우리의 반사신경은 어디에서 오는 것일까?

“앗뜨거!”

한 번쯤 이런 경험을 해본 적이 있을 것입니다. 뜨거운 물건을 만지면 반사적으로 손을 빼던 경험. 우리는 어떻게 무의식적으로 빠르게 손을 뺄 수 있는 것일까요?

우리의 반사신경은 바로 척추신경에서 온다고 볼 수 있습니다.

원리를 설명하기전 간단한 개념정리를 해본다면 다음과 같습니다. 사람의 몸속 신경계는 크게 두 가지로 나뉜다고 볼 수 있습니다. 바로 중추신경계(Central Nervous System)와 말초신경계(Peripheral Nervous System)입니다. 여기서 중추신경계는 다시 두 가지로 나뉘는데, 바로 뇌(Brain)와 척수(Spinal Cord)입니다.

보통 감각을 느끼고 우리가 반응하는 그 길은 이렇습니다.

우리의 몸에 분포한 receptor는 외부에서 느껴지는 감각(온도, 압력, 빛, 소리, 냄새 등등)들을 신경들이 이해할 수 있는 신호(neural signal)로 바꿔주는 역할을 하고, 그 신호를 Sensory neuron이 척수로 보내고, 척수는 신호를 연결된 뇌로 보냅니다. 뇌는 감각에 따라서 무슨 행동을 할지 판단을 하고, 그 결과로 내리는 명령신호는 다시 척수를 타고 내려가 motor neuron을 따릅니다. Motor neuron은 뇌가 내린 신호에 따라서 근육을 이완하거나 축소시킴으로써 행동을 하고, 이것이 전반적인 우리의 감각과 반응하는 순서입니다.

하지만 반사적으로 행동하는 경우는 어떨까요? 

의식을 하기도 전에 빨리 대처해야하는 위급상황들이 있습니다. 우리가 감각을 의식하기도 전에 행동하는, 예를 들어서 불 가까이 손을 대거나 할 때처럼 말이죠. 그럴 때 우리의 척수는 신호를 뇌로 보내기 전에 motor neuron에게 뇌를 대신해서 명령을 내려 빠르게 행동할 수 있도록 하며, 이를 바로 단순 반사, simple reflex라고 부릅니다.

그림 1. Spinal interneuron integrates sensory-motor input. (출처: Lawson (2007). Wikimedia Commons. CC BY-SA 3.0.)

위 사진은 simple reflex의 대략적인 과정을 보여주는 도면입니다. 앞서 말한 receptor, sensory neuron, spinal cord의 단면, 그리고 motor nerve의 흐름이 나와있습니다. 뾰족한 핀이 살갗에 꽂혔을 때 피부에 위치한 pain receptor가 신호를 sensory neuron에게로 보냅니다. 신호가 척수에 다다르면 척수는 빠르게 대처를 하기 위해 뇌를 거치지 않고 곧바로 motor neuron에게 신호를 보냄으로써 muscle fibres에게 명령을 내립니다. 이로 인해 사람은 반사적으로 핀에 꽂힌 통증에 반응할 수 있습니다.

Simple reflex는 대체적으로 위급상황이 닥쳤을 때 빠르게 행동하기 위해 필수적입니다. 하지만 현대사회에서 simple reflex가 뜨거운 것을 만졌을 때나 핀에 찔렸을 때 등등 사용된다면 과거에는 생존을 위해서 사냥을 하거나 위험한 동물들을 만났을 때 사용되곤 합니다. 

특히 simple reflex가 척수의 빠른 대처를 보여주는 과정임을 고려하면 결국 simplex reflex는 특정부위의 신경계가 잘 작동하는지 확인하고 측정할 수 있는 가장 간편한 창(window)인 셈입니다. National Library of Medicine에 등재된 David A. McCrea의 [Spinal circuitry of sensorimotor control of locomotion] 은 우리가 이동(locomotion) 중에 motor neuron들의 조절 뿐만 아니라 걷는 동안 척수 안에 있는 central pattern-generating 회로가 움직임을 수정하는지도 언급합니다. 예를 들어서 걷는 도중 발을 찧으면 receptor를 통해서 sensory input이 들어오게 되고, 척수는 들어온 신호에 따라서 걷는 속도나 리듬을 바꾸는 등 움직임을 수정할 수가 있습니다.

더 알아보기

Easy to understand | REFLEX ARC

https://www.youtube.com/watch?v=aaQWxko6qmk

Nervous System

https://www.youtube.com/watch?v=RNLceVI8jcc

출처

Delaware Public Media. (2016). Motor neuron research could broaden understanding of nerve cells. In Delaware First Media. https://www.delawarepublic.org/science-health-tech/2016-11-01/motor-neuron-research-could-broaden-understanding-of-nerve-cells

Lawson, R. (2007). Anatomy and physiology of animals Relation btw sensory, relay & motor neurons.jpg. Wikimedia Commons. Retrieved from https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Anatomy_and_physiology_of_animals_Relation_btw_sensory,_relay_%26_motor_neurons.jpg

Misiaszek, J. E. (2003). The H-reflex as a tool in neurophysiology: Its limitations and uses in understanding nervous system function. Muscle & Nerve, 28(2), 144–160. https://doi.org/10.1002/mus.10372

Simple reflex arc. (n.d.). In Biology Notes for IGCSE 2014. Retrieved August 19, 2026, from https://biology-igcse.weebly.com/-simple-reflex-arc.html

여한구. (2022, May 3). 98. 마음의 전달체계 2. 브런치. https://brunch.co.kr/@hankooyeo/127