소리로 "보는" 소년과 반향정위

 

반향정위(反響定位, echolocation). 음파, 혹은 초음파를 내어서 돌아오는 메아리로 상대와 자신의 위치를 측정하는 방법. 박쥐나 돌고래가 반향정위를 이용하는 대표적인 동물이다. 박쥐는 초음파를 발사한 다음 그 음이 물체에 닿아 일어나는 반향을 통해 자신이 있는 공간은 물론 다른 동물들의 크기 및 종류를 파악할 수 있다. 30m 떨어진 곳에 있는 초파리를 감지해 1초에 4-5마리를 사냥하며 철사로 만들어 놓은 장애물도 피해 간다. 돌고래 역시 반향정위를 이용해 사냥감의 위치와 크기, 방향을 파악한다. 물속에서는 소리가 육상보다 5배나 빨리 전달되므로 청각으로 식별하는 것은 매우 효율적이다. 그밖에 일부 조류나 설치류도 사용한다고 알려져 있다. 잠수함의 소나 기술이나 어군탐지기, 자동차의 후면 충돌 경고음도 이를 이용한 사례이다.

인간 중에도 반향정위를 이용하는 케이스가 있었다. 미국의 벤 언더우드라는 소년은 두 눈의 시력을 잃은 후에도 입천장에 혀를 대어 똑딱똑딱 소리를 내고 그 소리가 반사되는 것을 통하여 지형지물과 사물을 인식할 수 있었다. 그는 지팡이가 없어도 자유롭게 다닐 수 있었으며 자전거나 농구 같은 스포츠도 가능했다고 한다. 영국의 선천성 시각장애아동 루카스 머리는 약 2년간 반향정위 기술을 학습한 후 자신의 입천장을 차는 소리를 통해 집 안에 놓인 찬장의 위치 및 그릇의 크기를 구별해 냈으며, 식품점의 상품을 탐색하는 것도 가능해졌다고 한다.

이러한 반향정위는 일부 특수한 케이스만 가능한 게 아니라 어느 전도 학습이 가능하다고 한다. 영국 더랜대의 로어 틸러 연구진이 시각장애인들에게 10주에 걸쳐 훈련시킨 결과, 이들에게서 반향정위 능력이 향상되었다고 한다. 실험 참가자들은 눈앞에 있는 두 개의 원판 중 큰 것을 찾아내거나 직사각형 판의 기울어진 방향을 찾는 테스트에서 반향정위를 연습한 후 유의미한 정답률 향상을 보였다. 반사파를 헤드셋으로 들려주는 가상 미로 통과 테스트에서도 통과시간이 절반 넘게 줄었다. 말 그대로 박쥐나 돌고래같이 '소리를 보는' 것이다. 참가자들은 설문조사에서도 모두 이동능력이 개선되었으며, 83%는 자율성과 행복감이 높아졌다고 답했다.

시각장애인이 아닌 일반인들도 어느 정도 '소리로 보는' 행동을 한다고 한다. 순간적으로 상대가 친 공에 반응해야 하는 테니스 선수들은 상대가 공을 치는 소리를 듣자마자 친 공의 세기와 스핀 정도를 분간해 내 반응할 수 있으며 야구에서 외야수들도 타구 소리를 듣자마자 공의 낙하지점을 파악할 수 있다고 한다. 눈이 보이는 일반인들에게도 반향정위를 학습시킨 연구결과도 있다. 재미있는 것은 시각장애인들은 반향정위를 이용하면 뇌의 시각중추가 활성화되지만, 일반인은 운동중추가 활성화된다고 한다. 인간이 선천적으로 반향정위를 사용할 수 있는 능력을 가지고 있지만 이를 평소에 사용하지 않는 이유는 평상시엔 시각에만 의존하기 때문에 굳이 반향정위를 사용할 필요가 없기 때문이라고 한다.