눈이 움직일 때 고막도 움직인다: 청각 역학에 미치는 다중 감각 효과

신기한 연구라서 번역. 우리가 눈을 움직일 때 귀가 거기에 맞춰 고막을 준비시킨다는 연구다. 생명체는 참 신기해!

눈이 움직일 때 고막도 움직인다: 청각 역학에 미치는 다중 감각 효과

https://doi.org/10.1073/pnas.1717948115

중요성

지엽 청각계(peripheral hearing system)는 여러 개의 운동 메커니즘을 가지고 있어 뇌가 청각 변환 과정을 수정할 수 있도록 한다. 중이(中耳) 근육이나 외유모세포의 움직임 혹은 긴장은 고막의 움직임을 변화시키고, 이에 따라 외이도에 설치된 마이크로 검출할 수 있는 소리를 (예를 들어 귀 음향 방사로) 생산해낸다. 이 논문에서 우리는 뇌가 이런 시스템을 통해 생산하는 고막 운동의 한 가지 형태를 보고한다. 이는 안구의 도약 운동(saccade)의 방향 및 크기와 연동되어 같이 변화하는 진동 운동이다. 이 관찰 결과로부터 우리는 시각과 연관된 과정이 청각의 첫 단계를 조절한다는 것을 유추할 수 있다. 특별히, 이 안구 운동과 연관된 고막 진동은, 눈과 귀 사이의 공간적 관계의 변화에도 불구하고 뇌가 시야와 소리를 연결하는 것을 도와줄 가능성이 있다.

초록

시각과 청각계와 같은 감각 경로들 사이의 상호작용은 뇌 안에서 일어나는 것으로 알려져 있는데, 어디서 처음으로 발생하는지는 불분명하다. 이 논문에서 우리는 고막에서 나타나는 다중 모드 상호작용을 보인다. 시각적 목표에 대한 안구 도약 운동 과제를 수행하는 사람(n = 실험체 16명의 19개 귀)과 원숭이(n = 실험체 3마리의 5개 귀)를 대상으로 외이도 마이크 측정을 수행한 결과, 고막은 눈의 운동과 연결되어 움직이는 것으로 나타났다. 고막의 운동은 진동 운동이었고, 빠르면 인간의 경우 안구 도약이 일어나기 10 ms 전부터, 원숭이의 경우 안구 도약과 동시에 시작되었다. 우리가 안구 운동 연관 고막 진동(EMREO; eye movement-related eardrum oscillation)이라 이름 붙인 이 고막 운동은 청각 자극 없이 일어났다. EMREO의 진폭과 위상은 안구 도약 운동의 방향과 수평 진폭에 따라 달라졌다. EMREO는 안구 도약 운동 내내 유지되었고, 그 후에도 여러 주기를 안정적으로 진행하였다. 우리는 EMREO의 기저 메커니즘이 안구 운동에 따라 양쪽 귀에 신호를 보내, 뇌가 눈을 움직이면서 시각과 청각 자극의 위치 간 관계를 판단할 수 있도록 도와준다는 가설을 논의한다.