망막의 세포 구조가 눈의 기능을 최적화 (원추세포 간상세포의 위치)

눈의 가장 안쪽에 있는 망막은 시각적 영상 정보를 신경 신호로 바꾸어 뇌로 보냅니다. 카메라의 필름이나 광학 센서와  같은 역할을 하고 있습니다. 이렇듯 중요한 망막의 구조는 그동안 많은 연구를 통해 잘 알려져 왔습니다. 각각의 세포가 어떤 기능을 하는지도 알고 있습니다. 그런데 최근 이스라엘 연구진은 눈의 기계적 구조가 기능을 효율적으로 발휘하기 위해서 최적화되고 있다는 사실을 새롭게 밝혀냈습니다.

안구에 있는 망막은 여러층으로 나누어져 있습니다. 특히 2종류의 세포가 중요합니다. 빨강, 초록, 파랑의 3가지 색을 인식하는 원추세포(추상세포 cone cell, pyramidal cell)와 색을 구별할 수 없지만 빛에 대한 감도가 높아서 어두운 곳에서 빛을 감지하는 간상세포가 있습니다. 추상세포와 간상세포의 앞쪽으로 즉 각막 방향에는 신경절 세포나 아마크린 세포로 이루어진 몇개의 층이 존재합니다.

따라서 외부에서 안구 속으로 들어온 빛은 몇개의 층을 통과하여야 빛을 감지하는 원추세포와 간상세포에 도달합니다. 그렇다면 왜 빛을 인식하는 센서 뒤가 아니라 앞에 이러한 세포층이 존재할까요? 이런 구조는 외부에서 오는 광을 조금이라도 방해할테니까요. 그런데 이런 구조를 가진 이유에 대해서 그동안 명확한 답을 찾지 못하였다고 합니다.

이스라엘 공과대학교의 Ribak박사는 망막 구조의 비밀을 풀기 위해서 이론적 모델을 만들어 실험을 하였었습니다. 그리고 망막에 존재하는 세포 중에서 가장 밀도가 높은 신경교세포(glial Cell)가 시야 선명도를 증가하는 작용이 있음을 발견했습니다. 또한 흥미롭게도 녹색과 적색 빛이 청색보다 더 집중적으로 신경교세포를 투과하였습니다.

분석을 위해 쥐의 망막으로 실험하였습니다. 결과에 의하면 망막을 투과할 때 모든 빛이 골고루 분산되어 들어오지 않고 특정 부분에 집중되었습니다. 빛이 집중된 부분은 가늘고 세로로 긴 형상을 하여 망막 입구부터 원추세포와 간상세포까지 이어졌습니다. 이곳으로 통과하는 빛은 전체 평균 보다 10배 높았습니다. 또한 신경교세포가 빨간색과 녹색 빛을 각각 최적의 원추세포로 보내는 가이드 역할을 하고 있었습니다. 반대에 청색 빛은 신경교세포에 잘 작동하지 않고 전체적으로 분산되어 간상세포에 도착했습니다.