아기들이 태어날 때 처음에는 주변 세상을 흑백으로만 보다가 시간이 지나면서 색을 구별하게 된다던데요

Question

갓 태어난 신생아들은 시력이 아직 완전히 발달하지 않아서 세상 모든 것을 선명한 컬러가 아니라 흑백 사진처럼 명암으로만 구분하다가 생후 몇 달이 지나야 비로소 빨간색이나 파란색 같은 색상을 인식하기 시작합니다. 뇌의 시각 피질과 망막에 있는 색맹 세포인 원추세포가 자라나는 과정에서 외부의 빛 자극과 어떤 상호작용을 거치며 색각이 발달하는지 과학적 메커니즘이 궁금하네요.

Answer 1

갓 태어난 신생아에게 세계가 흑백으로 보이는 이유는 눈과 뇌의 생물학적 메커니즘이 아직 완성되지 않았기 때문입니다.

신생아는 색을 감지하는 망막의 원추세포가 짧고 뭉툭하며, 내부의 시각 색소 농도가 낮아 명암만 구분하는 흑백으로 세상을 봅니다.

이후 원추세포는 감지 파장에 따라 단계적으로 성숙하는데, 생후 1~2개월에 긴 파장을 다루는 세포가 먼저 발달하여 가장 먼저 빨간색을 인식하게 되는 것입니다.

이후 생후 3~4개월경 짧은 파장을 감지하는 세포가 성숙하면서 파란색과 노란색까지 구분하는 삼색형 색각의 기틀을 갖추게 됩니다.

그리고 세포 성숙과 함께 중요한 것은 외부 빛 자극을 통해 뇌 후두엽의 시각 피질(V1)로 이어지는 신경 연결망(시냅스)을 강화하는 과정인데, 망막 신경절 세포는 원추세포의 신호를 적-록 및 청-황 대립 신호로 변환하여 뇌로 전달하는 통로를 순차적으로 형성하게 됩니다.

결국 끊임없는 외부 빛 자극에 따른 신경 가소성 작용으로 망막 세포가 물리적으로 자라고, 뇌의 시각 피질 신경망 형성이 맞물리며 생후 4~6개월은 되어야 비로소 성인과 유사한 색각이 완성되게 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 임형준 수의사입니다.

신생아가 완전히 흑백으로만 보는 것은 아니지만 색 대비를 구별하는 능력이 매우 미숙한 상태입니다. 태어날 때부터 원추세포는 이미 존재하지만 망막,시신경,시각피질의 연결과 신호처리가 아직 충분히 발달하지 않아 색 구별이 제한됩니다. 생후 수주~수개월 동안 원추세포 기능과 뇌의 색 정보처리 회로가 성숙하면서 빨강,초록, 이후 파랑 계열까지 더 정요하게 구별하게 됩니다 .중요한 점은 색각 발달이 단순히 눈만 자라는 것이 아니라 망막과 뇌 시각회로가 함께 성숙하는 과정이라는 것입니다.

Answer 3

안녕하세요. 신생아가 태어나자마자 세상을 완전히 선명하게 보지 못하는 것은 맞지만, 처음에는 모든 것을 흑백으로만 보는 것은 아닙니다. 신생아도 어느 정도 색을 구별할 수 있습니다. 다만 시력이 낮고 색을 구별하는 능력이 아직 미숙하기 때문에 성인처럼 풍부하고 선명한 색감을 느끼지는 못하는 것인데요, 생후 초기에는 명암 대비가 강한 흑백 무늬나 얼굴처럼 큰 형태를 구별하는 능력이 상대적으로 잘 발달해 있습니다.

색을 감지하는 핵심은 말씀하신 망막의 원추세포이며, 사람의 망막에는 빛의 밝기를 주로 감지하는 막대세포와 색을 감지하는 원추세포가 있습니다. 원추세포에는 서로 다른 파장의 빛에 민감한 세 종류가 있으며 대략 긴 파장에 민감한 원추세포는 붉은 계열을, 중간 파장에 민감한 원추세포는 녹색 계열을, 짧은 파장에 민감한 원추세포는 파란색 계열을 구별하는 데 관여합니다. 다만 우리가 보는 색은 특정 원추세포 하나가 담당하는 것이 아니라 여러 종류의 원추세포가 받은 신호의 상대적인 차이를 뇌가 비교하고 해석하면서 만들어집니다.

신생아의 원추세포가 아예 없는 것은 아니며, 이미 태어나기 전부터 어느 정도 기능하고 있습니다. 하지만 출생 직후에는 원추세포의 밀도와 연결 상태가 성인 수준에 이르지 않았고 특히 망막 중심부인 중심와의 구조가 아직 성숙하는 과정에 있습니다. 또한 눈의 초점 조절 능력과 시신경을 통한 신호 전달 그리고 뇌의 시각 영역도 계속 발달하기 때문에, 색 자체를 감지하는 능력뿐 아니라 서로 다른 색을 구별하고 그 정보를 선명한 시각 경험으로 통합하는 능력이 미숙한 상태입니다. 특히 빛이 원추세포를 단순히 키우는 방식으로 색각을 발달시키는 것은 아니라는 것입니다. 빛이 망막에 들어오면 원추세포의 광수용체 단백질이 빛의 특정 파장을 흡수하고 전기적 신호로 변환합니다. 이 신호가 망막의 여러 신경세포를 거쳐 시신경으로 전달되고 뇌의 시각피질에 도달하는데요, 출생 후에는 실제 환경에서 반복적으로 다양한 빛과 색을 경험하면서 이미 형성되어 있는 시각 신경회로가 더욱 정교하게 조정됩니다. 즉 유전적으로 프로그램된 망막과 뇌의 발달에 외부의 시각 경험이 더해지면서 색각과 시력이 함께 성숙하는 것에 가깝습니다. 감사합니다.