최강의 "뇌영상과 정신의학"

현직 정신과 의사인 필자가 최근 뇌영상과 정신의학 연구의 성과를 아우르며 뇌영상에 바탕을 둔 정신질환 해설에 나선다. 정신질환에 대해 여전히 큰 편견과 오해를 풀어주고자 한다.

어릴적 경험은 공감각에 어떤 영향 줄까?

[28] 후천적 공감각 어떻게 얻을 수 있을까?


002synesthesia1.jpg » 에이이디(AED)가 알파벳 글자에서 보는 색의 형태. B와 I를 제외하면, 나머지 글자는 여섯 개의 단위로 비슷한 색조를 띄고 있다. 출처/각주[1]


※ 1부 글 “‘창조성 원천’ 공감각

을 후천적으로 얻은 사람들”에서

이어지는 2부 글입니다.








어릴적 자석 글자로 놀았더니,

글자에서 색을 보는 공감각이…

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2006년 미국의 연구자 네이선 위드호프트(Nathan Witthoft)와 조너선 위나워(Jonathan Winawer)는 특이한 색-자소 공감각(문자나 숫자가 특정 색으로 인식되는 공감각)에 관한 논문을 발표했다.[1] 논문에 소개된 주인공은 ‘에이이디(AED)’라는 여성으로 그는 알파벳을 볼 때 여섯 글자마다 빨강, 주황, 노랑, 초록, 파랑, 보라의 순서를 반복하면서 색을 보는 특징을 갖고 있었다.


감각이 일정한 규칙을 따르는 것처럼 나타난 이유는 무엇이었을까? 궁금해하던 연구진에게 AED는 뜻밖의 실마리를 제공했다. 자신의 공감각 양상이 어릴 적에 글을 배울 때 가지고 놀던 자석 글자의 색과 비슷하다고 말한 것이었다. 한 장난감의 이름이 연구진의 뇌리를 스치고 지나갔다. 바로 피셔-프라이스사(社)에서 만들어 공전의 인기 상품이 되었던 ‘학창시절 놀이책상(School Days Play Desk)’이었다.


‘학창시절 놀이책상’은 1972년 미국에서 처음 출시되었다. 자석 칠판이 붙어 있는 작은 나무 상자, 그림과 빈 공간으로 패여 있는 단어로 구성된 두툼한 카드, 형형색색의 자석 글자로 이뤄진 ‘학창시절 놀이책상’은 글을 배우는 아이들에게 매우 유용한 장난감이었다. 예를 들어 강아지가 그려진 카드를 칠판 위에 올려 놓고 빈 공간에 알파벳 D, O, G를 채워 넣는 식으로 말이다. 장난감의 디자이너는 제작비 절감을 위해 다양한 색 대신 무지개 색이 반복되도록 자석 글자를 만들었다.


002synesthesia2.jpg » 왼쪽 : AED가 알파벳 글자에서 보는 색. 오른쪽 : AED가 부모님의 집 다락방에서 찾아낸 자석 글자의 색. 일부 색조의 차이가 있을 뿐 양쪽 모두 빨강, 주황, 노랑, 초록, 파랑, 보라의 순서로 색이 반복된다. 출처/각주[1], 변형


어른이 된 AED가 글자에서 공감각 하는 색이 어릴 적 장난감의 색과 일치하다니! 연구진은 이런 발견을 바탕으로 과거의 경험이 현재의 공감각에 영향을 끼친 것은 아닐까 하는 의문을 품게 되었다. 혹시 B만 너무 엉뚱하게 파란색인 것이 마음에 걸릴 수 있다. 하지만 AED는 어렸을 때 B를 잃어버렸다가 연구가 진행되던 즈음에 B를 찾았다. 가지고 논 적이 없는 B에서는 공감각이 규칙을 벗어나는 모습은 역으로 경험이 공감각에 끼친 영향을 시사한다.


그러나 한 명의 사례만으로 공감각이 어릴 적 경험의 영향을 받는다고 주장하기에는 무리가 있었다. 이에 위드호프트와 위나워는 추가로 10명의 색-자소 공감각자를 더 모았다. 총 11명의 색-자소 공감각자를 조사한 2013년의 연구결과는 7년 전과 비슷했다.[2] 참가자들이 글자나 숫자에서 보는 색들은 이들이 어릴 적 가지고 놀던 장난감 자석 글자들의 색과 많이 비슷했고, 참가자 11명 중 10명은 실제로 자신이 어렸을 때 이 자석 글자를 가지고 놀았던 기억이 있다고 말했다. 연구진은 자석 글자를 통한 기억과 학습이 공감각에 영향을 끼친 것으로 추정했다.


002synesthesia3.jpg » 왼쪽: 참가자의 색-자소 공감각 양상. 오른쪽: 일부 참가자(s2, s3, s4, s5)가 여전히 갖고 있던 자석 글자들. 많은 부분에서 색이 일치한다. 출처/각주[2]


2013년의 연구 결과는 이전보다 진일보한 것이었지만 공감각의 발달에 환경적 요소가 관여함을 입증하기에는 여전히 부족했다. 이에 위드호프트와 위나워는 대규모의 연구를 계획했고, 온라인용 공감각 검사를 개발해[3] 색-자소 공감각자의 자료를 세계에서 가장 많이 갖고 있는 미국의 데이비드 이글먼(David Eagleman) 교수와 의기투합 했다(해당 사이트 주소는 http://www.synesthete.org로 누구나 손쉽게 공감각자 여부를 확인할 수 있다).


연구진은 무려 6,588명의 색-자소 공감각자의 자료를 확보할 수 있었다.[4] 분석해보니 그 중 약 6퍼센트(%)에 해당하는 400명에서 글자에서 보는 색이 피셔-프라이스 자석 글자의 색과 10개 이상 일치하는 것으로 나타났다. 이는 우연이 일어날 수 있는 범위를 넘어서는 빈도였다. 자석 글자 장난감이 1972년에 처음 출시되었다는 점을 고려해 연구진이 특정 시기(예, 1975-1980년)에 태어난 공감각자로 대상 범위를 좁혀 분석하자, 일치하는 빈도는 15퍼센트(%)까지 상승했다. 그리고 자석 글자 제품의 생산이 중단된 1990년 이후에 태어난 공감각자들 사이에서는 그 빈도가 감소하는 것으로 나타났다.


002synesthesia4.jpg » 왼쪽 : 10개 이상의 알파벳에서 자석 글자와 색이 일치한 색-자소 공감각자 400명이 보는 색의 양상. 오른쪽 : 10개 이상으로 공감각이 일치하는 빈도(빨간 막대)는 자석 글자가 생산되던 시기(1971~1990년)에 높게 나타났다가 이후 감소한다. 출처/각주[4], 변형


드호프트와 위나워의 여러 연구 결과를 통해 학습, 기억과 같은 환경적 요소와 색-자소 공감각 사이에는 연관성이 존재함을 알 수 있었다. 다시 말해 공감각이 선천적 요소뿐 아니라 후천적 요소의 영향도 받는다는 것이다. 물론 피셔-프라이스 자석 글자로는 설명되지 않는 색도 여전히 많고, 오스트레일리아의 공감각자를 대상으로 한 과거의 다른 연구[5]에서는 이런 경향이 확인되지 않았던 점을 고려하면, 성급하게 어떤 결론을 내리는 것은 조심해야 한다. 하지만 어릴 적의 경험이 현재의 공감각에 영향을 끼칠 수 있다면, 어른이 된 뒤에도 학습을 통해 공감각자가 될 수 있지는 않을까?



후천적 공감각을 학습하라

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네덜란드 암스테르담에서 박사후과정을 밟고 있는 올림피아 콜리졸리(Olympia Colizoli)는 내가 그렇게 부러워하는 공감각자 중 한 명이다. 숫자에서 특별한 크기, 형태를 느끼는 공감각을 갖고 있는 그는 자신의 공감각을 다음과 같이 묘사한다.


“제게 모든 시간과 숫자는 물리적인 공간에 배치돼요. 일, 주, 월, 년, 세기 모두 형태를 갖고 있는데, 저는 이런 형태들을 이용해 머리 속에서 계획을 짜요.”[6]


른 공감각자들과 비슷하게 그 역시 자신이 세상을 경험하는 방식이 흔한 것이 아님을 깨닫는 데에 오랜 시간이 걸렸다. 놀람은 의문으로 바뀌었고, 그는 자신이 공감각을 가지고 태어난 것인지 아니면 일부분은 배워서 생긴 것인지에 대한 의문을 품게 되었다. 모국인 미국을 떠나 멀리 네덜란드에서 대학원 과정을 밟으면서 공감각을 연구했던 그의 행보가 지극히 자연스럽게 보이기까지 한다.


학습을 통해 공감각을 배울 수 있는지 알기 원했던 콜리졸리는 연구에 참여한 비공감각자 17명에게 비교적 간단한(?) 과제를 주었다.[7] 바로 독서였다. 그러나 참가자들이 읽은 책은 하얀 종이에 까만 글씨가 쓰인 평범한 책이 아니었다. 대신 알파벳 a, e, s, t가 빨강, 주황, 초록, 파란색으로 출력된 특별한 책이었다. 연구진은 이 과제를 ‘색으로 책 읽기(reading in color)’로 명명했다. 백문이 불여일견, 아래 그림을 살펴 보면 어떻게 독서가 이뤄졌는지 쉽게 알 수 있다.


002synesthesia5.jpg » 콜리졸리가 다른 연구에서 사용한 색으로 책 읽기의 예시문. 여기에서는 a, e, n, r이 각각 빨강, 주황, 초록, 파란색을 띠고 있다. 출처/각주[8]


가자는 별다른 노력 없이 독서를 하면서 자연스럽게 특정 글자와 색을 연결할 수 있게 되었다. 연구진은 독서의 효과를 확인하기 위해 색색의 알파벳 문자를 짧게 보여주면서 무슨 색인지를 말하도록 하는 검사를 시행했다. 이 때 문자가 책에서 봤던 것과 다른 색이면, 참가자들은 대답을 하는 데 순간적으로 망설이는 모습을 보였다. 예를 들어 a가 빨강이 아닌 노란색으로 되어 있으면 답을 하는 데 시간이 더 걸리고, 정답인 파랑 대신 노랑이라고 종종 잘못 답했다.


연구진이 시행한 검사를 조금 유식하게 표현하면 변형된 ‘스투룹 과제(Stroop task)’이다. 그리고 문자의 색이 책에서 봤던 것과 일치하면(예, a가 빨간색이면) 일치(congruent) 조건이, 일치하지 않으면(예, a가 노란색이면) 비일치(incongruent) 조건이 된다. 연구진은 참가자가 답을 말하는 데에 걸린 시간(reaction time)과 정답을 맞춘 비율(accuracy)을 측정해 독서 전과 후를 비교해봤다. 그 결과, 색으로 책 읽기가 실제 효과적인 것으로 드러났다. 독서 후 비일치 조건에서 참가자의 반응 속도는 느려지고, 일치 조건에서 정확도는 증가했기 때문이다. 색-자소 공감각자처럼 비공감각자도 글자에서 색을 자동적으로 연상시킬 수 있게 된 것이다.


002synesthesia6.jpg » 색으로 책 읽기 전후(pre Reading/Post Reading)의 스투룹 과제 시행 결과. 비일치 조건에서 반응 시간이 증가했고(위), 일치 조건에서 정확도가 증가했다(아래). 출처/각주[7], 변형

참가자는 글자 수가 4만 9,000자 이상인 책 한 권을 읽는 것만으로도 충분히 위와 같은 효과를 얻을 수 있었다. 이 정도 노력으로도 ‘공감각적 연상’ 능력을 얻은 것은 후천적 공감각자를 꿈꾸는 내게 매우 희망적인 내용이다. 그런데 엄밀히 따져보면 참가자가 정말로 공감각을 갖게 되었다고 말할 수 있을까? 이들이 경험한 것은 글자에서 색을 연상한 것이지 색-자소 공감각자처럼 검정색 글자 위로 색을 본 것은 아니기 때문이다. 이런 제한점 때문에 콜리졸리도 논문 제목을 ‘허위-공감각(Pseudo-synesthesia)’으로 표현했다.


시 학습이 부족했던 것은 아니었을까? 영국의 대니얼 보(Daniel Bor)와 니콜라스 로센(Nicolas Rothen)은 콜리졸리의 연구나 다른 비슷한 연구들의 제한점을 보완해 보기로 했다.[9] 참가자들은 매일(주말 제외) 30분 동안 9주 간에 걸쳐 4-5개의 과제(매주 1-2개는 새로운 과제로 변경)를 수행하는 훈련에 참여했다. 집에 와서도 콜리졸리의 연구와 비슷하게 전자책을 이용해 ‘색으로 책 읽기’ 숙제를 했다. 참가자들의 의욕도 역시 중요했기에 연구진은 매주 과제가 끝날 때마다 전보다 성적이 향상된 참가자에게는 1파운드(£)를 추가로 지급했다.


참가자 33명 중 14명 만이 이 과정을 끝마친 고강도 훈련의 결과는 어땠을까? 참가자는 훈련 전과 다르게 색-자소 공감각자처럼 알파벳 글자에서 색을 보거나 일종의 성격(예, “r은 활기차요”, “x는 짜증나요”)을 느끼게 되었다. 참가자가 묘사하는 자신들의 경험은 공감각자의 그것과 매우 유사했다.


“마음에 있는 눈으로 색을 봐요”, “색이 머리 속에 곧 바로 떠올라요”, “머리 속에 모니터가 있는 것처럼 색이 보여요”[9]


002synesthesia7.jpg » 훈련에 참여한 참가자(옅은 회색 막대)가 모든 과정을 마친 뒤 색 일관성 검사에서 실제 공감각자처럼 반응할 수 있게 되었다. 출처/각주[9] 련 전후를 비교한 검사 결과에서도 뚜렷한 차이가 있었다. 예를 들면 무작위로 제시되는 글자와 숫자에서 보이는 색을 여러 번 반복해서 맞추는 ‘색 일관성 검사 (Color Consistency Test)’에서 훈련을 마친 참가자는 실제 공감각자의 기준을 어렵지 않게 충족시켰다. 그리고 흥미로운 발견이 추가로 있었다. 훈련을 마친 참가자의 지능이 상승한 것이었다. 후천적 공감각도 생기고 머리도 좋아진다니! 그야말로 꿩 먹고 알 먹기 아닌가.


후천적 공감각자가 되는 길을 드디어 찾은 것인가 하고 기뻐할 무렵, 논문의 끝부분에서 실망스러운 사실과 맞닥뜨렸다. 훈련이 끝나고 석 달 뒤에 참가자를 다시 평가했더니, 이들이 획득한 공감각 현상이 대부분 사라진 것이었다. 후천적 공감각자가 되는 방법을 찾아 떠난 길고 길었던 여정이 이렇게 허무하게 끝난단 말인가. 그래도 공감각이 만들어지는 데에 유전자, 뇌와 같은 생물학적인 요소 외에 기억, 학습과 같은 환경적인 요소도 작용할 수 있는 것을 알게 되었으니 그나마 위안이 된다.



공감각을 대하는 자세

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요즘은 쉐프의 전성시대이다. 텔레비전 방송에서 잘 생기고 멋진 요리사를 만나는 것이 매우 흔한 일이 되었다. 단련된 미각과 화려한 손놀림으로 만들어진 창조성 넘치는 음식을 보고 있노라면 요리도 예술이란 말에 절로 고개가 끄덕여진다. 그런데 창조성과 예술성을 겸비한 요리사 중 자신이 공감각자라고 밝힌 사람을 본 적이 거의 없다. 이상하다. 공감각의 장점이 창조성이고,[10] 퍼렐 윌리엄스를 포함한 많은 예술가가 공감각자이지 않던가.


‘음식 과학자’로 불리는 영국의 찰스 스펜스(Charles Spence) 교수는 이런 의문에 대해 공감각의 지나친 고유성(idiosyncrasy)에서 답을 찾는다.[11] 다시 말해 공감각자 요리사가 자신만의 독특한 공감각적 영감을 이용해 만든 음식이 대부분의 사람들에게는 공감을 자아내지 못하게 된다. 시나 그림과 같은 영역에서는 공감각을 이용한 참신한 표현이 아름다움을 선사하지만 맛의 영역에서는 그렇지 못한 것이다.


백문이 불여일식(?), ‘밝은 하늘색(Light Cyan Blue)’ 맛이 나는 요리의 조리법[12]을 간략하게 살펴보자.


재료 : 닭가슴살, 바닐라 아이스크림, 바닐라콩, 얼린 오렌지 주스 농축액, 갈색 설탕, 옥수수 전분

1. 오렌지 주스 농축액에 달지 않을 정도로 갈색 설탕을 섞은 뒤 낮은 온도에서 가열한다. 소스가 끈적해지면 옥수수 전분을 넣어 걸죽하게 만든다.

2. 껍질은 바삭하게, 고기는 기름지게 닭가슴살을 석쇠에 굽는다.

3. 바닐라 콩을 흩뿌린 공 모양의 바닐라 아이스크림을 그릴에서 갓 꺼낸 닭가슴살 위에 올린다. 그 위에 넉넉하게 오렌지 소스를 뿌려준다.

4. 완성된 요리를 레몬향이 나는 라이트 맥주 한 잔과 레드 와인 한 잔을 곁들여 제공한다.


내가 미식가는 아니지만 닭고기와 아이스크림을 함께 먹는 것에는 고개를 갸우뚱하게 된다. 설령 맛을 포기하고 먹는다고 해도 내가 공감각자처럼 밝은 하늘색을 느낄 것 같지는 않다. 아무리 요리사의 실력이 뛰어나도 이런 메뉴를 파는 식당이 문전성시를 이룰 가능성은 희박해 보인다.


득 무작정 공감각을 소망했던 내 자신을 뒤돌아본다. 선천적으로 공감각자이지 않은 내가 후천적으로나마 공감각자가 되고 싶어했던 이유는 공감각의 장점인 창조성이 부러웠기 때문이다. 하지만 밝은 하늘색 맛이 나는 요리에서 살펴봤듯이 창조성이 꼭 모든 분야에 유익한 것은 아니다. 내가 <사이언스온> 원고를 쓸 때에 창조성이 ‘반짝’하며 소재를 찾거나 문장을 작성할 때 도움이 될 수 있지만 사실 글 쓰기의 대부분은 ‘계속’해서 글을 밀고 두드리는 것이다. 더욱이 아직까지는 후천적 공감각을 얻는 길이 위험하거나 제한적이기에 굳이 공감각자를 꿈꾸지 않아도 될 것 같다. 비록 내게 공감각은 없지만 좋아하는 글쓰기를 할 수 있는 것만으로도 지금 행복하다.


“왜냐면 나는 행복하거든, 그게 네가 하고 싶은 것이라면 박수를 쳐.

(Because I’m happy, Clap along if you feel like that’s what you wanna do).”

- 퍼렐 윌리엄스의 <해피>에서  

◑   


[주]



[1] Witthoft, N. and J. Winawer, Synesthetic colors determined by having colored refrigerator magnets in childhood. Cortex, 2006. 42(2): p. 175-83.

[2] Witthoft, N. and J. Winawer, Learning, memory, and synesthesia. Psychol Sci, 2013. 24(3): p. 258-65.

[3] Eagleman, D.M., et al., A standardized test battery for the study of synesthesia. J Neurosci Methods, 2007. 159(1): p. 139-45.

[4] Witthoft, N., J. Winawer, and D.M. Eagleman, Prevalence of learned grapheme-color pairings in a large online sample of synesthetes. PLoS One, 2015. 10(3): p. e0118996.

[5] Rich, A.N., J.L. Bradshaw, and J.B. Mattingley, A systematic, large-scale study of synaesthesia: implications for the role of early experience in lexical-colour associations. Cognition, 2005. 98(1): p. 53-84.

[6] http://www.bbc.com/future/story/20140611-can-synaesthesia-be-learnt

[7] Colizoli, O., J.M. Murre, and R. Rouw, Pseudo-synesthesia through reading books with colored letters. PLoS One, 2012. 7(6): p. e39799.

[8] Colizoli, O., J.M. Murre, and R. Rouw, Training synesthetic letter-color associations by reading in color. J Vis Exp, 2014(84): p. e50893.

[9] Bor, D., et al., Adults can be trained to acquire synesthetic experiences. Sci Rep, 2014. 4: p. 7089.

[10] http://scienceon.hani.co.kr/?mid=media&category=90222&page=2&document_srl=133809

[11] Spence, C., J. Youssef, and O. Deroy, Where are all the synaesthetic chefs? Flavour, 2015. 4(29).

[12] Day, S.A., The human sensoria and synaesthetic approach to cooking. Collapse, 2011. VII: p. 378–409.


최강 의사, 르네스병원 정신과장   

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최강 의사, 서울명병원 정신과 과장
우울하던 의과대학 시절에 운명처럼 찾아온 정신과학과 여전히 연애 중인 정신과 의사. 환자들과 이야기 나누는 것을 좋아하고 정신과에 대한 오해와 편견을 줄이고자 늘 고민한다.
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