. Bibcode:2008BiSys..92..168B. CiteSeerX 10.1.1.377.2281. doi:10.1016/j.biosystems.2008.02.002. PMID 18358594. 
  27. ↑ Lewis-Williams, J. D.; Dowson, T. A.; Bahn, Paul G.; Bednarik, Robert G.; Clegg, John; Consens, Mario; Davis, Whitney; Brigitte; Delluc, Gilles; Faulstich, Paul; Halverson, John; Layton, Robert; Martindale, Colin; Mirimanov, Vil; Turner, Christy G.; Vastokas, Joan M.; Winkelman, Michael; Wylie, Alison (April 1988). 《The Signs of All Times: Entoptic Phenomena in Upper Palaeolithic Art [and Comments and Reply]》. 《Current Anthropology》 29. 201–245쪽. doi:10.1086/203629. JSTOR 2743395. S2CID 147235550. 
  28. ↑ Lewis, Philip M.; Rosenfeld, Jeffrey V. (January 2016). 《Electrical stimulation of the brain and the development of cortical visual prostheses: An historical perspective》. 《Brain Research》 1630. 208–224쪽. doi:10.1016/j.brainres.2015.08.038. PMID 26348986. 
  29. ↑ Jiang, Linxing; Stocco, Andrea; Losey, Darby M.; Abernethy, Justin A.; Prat, Chantel S.; Rao, Rajesh P. N. (2018년 9월 26일). 《BrainNet: A Multi-Person Brain-to-Brain Interface for Direct Collaboration Between Brains》. arXiv:1809.08632. doi:10.1101/425066. S2CID 52815886. 

외부 링크

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