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학습자료/과학

의식적 반응과 반사

대한민국 교육부 2015. 10. 12. 11:57

의식적 반응과 반사



■ 의식적 반응과 반사

야구 경기를 할 때, 날아오는 공을 보고 잡을 수 있는 것은 우리의 대뇌가 관여하여 자극에 대해 적절한 반응을 만들어낼 수 있기 때문입니다. 대뇌는 공이 날아오는 방향과 속도에 대한 정보를 바탕으로 어떻게 움직여야 하는지 명령을 내립니다. 이 명령은 대뇌와 말초 신경계를 연결해 주는 척수를 통해 이동하고, 운동 뉴런을 통해 근육으로 전달되어 우리가 적절한 움직임을 할 수 있도록 해줍니다. 이렇게 대뇌가 관여하여 우리가 의식적으로 할 수 있는 반응을 ‘의식적 반응’이라 합니다.


▲ 의식적인 반응(출처: 에듀넷)


의식적인 반응이 이렇게 우리의 대뇌가 관여하여 우리의 의지로 할 수 있는 반응이라면, ‘반사’는 우리의 의지와는 상관없는 무의식적 반응입니다. 뜨거운 물체를 만지게 되면 나도 모르게 손을 떼는 반응, 압정을 밟았을 때 황급히 발을 떼는 반응, 신생아가 손바닥에 자극이 닿으면 꼭 쥐는 반응 등이 모두 반사에 해당합니다. 이러한 반사에는 무조건 반사와 조건 반사가 있습니다.


신생아의 무조건 반사(출처: 에듀넷)


무조건 반사는 앞서 이야기한 뜨거운 물체를 만졌을 때 손을 떼는 반응 등을 포함한 ‘회피 반사’가 포함됩니다. 대부분의 회피 반사는 중추가 척수로서, 대뇌를 거치지 않고 우리 몸을 위험으로부터 피하도록 도와 줍니다. 또한, 무릎 반사, 재채기, 구토 등도 무조건 반사에 해당합니다. 재채기와 구토는 우리의 호흡기나 식도, 위 등에 이물질이나 독성 물질이 들어왔을 때 이를 뱉어낼 수 있게 해줍니다. 이러한 무조건 반사는 대뇌가 관여하지 않고 척수나 연수, 중뇌 등 중추 신경계의 다른 기관이 반응의 중추 역할을 하므로, 우리의 의식과 상관없이 일어납니다. 대뇌까지 신호가 전달되어 반응이 일어나려면 경로가 복잡하고 시간이 오래 걸리기 때문에, 무조건 반사는 우리의 생명 활동을 위해 빠른 반응이 필요하거나 굳이 의식적 판단이 필요하지 않은 과정들을 담당합니다.


하지만 우리가 뜨거운 물체를 만지고 손을 바로 뗄 때 ‘뜨겁다’라는 감각이 안 느껴지는 것은 아니지요? 이 경우에는 손의 감각 수용기에서 온 ‘뜨겁다’는 신호가 척수에서 반사 과정을 일으키고 동시에 감각 신호가 대뇌로 이동하여 우리가 느낄 수 있기 때문입니다. 따라서 우리가 뜨겁다는 것을 느낄 때에는 이미 손을 떼는 중일 것입니다. 아마 대뇌에서 “뜨거우니까 빨리 손을 떼라”라는 명령이 내려진 후에야 우리가 손을 떼게 된다면, 시간이 오래 걸려 이미 화상을 입은 후일 것입니다.


한편, 조건 반사는 무조건 반사와는 조금 다릅니다. 우리가 의식할 수 없는 반응인 반사라는 점은 같지만, 무조건 반사가 누가 특별히 가르쳐 주지 않아도 우리가 무의식적으로 할 수 있는 반응임에 비해, 조건 반사는 반사가 일어날 수 있는 조건에 대한 학습, 즉 ‘조건 형성’이 필요합니다. 무조건 반사가 “이러한 자극에는 이렇게 반응해야 해”라고 우리의 유전적인 프로그램에 저장되어 있는 것이라면, 조건 반사는 학습과 기억을 통해 서로 전혀 관계가 없는 자극과 반응이 연결되는 것입니다.


예를 하나 들어 보면 우리는 사탕을 먹으면 입에 침이 고입니다. 이는 의식적인 반응, 무조건 반사, 조건 반사 중에 무엇에 해당할까요? 네, 무조건 반사에 해당합니다. 우리가 ‘침샘에서 침을 분비해야지’라고 마음먹는다고 해서 침이 나오지는 않기 때문에 의식적 반응이 아니라 반사에 해당하는 것을 잘 알 수 있을 것입니다. 그리고 단 음식을 먹으면 침이 나오는 것은 우리가 배워서 할 수 있게 된 것이 아니라 태어나면서부터 선천적으로 할 수 있는 것이기 때문에 무조건 반사에 해당하는 것을 알 수 있습니다. 우리가 혀를 통해 단맛이라는 미각을 느끼고 이 신호가 우리의 연수에 전달되면, 연수로부터 침을 분비하라는 신호가 침샘에 전달되어 침이 분비되는 것입니다.


그렇다면, 사탕을 먹지 않고 그냥 보기만 했을 때에도 침이 고인 경험이 있지요? 이것은 무엇에 해당할까요? 네, 이는 조건 반사에 해당합니다. 사실 ‘사탕을 보았다’는 자극과 ‘침이 분비된다’라는 반응은 직접적인 관련은 없습니다. 하지만 우리가 단맛이 나는 사탕을 보고 침이 분비되는 것은, 과거에 사탕을 먹어 봄으로써 단맛이 나는 것을 알고 있기 때문입니다. 즉, 과거의 기억과 학습이 반사 작용을 일으킨 것이고, 이 때문에 조건 반사를 ‘후천적 반사’라고도 합니다. 사탕을 한 번도 먹어 본 적도, 본 적도 없는 사람에게 사탕을 보여 준다면, 아마 그 사람은 사탕이 달다는 사실 자체를 모르기 때문에 절대 입에 침이 고이지 않을 것입니다. 이러한 점이 바로 무조건 반사와 조건 반사의 차이점입니다.


기억과 학습이 필요하다는 점 때문에 조건 반사는 무조건 반사와 작은 차이가 있는데, 이는 바로 대뇌의 관여 여부입니다. 무조건 반사는 우리의 의지와 고등 정신 활동을 담당하는 대뇌와는 전혀 관계없이 척수, 연수, 중뇌가 중추로 작용합니다. 반면 조건 반사는 학습과 기억이 필요한데, 이는 대뇌에서 이루어지는 과정입니다. 그렇기 때문에 조건 반사는 비록 우리의 의지와는 관련이 없지만 대뇌가 관여합니다.



■ 자극에 따른 운동의 유형

의식적 반응과 반사의 차이점에 대해 알게 되었나요? 이번에는 우리가 근육을 통해 우리 몸을 움직이는 운동을 의식적 반응과 반사의 개념으로 알아보겠습니다. 우리 몸의 운동은 반사 운동, 의식적 운동, 그리고 율동 운동으로 나눌 수 있습니다.


반사 운동은 주로 외부로부터 비롯된 자극에 대해 반응하는 것으로서, 무릎 반사와 자세 반사가 이에 해당합니다. 자세 반사는 우리가 앉아 있거나 서 있을 때, 또는 움직일 때 무의식적으로 몸의 위치를 적절하게 조절해 줍니다.


의식적 운동은 우리의 의지를 통해 움직이는 것으로서, 대뇌가 중추로 작용합니다. 악기를 연주하거나 기계를 다루는 등, 반사 운동과는 다르게 외부로부터의 자극이 없어도 의지만으로 운동을 시작할 수 있고, 반응이 일어나는 경로가 복잡합니다. 그리고 이러한 의식적 운동은 훈련을 통해서 속도를 빠르게 하거나 능숙하게 할 수 있고, 심지어는 반사적으로 일어날 수도 있습니다. 예를 들면, 수영을 처음 배울 때나 자전거를 처음 탈 때, 얼마나 어려웠는지 생각해 봅시다. 하지만 훈련을 통해 능숙하게 되면, 물속에서 팔을 젓거나 자전거 페달을 밟고 핸들을 꺾는 운동 등은 매우 부드러워지고 자동적으로 이루어지게 됩니다.


율동 운동은 다소 복합적입니다. 달리기와 걷기를 생각해 봅시다. 가만히 있다가 처음 달리거나 걷기 위해서는 대뇌에서의 의식적인 명령이 필요합니다. 하지만 계속 걷거나 뛰는 중에는 ‘뛰어야지’ 또는 ‘걸어야지’라는 대뇌에서의 의식적 명령 없이도 자동으로 운동이 이루어집니다. 이는 척수의 중간 뉴런들이 뒤섞인 네트워크가 자동적으로 명령을 만들어 내기 때문입니다. 하지만 이 운동을 멈추기 위해서는 시작할 때와 마찬가지로 대뇌에서의 정지 명령이 있어야 합니다. 그래서 율동 운동은 운동을 처음 시작할 때와 끝낼 때는 의식적 운동이 되지만, 중간에는 반사 운동이라고 할 수 있습니다.



[자료출처: 에듀넷]



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