시각계
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1. 개요
시각계는 빛을 감지하고 처리하여 주변 환경을 이해하는 데 관여하는 복잡한 시스템이다. 19세기 후반 신경과학의 발전과 함께 시각 경로에 대한 연구가 이루어졌으며, 대뇌겉질의 시각 영역이 밝혀졌다. 시각계는 눈, 시신경, 시각교차, 시각로, 외측슬상체, 시각방사, 시각피질, 시각연합피질 등으로 구성되며, 망막의 빛수용체 세포가 빛을 전기 신호로 변환하는 과정을 거친다. 시각 정보는 시각 경로를 따라 뇌의 시각 피질로 전달되며, 시각연합피질에서 복잡한 시각 정보가 처리된다. 시각계는 균형 유지에도 중요한 역할을 하며, 시각 기능의 이상은 다양한 임상적 문제를 야기할 수 있다. 다양한 동물들은 서로 다른 방식으로 빛을 인지하며, 영장류는 인간과 유사한 색각을 가지고 있다. 시각은 노화에 따라 변화하며, 신생아의 시각은 점차 발달한다.
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| 시각계 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| |
| 라틴어 | (없음) |
| 구성 요소 | |
| 주요 구성 요소 | 눈 시신경 시각 피질 |
| 기능 | |
| 주요 기능 | 시각 정보 처리 |
| 세부 정보 | |
| 시스템 유형 | 감각계 |
| 식별 | |
| TA98 | A15.2.00.001 |
| 용어 | |
| 관련 용어 | 시각 인지 시각 센서 |
2. 역사
19세기 말, 신경계에 관한 많은 사실들이 밝혀졌는데, 그중 핵심은 뉴런이 신경계의 기본 세포이며 뇌는 그 영역마다 담당하고 있는 기능이 다르다는 사실이었다. 이런 사실들은 신경과학 발전의 바탕이 되었다.[69]
시각 경로는 외측슬상핵 이전의 구조를 포함하는 전방 시각 경로와 그 이후의 구조를 포함하는 후방 시각 경로로 나눌 수 있다.
대뇌겉질이 기능적으로 구분되어 촉각(몸감각겉질), 동작(운동겉질), 그리고 시각(시각겉질) 영역이 따로 있다는 개념은 프란츠 요제프 갈이 1810년 처음 제창했다.[69]
뇌 (특히 대뇌겉질)의 기능 영역이 구분되어있다는 것에 대한 증거는 1861년 폴 브로카가 브로카 영역을 발견한 것부터 시작하여, 구스타브 프리츠와 에두아르 히치히의 1871년 운동 겉질의 발견으로 이어졌다.[69][70] 데이빗 페리어는 뇌 일부에 일어난 손상과 그로 인한 기능적 영향 (손상 연구)을 연구하면서, 시각 기능이 뇌의 마루엽에 집중되어있다고 발표하였다 (1876).[70] 1881년, 헤르만 뭉크는 뒤통수엽에 시각 영역이 있다고 다시 발표하였으며, 이는 현재 일차시각겉질의 위치로 알려져있다.[70]
3. 구조
포유류의 시각계는 다음의 기관 및 조직들로 구성되어 있다.
다른 종들은 인지하는 대역이 다르다. 예를 들어, 벌은 자외선을 보며, 뱀은 구멍 기관(pit organ)으로 적외선을 감지할 수 있다.
19세기 후반, 뉴런과 뇌의 기능적 국재화에 관한 뉴런설 등 신경계의 많은 요소들이 밝혀졌다. 이러한 발견은 초기 신경과학의 원칙이 되었고, 시각계에 대한 이해를 더욱 발전시키는 데 기여했다.
대뇌피질이 촉각(체감각피질), 운동(운동피질), 그리고 시각(시각피질)과 같은 능력을 담당하는 기능적으로 구별되는 피질로 나뉜다는 개념은 1810년 프란츠 요제프 갈에 의해 처음 제안되었다.[67] 뇌의 기능적으로 구별되는 영역에 대한 증거는 19세기 내내 폴 브로카가 언어 중추(1861)를, 구스타프 프리치와 에두아르트 히치히가 운동피질(1871)을 발견하면서 증가했다.[67][68] 뇌의 특정 부분에 대한 선택적 손상과 그로 인한 병변의 기능적 영향을 바탕으로, 데이비드 페리어는 1876년 시각 기능이 뇌의 두정엽에 국한된다고 제안했다.[68] 1881년, 헤르만 뮌크는 일차 시각 피질이 있는 후두엽에 시각이 더 정확하게 위치한다는 것을 밝혀냈다.[68]
2014년, "시각 이해: 이론, 모델 및 데이터" 교재[42]는 이론적 원칙과 계산 모델을 통해 신경생물학적 데이터와 시각적 행동/심리적 데이터를 연결하는 방법을 보여준다.
3. 1. 눈
망막에 투사된 이미지는 뒤집힌 상으로 감지된다.]]
''눈의 광학적 특성 때문에 망막에 투영되는 영상은 상하좌우가 반전되어 있습니다.''
눈으로 들어온 빛은 각막을 통과하면서 굴절된다. 그다음 홍채에 의해 조절되는 동공을 지나 수정체에 의해 더욱 굴절된다. 각막과 수정체는 함께 마치 하나의 렌즈처럼 작용하여 망막에 뒤집혀진 상을 투사한다.[1][2][3][4][5][6][7]
3. 1. 1. 망막
망막은 옵신이라는 단백질 분자가 들어있는 수많은 빛수용체 세포들로 구성되어 있다. 사람의 경우, 옵신은 막대세포(옛 용어: 간상 세포)와 원뿔세포(옛 용어: 원추 세포) 두 종류가 있다. 막대세포는 주로 낮은 밝기에서, 원뿔세포는 밝은 빛에서 색을 구분하는 기능을 한다.
막대세포와 원뿔세포는 기능이 다르다. 막대세포는 망막 가장자리에서 주로 발견되며 낮은 밝기의 빛을 보는 데 쓰인다. 원뿔세포는 일반적으로 중심부인 망막중심오목에서 발견된다. 원뿔세포는 세 가지 종류가 있으며 서로 다른 파장의 빛 (빨강, 파랑, 초록)을 흡수한다.
망막의 빛수용체들은 두극세포에 직접 시냅스를 하며, 두극세포는 다시 신경절세포에 연결되어 뇌로 활동 전위를 전달한다. 약 1억 3천만 개의 빛수용체가 빛을 흡수하고 이 정보가 약 120만 개의 신경절세포의 축삭을 통해 망막에서 뇌로 전달한다. 망막의 수평세포와 무축삭세포 등은 정보를 가측으로 전달하여 수용장을 더욱 복잡하게 한다.
신경절 세포는 다음의 다섯 부류로 나뉘어 뇌에게 시각 정보를 전달한다.[26]
펜실베이니아 대학의 2006년 연구에 따르면 사람 망막의 대역폭은 8960 kb/s 정도이며, 기니피그의 망막의 경우 875 kb/s라 한다.[71]
3. 1. 2. 광화학
망막의 빛수용체 세포에는 '''레티날'''이라는 감광성 분자가 있다. 레티날은 '''레티넨'''1 또는 "레티날데하이드"라고도 불리며, 망막의 막대 세포와 원뿔 세포에서 발견된다.[26] 레티날은 빛을 중추신경계가 이해할 수 있는 신경 신호로 바꾸는 데 중요한 기능을 한다.[26] 빛이 존재하면 레티날은 구조를 바꾸면서 신경 신호를 만들어낸다.
3. 2. 신경 섬유
시각 신경 섬유의 대부분은 외측슬상핵(LGN)에서 끝난다. LGN은 일차 시각 피질(V1)로 신호를 보내기 전에 물체의 범위를 측정하고 주요 물체에 속도 태그를 붙여 움직임을 예측한다. LGN은 일부 섬유를 V2와 V3로도 보낸다.[8][9][10][11][12]
V1은 공간 구성을 위해 경계 검출을 하며, 초기에는 작은 변화에, 이후에는 전역적 구성에 집중한다. 또한 V1은 주목도 지도를 만들어 시선 이동을 돕는다.[13] V2는 시상 핵을 통해 V1과 신호를 주고받으며, 착시 윤곽 처리, 깊이 결정, 전경 구분 등의 기능을 수행하고 V1-V5에 연결된다. V3는 물체의 '전역 운동' 처리를 돕고, V1(약하게), V2, 하측측두피질과 연결된다.[14][15]
V4는 간단한 모양을 인식하며 V1(강하게), V2, V3, LGN, 시상 핵에서 입력을 받는다.[16] V5는 복잡한 수준에서 국소적 물체 운동을 전역적 운동으로 통합하고, V6는 V5와 함께 운동 분석을 한다. V6는 배경에 대한 물체의 운동을 분석하고, 위상 지도를 가지며, 팔 움직임 피질과 연결된다.[17][18]
하측측두회는 복잡한 모양, 물체, 얼굴을 인식하거나 해마와 함께 새로운 기억을 만든다.[19] 전교차부는 7개의 신경핵을 가지며 통증 억제, 급속 안구 운동 수면 등에 관여한다.[20] 에딩거-베스트팔 핵은 동공 확장과 눈의 수렴, 수정체 조절에 도움을 준다.[21] 시각로의 핵은 부드러운 추적 안구 운동, 조절 반사, REM에 관여한다. 시교차상핵은 빛에 의해 멜라토닌 생성을 중단하는 시상하부 영역이다.[22]
3. 2. 1. 시신경
눈을 통해 들어온 시각 정보는 시신경을 통해 뇌로 전달된다. 망막에 있는 여러 종류의 신경절 세포는 시신경을 통해 뇌로 정보를 보낸다. 이 중 90%의 축삭은 시상의 외측슬상핵으로 간다. 이 축삭들은 망막의 M, P, K 신경절 세포에서 나온다. 이렇듯 각각의 정보들은 서로 다른 경로로 지각을 하게 된다. 일부 축삭들은 중간뇌의 위둔덕으로 정보를 보내며, 이는 눈의 움직임(안구운동)을 돕는다.[75]
멜라놉신을 가진 빛수용체 신경절 세포들은 망막시상하부로를 통해 덮개앞부분(동공 반사의 경로)으로 가며, 여기서 생체 리듬과 잠을 조절하는 부분인 시각교차 위핵(생체 시계)이나 복외측시각교차전핵(수면 조절)으로 이어진다.[76] 한편 최근에는 빛수용체 신경절 세포들이 의식, 무의식적 시각까지 중개한다는 사실이 발견되었다. 이는 원뿔 및 막대세포가 없는 눈에서 명암을 감지하던 흔적이라고 추측되고 있다.[72]
3. 2. 2. 시신경교차
두 눈에서 온 시신경은 뇌의 시상하부 아래에 위치한 시신경 교차부에서 교차한다.[77][78] 여기서 두 눈에서 온 정보는 한 점으로 모였다가 담당하는 겉질로 흩어진다. 그 결과, 시야의 오른쪽 절반은 뇌의 왼쪽 절반이 담당하고, 왼쪽 절반의 시야는 오른쪽 절반의 겉질이 담당한다. 다시 말해, 일차 시각 피질의 왼쪽은 오른쪽 반을, 겉질의 오른쪽은 왼쪽 반의 시야를 처리하게 된다.[75] 시야 중앙의 작은 부분은 뇌의 양쪽 겉질이 중복해서 처리한다.
양쪽 눈의 시신경은 뇌의 시상하부 기저부에 있는 시각교차[33][34]에서 만나 교차한다. 이 지점에서 양쪽 눈에서 들어오는 정보가 결합된 다음 시야에 따라 분리된다. 시야의 해당 절반(오른쪽과 왼쪽)은 각각 뇌의 왼쪽과 오른쪽 대뇌반구로 보내져 처리된다. 즉, 일차 시각 피질의 오른쪽은 양쪽 눈의 시야 왼쪽 절반을 처리하고, 왼쪽 뇌도 마찬가지이다.[31] 시야 중앙의 작은 영역은 뇌의 양쪽 절반에서 중복적으로 처리된다.
3. 2. 3. 시신경로
시각교차 이후, 시각 정보는 시신경로를 통해 전달된다. 오른쪽 시야에서 온 정보는 왼쪽 시신경로를 따라 전달되고, 왼쪽 시야에서 온 정보는 오른쪽 시신경로를 따라 전달된다. 각 시신경로는 시상의 외측슬상핵(LGN)에서 끝을 맺는다.[31]
3. 3. 외측슬상핵 (LGN)
외측슬상핵(LGN, Lateral Geniculate Nucleus)은 뇌 시상에 위치한 감각 신경핵으로, 시각 신경 섬유의 대부분이 여기서 끝난다.[23] LGN은 일차시각겉질 (V1)로 신호를 전달하기 전에 물체의 범위를 측정하고 주요 물체에 속도 태그를 붙여 물체의 움직임을 예측하도록 돕는다.[8][9][10][11][12]
사람과 다른 유인원의 LGN은 6개의 층으로 구성되어 있다.[23] 1, 4, 6층은 반대쪽 눈의 코쪽 망막(측두 시야)에서 오는 정보에 해당하고, 2, 3, 5층은 같은 쪽 눈의 측두 망막(비 시야)에서 오는 정보에 해당한다.[23]
각 층은 망막의 특정 신경절 세포와 연결되어 서로 다른 정보를 처리한다.
| 층 | 연결되는 세포 | 기능 |
|---|---|---|
| 1층 | 반대쪽 눈 시신경의 M 세포(대세포) | 깊이, 움직임 정보 |
| 4층 & 6층 | 반대쪽 눈 시신경의 P 세포(소세포) | 색깔, 가장자리 정보 |
| 2층, 3층, 5층 | 같은 쪽 뇌 시신경의 M 세포, P 세포 | (4, 6층과 동일) |
6개의 층 사이에는 망막의 K 세포(색깔 담당)에서 정보를 받는 더 작은 세포들이 위치한다. LGN의 뉴런은 뒤통수엽 새발톱고랑 (calcarine sulcus) 근처의 일차시각겉질 (V1)로 시각 정보를 전달한다.[23]
LGN은 단순한 정보 중계소가 아니라, 시각 정보를 처리하는 중심이기도 하다. 겉질층과 피질하층에서 상호 입력을 받고 시각 피질에서 상호 신경 지배를 받는다.[26]
3. 4. 시각로부챗살
외측슬상핵(LGN)에서 시각 피질의 4층으로 정보를 전달하는 신경 섬유 다발이다.[26] LGN의 P층 뉴런은 V1 4Cβ층으로, M층 뉴런은 V1 4Cα층으로, K층 뉴런은 V1의 2층과 3층에 있는 블롭(blob)이라고 불리는 큰 뉴런으로 정보를 전달한다.[26]눈의 시야의 각도 위치는 시각로를 통해 V1에서 V4까지, 즉 일차 시각 영역까지 신경 위치와 직접적으로 대응된다.
3. 5. 시각겉질
시각겉질은 인간 뇌에서 가장 큰 영역으로, 시각 정보 처리를 담당한다. 뇌 뒤쪽 소뇌 위에 위치한다. 외측슬상핵(LGN)에서 직접 정보를 받는 부분을 일차시각겉질(V1, 줄무늬겉질(striate cortex)이라고도 함)이라고 한다. 시각 정보는 V2, V3, V4, V5/MT 등의 겉질 영역으로 순서대로 전달된다. (전달 순서는 종에 따라 다르다) 이들은 이차시각영역 (secondary visual area)으로 다양한 시각 정보를 처리한다. 예를 들어 V1, V2의 신경은 물체의 경계와 코너를 감지한다. 또, 색과 동작에 관한 기본 정보도 여기서 처리된다.[8][9][10][11][12]
V1은 공간적 구성을 이해하기 위해 에지 검출을 수행한다. 처음 40밀리초에는 작은 공간적 및 색상 변화에 집중하고, 100밀리초 후에는 변환된 LGN, V2 및 V3 정보를 받아 전역적 구성에도 집중하기 시작한다. V1은 또한 주의를 이끌거나 시선 이동을 안내하기 위해 상향식 주목도 지도를 만든다.[13]
V2는 시상 핵을 통해 V1로 신호를 전달하고(직접 및 간접적으로) 받는다. 시상 핵은 안구 운동과 시각적 주의에 관여한다. V2는 V1과 거의 같은 기능을 하지만, 착시 윤곽을 처리하고 좌우 신호(2D 이미지)를 비교하여 깊이를 결정하며 전경을 구분한다. V2는 V1-V5에 연결된다.
V3는 물체의 '전역 운동'(방향 및 속도)을 처리하는 데 도움이 된다. V3는 V1(약하게), V2 및 하측측두피질에 연결된다.[14][15]
V4는 간단한 모양을 인식하며 V1(강하게), V2, V3, LGN 및 시상 핵에서 입력을 받는다.[16] V5의 출력에는 V4와 그 주변 영역, 그리고 안구 운동 운동 피질(전전두엽 및 외측두정엽 영역)이 포함된다.
V5의 기능은 다른 V와 유사하지만, 복잡한 수준에서 국소적 물체 운동을 전역적 운동으로 통합한다. V6는 운동 분석에서 V5와 함께 작동한다. V5는 자기 운동을 분석하는 반면, V6는 배경에 대한 물체의 운동을 분석한다. V6의 주요 입력은 V1이며 V5가 추가된다. V6에는 시각에 대한 위상 지도가 있다. V6는 바로 주변 영역(V6A)으로 출력한다. V6A는 전운동피질을 포함한 팔 움직임 피질과 직접 연결된다.[17][18]
3. 6. 시각연합겉질
시각 정보는 시각겉질 내에서 복잡한 경로를 거쳐 처리된다. 웅거라이더(Ungerleider)와 미슈킨(Mishkin)이 제안한 "이중 경로 가설"에 따르면, 이러한 경로는 크게 등쪽 경로와 배쪽 경로로 나뉜다.[39]등쪽 경로는 "어디" 경로라고도 불리며, 공간 정보를 처리하고 눈과 손의 움직임을 담당하는 영역과 소통한다. 동작과 관련된 역할 때문에 "어떻게" 경로라고도 불린다.
배쪽 경로는 "무엇" 경로라고 하며, 시각적 자극을 인식하고, 식별하며, 분류하는 역할을 담당한다.
4. 생리학
눈은 카메라와 유사하게 작동한다. 각막과 수정체는 빛을 굴절시켜 망막에 거꾸로 된 상을 맺히게 한다. 망막은 간상 세포와 원추 세포라는 광수용기 세포를 통해 빛 에너지를 전기 신호로 바꾼다. 이 신호는 시신경을 통해 뇌로 전달된다.[1][2][3][4][5][6][7]
망막에는 옵신이라는 단백질 분자를 포함하는 많은 광수용기 세포가 있다. 인간의 시각에는 간상 세포 옵신과 원추 세포 옵신이 관여한다. 멜라놉신은 생체 시계 조절에 관여하지만, 의식적인 시각에는 관여하지 않는 것으로 추정된다.[24] 옵신은 빛의 입자인 광자를 흡수하여 세포에 신호를 전달하고, 이는 광수용기의 과분극을 유발한다.
간상체와 원추체는 기능이 다르다. 간상체는 주로 망막 주변부에서 낮은 조도의 시각을 담당하며, 각 눈에 1억 2천만 개가 있다. 원추체는 주로 망막 중심부(황반)에 있으며,[25] 주시각을 담당하고 색과 세부 사항을 구별한다. 원추체는 세 가지 유형(단파장-청색, 중파장-녹색, 장파장-적색)이 있으며, 각 눈에 600만~700만 개가 있다.[25]
망막에서 광수용기는 양극 세포와 시냅스를 형성하고, 양극 세포는 다시 신경절 세포와 시냅스를 형성하여 활동 전위를 뇌로 전달한다. 망막 내 뉴런 간의 정보 전달을 통해 많은 시각 처리가 이루어진다. 약 1억 3천만 개의 광수용체가 빛을 흡수하고, 약 120만 개의 축삭이 망막에서 뇌로 정보를 전달한다. 망막에서의 처리에는 중심-주변 수용 영역 형성, 광수용체에서 양극 세포로의 수렴 및 발산, 수평 세포와 아마크린 세포에 의한 측면 정보 전달 등이 포함된다.[26]
시각 순환에서, '''레티날'''(레티넨1 또는 레티날데하이드)은 망막의 감광성 분자로, 빛을 시각 신호로 변환하는 데 중요한 역할을 한다.[26]
5. 다른 동물과의 비교
다양한 종들은 빛 스펙트럼의 서로 다른 부분을 볼 수 있다. 예를 들어, 꿀벌은 자외선을 볼 수 있으며,[55] 살모사는 적외선에 민감한 열 감지 기관을 이용하여 정확하게 먹이를 겨냥할 수 있다.[56] 갯가재는 어떤 종보다도 가장 복잡한 시각계를 가지고 있는데, 갯가재의 눈에는 16가지 색 수용체 원추세포가 있는 반면, 인간은 3가지뿐이다. 다양한 원추세포는 짝짓기 선택, 포식자 회피 및 먹이 탐지 메커니즘으로 향상된 색상 배열을 인식할 수 있도록 한다.[57] 황새치 또한 인상적인 시각계를 가지고 있다. 황새치의 눈은 600m 깊이에서 먹이를 더 잘 감지하기 위해 열을 발생시킬 수 있다.[58] 특정 단세포 미생물인 와르노위드 디노플라젤라는 다세포 눈의 렌즈와 망막과 유사한 구조를 가진 눈과 같은 점안을 가지고 있다.[59] 군소 ''Acanthopleura granulata''의 갑옷 같은 껍질은 수백 개의 방해석 결정 눈(즉, 단안)으로 덮여 있으며, 이를 통해 영상을 형성할 수 있다.[60]
깃털벌레의 많은 종들, 예를 들어 그레이트 배리어 리프 해저의 관 속에 사는 ''Acromegalomma interruptum''은 촉수에 복안을 진화시켜 다가오는 움직임을 감지하는 데 사용한다. 움직임이 감지되면 깃털벌레는 촉수를 빠르게 움츠린다. Bok 등은 깃털벌레의 눈에서 옵신과 G 단백질을 발견했는데, 이는 이전에는 대부분의 무척추동물의 눈에 있는 장상체 수용체와는 대조적으로 일부 무척추동물의 뇌에 있는 간단한 섬모 광수용체에서만 관찰되었던 것이다.[61]
영장류 중에서 구세계 원숭이(아프리카) 원숭이와 유인원(붉은털원숭이, 유인원, 오랑우탄)만이 인간과 같은 3가지 원추형 광수용기 세포 색각을 가지고 있는 반면, 하위 영장류인 신세계 원숭이(남미) 원숭이(꼬리감는원숭이, 청설모원숭이, 카푸친원숭이)는 2가지 원추형 광수용체 색각을 가지고 있다.[62]
생물학자들은 인간이 대부분의 동물, 특히 낮에 비해 매우 좋은 시력을 가지고 있으며, 몇몇 대형 맹금류 종에 의해서만 능가된다는 것을 밝혀냈다.[63][64] 개와 같은 다른 동물들은 시력보다 다른 감각에 더 의존하는 것으로 생각되는데, 이는 인간보다 더 발달했을 수 있다.[65][66]
6. 발달
신생아는 제한적인 색 지각 능력을 가지고 있다.[44] 한 연구에 따르면 신생아의 74%가 빨간색을, 36%가 초록색을, 25%가 노란색을, 14%가 파란색을 구별할 수 있다고 한다. 한 달 후에는 성능이 "다소 향상"되었다.[45] 영아의 눈은 조절 능력이 없다. 소아과 의사는 비언어적 검사를 통해 신생아의 시력을 평가하고, 근시와 난시를 감지하며, 눈의 협응과 정렬을 평가할 수 있다. 시력은 출생 시 약 20/400에서 6개월령에는 약 20/25로 향상된다. 이는 시각을 조절하는 망막과 뇌의 신경 세포가 완전히 발달하지 않았기 때문이다.
심도 지각, 초점, 추적 및 시각의 다른 측면들은 초기 및 중기 아동기에 걸쳐 계속 발달한다. 미국과 오스트레일리아의 최근 연구에 따르면, 학령기 아동들이 자연광 아래에서 야외에서 보내는 시간의 양이 근시 발생에 어느 정도 영향을 미칠 수 있다는 증거가 있다. 이러한 상태는 아동기와 청소년기를 거치면서 다소 악화되는 경향이 있지만, 성인이 되면 안정된다. 더 두드러진 근시(근시)와 난시는 유전되는 것으로 생각된다. 이러한 상태를 가진 어린이는 안경을 착용해야 할 수 있다.
시력은 노화에 의해 영향을 받는 첫 번째 감각 중 하나이다. 노화와 함께 여러 가지 변화가 발생한다.
7. 임상적 중요성
위에서 아래로:
1. 우안 시력 완전 상실
2. 양측성 편측 시야 결손
3. 동측성 편측 시야 결손
4. 사분면 시야 결손
5&6. 황반 보존을 동반한 사분면 시야 결손]]
시각계가 제대로 기능해야 주변 환경을 감지하고, 처리하고, 이해할 수 있다. 빛 정보를 받아들이고 처리하고 이해하는 데 어려움이 있으면, 의사소통, 학습, 그리고 일상생활을 효과적으로 하는 데 문제가 생길 수 있다.
특히 어린이의 경우, 시각계 기능에 문제가 있는지 빨리 진단하고 치료하는 것이 중요하다. 이는 사회성, 학업, 언어 발달과 같은 중요한 발달 단계를 잘 밟아나가는 데 큰 영향을 미치기 때문이다.
백내장은 눈의 수정체가 뿌옇게 흐려지는 질환으로, 시력에 영향을 준다. 수정체가 노랗게 변하는 황변과 함께 나타날 수도 있지만, 황변과 혼탁은 별도로 발생할 수도 있다. 백내장은 주로 나이가 들거나, 질병에 걸리거나, 약물을 사용하면서 생긴다.
노안은 원시를 일으키는 시력 문제이다. 눈의 수정체가 가까운 거리에 있는 글씨를 읽을 때 초점을 맞추기 어려울 정도로 유연성이 떨어져서, 먼 거리에 초점이 고정되는 경향이 있다.
녹내장은 시야의 가장자리부터 시작해서 안쪽으로 점점 안 보이게 되는 질환이다. 터널 시야처럼 좁은 부분만 보이게 될 수 있다. 주로 시신경의 바깥층에 문제가 생겨 발생하며, 때로는 눈 안의 액체가 쌓이고 압력이 높아져서 발생하기도 한다.[54]
암점은 시야에 작은 맹점이 생기는 질환으로, 주로 일차 시각 피질이 손상되어 발생한다.
동측성 편측 시야 결손은 시야의 한쪽 전체가 보이지 않는 질환으로, 주로 일차 시각 피질이 손상되어 발생한다.
사분면 시야 결손은 시야의 일부분만 보이지 않는 질환으로, 주로 일차 시각 피질이 부분적으로 손상되어 발생한다. 동측성 편측 시야 결손과 비슷하지만, 증상이 덜 심하다.
안면 실인증 (얼굴 인식 장애)은 얼굴을 알아보지 못하는 뇌 질환이다. 이 질환은 주로 방추상 얼굴 영역이 손상된 후에 발생한다.
시각실인증 (시각 형태 실인증)은 물체를 알아보지 못하는 뇌 질환이다. 이 질환은 주로 복측 시각 경로가 손상된 후에 발생한다.
8. 기타 기능
시각 시스템은 고유수용성 감각 및 전정 기능과 함께 사람이 균형을 조절하고 똑바로 선 자세를 유지하는 능력에 중요한 역할을 한다. 이 세 가지 조건을 분리하여 균형을 검사했을 때, 시각이 균형에 가장 중요한 요소이며 다른 두 가지 고유 수용 기전보다 더 큰 역할을 하는 것으로 나타났다.[46] 개인이 주변 환경을 볼 수 있는 명확성뿐만 아니라 시야의 크기, 빛과 눈부심에 대한 개인의 민감도, 그리고 심도 지각의 저하는 뇌에 신체의 환경을 통한 움직임에 대한 피드백 루프를 제공하는 데 중요한 역할을 한다. 이러한 변수 중 어느 하나라도 영향을 미치는 것은 균형과 자세 유지에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.[47]
이러한 효과는 여러 연구에서 관찰되었다. 노인 피험자는 젊은 대조군에 비해,[48] 녹내장 환자는 나이가 같은 대조군에 비해,[49] 백내장 환자는 수술 전후에,[50] 그리고 안전 고글 착용 시에도 균형 감각에 부정적인 영향이 나타났다.[51] 단안시(한쪽 눈 시력) 또한 균형에 부정적인 영향을 미치는 것으로 나타났는데, 이는 백내장 및 녹내장 연구[49][50]뿐만 아니라 건강한 어린이와 성인에게서도 관찰되었다.[52]
Pollock 외 (2010)에 따르면 뇌졸중은 특정 시각 장애, 특히 시야 상실(반측 시야 결손)의 주요 원인이다. 그러나 이러한 시야 결손을 목표로 하는 비용 효과적인 개입의 효능에 대한 증거는 여전히 일관되지 않다.[53]
8. 1. 균형
고유수용성 감각 및 전정 기능과 함께 시각 시스템은 사람이 균형을 조절하고 똑바로 선 자세를 유지하는 능력에 중요한 역할을 한다. 이 세 가지 조건을 분리하여 균형을 검사했을 때, 시각이 균형에 가장 중요한 요소이며 다른 두 가지 고유 수용 기전보다 더 큰 역할을 하는 것으로 나타났다.[46] 개인이 주변 환경을 볼 수 있는 명확성뿐만 아니라 시야의 크기, 빛과 눈부심에 대한 개인의 민감도, 그리고 심도 지각의 저하는 뇌에 신체의 환경을 통한 움직임에 대한 피드백 루프를 제공하는 데 중요한 역할을 한다. 이러한 변수 중 어느 하나라도 영향을 미치는 것은 균형과 자세 유지에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.[47] 이러한 효과는 젊은 대조군과 비교했을 때 노인 피험자를 포함한 연구에서,[48] 나이가 같은 대조군과 비교했을 때 녹내장 환자에서,[49] 수술 전후 백내장 환자에서,[50] 그리고 안전 고글 착용만큼 간단한 경우에도 관찰되었다.[51] 단안 시(한쪽 눈 시력) 또한 균형에 부정적인 영향을 미치는 것으로 나타났는데, 이는 앞서 언급된 백내장 및 녹내장 연구[49][50]뿐만 아니라 건강한 어린이와 성인에게서도 관찰되었다.[52]Pollock 외 (2010)에 따르면 뇌졸중은 특정 시각 장애, 특히 시야 상실(반측 시야 결손)의 주요 원인이다. 그러나 이러한 시야 결손을 목표로 하는 비용 효과적인 개입의 효능에 대한 증거는 여전히 일관되지 않다.[53]
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