운동제어(motor control)를 위해 운동학습(motor learning)을 일으키는 뇌의 기능(brain function)

김형욱의 칼럼언어

 운동제어(motor control)와 운동학습(motor learning)은 운동학적인 용어(kinematic term)이면서 신경학적인 용어(neurologic term)로, 뇌의 기능(brain function)을 아주 잘 드러내고 있는 표현이라고 할 수 있습니다. 운동제어(motor control)와 운동학습(motor learning) 모두, 뇌의 기능(brain function)으로 인해서 발휘되는 현상이기 때문입니다.
 이러한 용어는 운동지도자들 사이에서 운동을 표현하는 다양한 용어 중 상대적으로 덜 사용되는 용어이기도 합니다. 이것은 아마도 많은 전문가들이 뇌(brain)에 대해서, 그리고 뇌의 기능(brain function)에 대해서 그만큼 잘 알고 있지 않아서입니다. 뇌(brain)는 구조(structure)로 보나, 기능(function)으로 보나, 인체의 그 어떠한 성분보다 더욱 복잡하고 난해합니다.
 저는 이번 포스팅에서 뇌의 기능(brain function)으로 발휘되는 운동제어(motor control)와 운동학습(motor learning)에 대해서 소개할까 합니다. 일반적으로 이들을 서술하는 데에 있어서 많은 또 다른 용어들이 필요하지만, 그것들을 최대한 배제하고 비유적으로 써 내려갈 겁니다.

 

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 운동제어(motor control)와 운동학습(motor learning)을 좀 더 자연스럽게 이해하기 위해서는, 뇌의 기능(brain function) 중 뇌의 지도화(brain mapping)를 이해해야 합니다. 뇌의 지도화(brain mapping)는 비유적인 표현입니다. 그저 신경(nerve)에 대해서 보다 더 쉽게 알기 위한 비유입니다. 이것은 뇌(brain)가 지도(map)를 그리고 있다는 것을 의미하는데, 실제로 뇌(brain)는 신경계(nervous system)의 중추적인 장소(central area)에서 인체 곳곳에서 들어오는 정보(information)들로 지도(map)를 그려나갑니다.

 지도(map)를 그리는 뇌(brain)

 뇌(brain)가 지도(map)를 그린다는 표현에 대해서, 단번에 실감되지는 않을 겁니다. 그래서 뇌(brain)가 지도(map)를 그리기에 앞서, 지도(map)라는 것에 대해서 상기할 필요가 있습니다. 우리가 알고 있는, 그 지도(map) 말입니다.
 지도(map)는 우리가 목적하는 장소가 있을 때, 그곳으로 잘 인도하기 위한 하나의 이정표로써 기능합니다. 이때 지도(map)는 배율에 따라 표시되는 것들은 매우 다양합니다. 아주 멀리서 관찰했을 때에는 대륙과 대서양부터 관찰되겠지만, 이것을 확대하고 확대하다 보면 유적지나 건물, 그리고 더 강하게 확대했을 때에는 어느 조그만 가게의 출입문이나 어느 도로의 차선까지 보이게 됩니다.
 이렇게 지도(map)는 세상의 길을, 그리고 우리가 가려고 하는 그곳까지의 길을 세세히 나타내줍니다. 그러므로 인해서, 우리가 그곳까지 가는 다양한 경로를 확인시켜주며, 그리고 그곳까지 감에 있어서 어떠한 변수들이 있을지도 나타내줍니다. 심지어는 실시간으로 말입니다. 방금 지도(map)라고 표현했지만, 요즘은 지도(map)라는 말 대신 네비게이션이라는 표현이 더 적합할 겁니다. 실시간으로 위성에서 쏴주는 정보들을 토대로 경로와 도착시간을 분석해주는 네비게이션말입니다.

 지도(map)는 매번 변화한다.

 지도(map)는 고정적으로 여겨질 수 있겠지만, 실제로는 가변적입니다. 그곳까지 가는 길에 대해서, 예기치 못한 자연재해나 사고가 발생했을 때에는 우리는 다른 길을 선택해야 합니다. 교통체증과 같은 다양한 변수들도 수반됩니다. 그래서 우리는 네이게이션을 보며, 원하는 목적지로 가고자 할 때, 가장 최적화된 길을 선택하게 됩니다. 하지만 오늘 최적화되었던 길이, 내일도 최적화된 길이라고 장담할 수 없습니다. 오늘 갔던 길이, 내일은 공사 중이라면 다른 길을 찾아가야 합니다.
 이렇게 지도(map)는, 그러니까 길은 실시간으로 변화합니다. 그렇기 때문에 매 상황은 이전과 항상 다를 수밖에 없습니다.

 신경(map)은 이미 지도화(mapping)되어있다.

 앞서 지도(map)에 대해서 이야기했던 것들은, 뇌의 기능(brain function)을 쉽게 알아보기 위해 비유한 것입니다. 뇌(brain)와 신경(nerve)도 이미 지도화되어있습니다. 그러니까 이것은, 우리 인체가 무엇을 실행함에 있어 지도화mapping)되어있다는 것을 의미합니다.
 지도(map)에는 목적지까지의 경로를 길(road)로 이어집니다. 이것이 만약 신경(nerve)이라면, 뇌(brain)에서부터 목적지까지의 경로(pathway)를 뉴런(neuron)으로 이어집니다. 그런데 이때 지도(map)와 마찬가지로, 하나의 경로(pathway)만 존재하는 것이 아니라, 여러 경로(pathway)가 존재하게 됩니다. 그리고 또 네비게이션처럼, 실시간으로 지도(map)를 그려가며, 인체 내에서 변화될 수 있는 경로(pathway)의 가능성을 잡아내고 파악하고 분석하게 됩니다.
 지금 저는 뇌의 기능(brain function)을 이야기하고 있는 것입니다. 뇌(brain)가 뉴런(neuron)을 통해서 신경의 경로(nervous pathway)를 만들어내고 있다는 사실은 뇌의 기능(brain function)을 이야기하는 데에 있어서, 가장 근본적으로 강조해야 될 부분 중 하나에 속합니다.

 뇌(brain)가 지도(map)를 그릴 때에는 모든 것을 동원한다.

 네이게이션이 목적지까지의 길을 나타낼 때에는 길뿐만 아닌, 길적인 여러 요소들도 함께 그려냅니다. 신호등이나 과속방지턱 등이 그러한 것들입니다. 그러니까 지도(map)에는 지도다움을 나타내기 위해서, 지도(map)에 나타내야 할 수많은 요인들을 동원하여 지도(map)를 비로소 지도답게 표현한다는 것입니다.
 뇌(brain) 역시 마찬가지입니다. 뇌(brain)는 모든 신체 부위와 성분들에 연결되어 있는데, 이것은 뉴런(neuron)을 통해서 경로(pathway)를 가지게 되며, 이때 인체 내에 존재하는, 그리고 인체가 발휘할 수 있는 모든 시스템을 동원하여 지도(map)를 그리게 됩니다. 이것을 신경학적인 용어(neurological term)로 정보(information)를 수용(input)한다고 생각해도 좋습니다. 우리가 알고 있는 여러 감각들을 수용(sensory input)하여, 뇌(brain)와 신경계(nervous system)는 끊임없이 지도를 그려나갑니다.
 지금까지 내용을 읽어봤다면 눈치채셨겠지만, 이것이 자극(stimulation)과 반응(reaction)이 일어나는 형태입니다. 다시 말해, 인체가 내외부의 환경(internal & external environment)으로부터 정보(information)를 받아들일 때에는, 가능한 한 모든 정보(information)를 받아들여 자원(resource)으로 활용하게 되고, 그 자원(resource)을 뭔가를 성취하기 위한 목적과 반응(reaction)으로 이루어지게 됩니다.

 운동제어(motor control)와 운동학습(motor learning) 중 보상작용(compensation)이라는 것은

 우리는 보상작용(compensation)이라는 개념을 이미 잘 알고 있습니다. 근육의 수축(muscle contraction)이나 관절 움직임(joint movement) 시에 빈번히 사용되는 개념이지만, 이러한 보상작용(compensation)은 엄밀히 따지면 뇌(brain)와 신경(nerve)에서 발생되는 기능(function)입니다. 다시 말해, 보상작용(compensation)이란 뇌의 지도화(brain mapping)에 의한 발생 가능한 결과 중 하나입니다.
 지도(map)가 잘못되거나 망가졌을 때, 그러니까 우리가 목적하는 도착지까지의 경로(pathway)가 평소와는 안전하지도 않고(unsafe) 효율적이지도 않은 길이라고 했을 때, 우리는 그럼에도 불구하고 목적하는 그곳에 갈 수밖에 없습니다. 이때 우리는 어쩔 수 없이 원하던 경로(pathway)와는 다른 경로(pathway)로 목적지를 향해나갈 수밖에 없습니다. 뇌(brain)와 신경(nerve)에서 발휘되는 보상작용(compensation)이 바로 이것입니다. 애초부터 그려져 있던 뇌의 지도화(brain mapping) 중, 비교적 안전한 경로(safe pathway)를 선택하지 못하고 그보다는 비효율적인 경로(inefficient
 pathway)를 선택하여 반응이 일어난 결과입니다.

 운동제어(motor control)를 잘하기 위해서

 여기에서 한 가지 힌트를 알아낼 수 있습니다. 우리에게 있어 움직임(movement)을 발휘할 때, 운동제어(motor control)를 잘해야 한다는 것은 누구나 잘 알고 있습니다. 그런데 이것은 뇌의 기능(brain function) 중 뇌의 지도화(brain mapping)를 온전히 이용할수록 가능한 일이라는 것입니다. 좀 더 쉽게 표현하자면, 무언가 자극(stimulation)을 받아들이고 움직임(movement)을 발생시키는 데에 있어, 뇌의 지도화(brain mapping)가 이미 잘 그려져 있었다면, 그것은 더 나은 운동제어(motor control)를 발휘할 수 있는 상태라는 것을 의미합니다. 왜냐하면 뇌(brain)가 지도(map)에 그린 여러 신경의 경로(nervous pathway) 중, 원하는 경로(pathway)로 선택하여 행동할 수 있게 하기 때문입니다. 뇌(brain)에게 있어 원하는 경로(pathway)란 안정성(stability)이 담보된 경로일 것입니다.
 그러면 실질적으로 그러한 경로(pathway)를 선택하기 위해 필요한 것이 무엇일까요. 뇌(brain)는 철저히 정보(information)에 의존합니다. 아까 뇌(brain)는 모든 자원(resource)을 활용하여 반응(reaction)에 이용한다고 제시했었는데, 그때 자원(resource)으로 활용되는 에너지(energy)는 인체가 감지할 수 있는 감각(sense)입니다. 그래서 이 감각정보(sensory information)들을 뇌(brain)에게 있어 대단히 소중하면서도 유일한 자원(resource) 중 하나로써 기능합니다. (이 부분에 대해서는 이전에 여러 포스팅에서 다양한 관점에서 여러 글로 소개했기 때문에 더 강조하지는 않겠습니다. 더 궁금하신 분들은 이전에 써 내려간 뇌와 신경의 글들을 참고하시면 됩니다.)

 하나에 더 의존하는 것이 있다면, 그것은 운동학습(motor learning)

 우리는 학습된 대로 사고하고 생각합니다. 이것은 단순히 우리의 정신적인 부분에서만 그러한 것이 아니라, 육체적인 것에서도 마찬가지입니다. 움직임 역시 이전에 여러 차례 학습된 경향으로, 실제적인 움직임(movement)을 발휘하게 됩니다.
 뇌(brain)가 지도(map)를 그릴 때에는, 그리고 이미 지도(map)가 그려졌을 때에는 특정한 경로(specific pathway)가 형성되어 있음을 밝혔습니다. 그것을 저는 본 포스팅을 통해서 뇌의 지도화(brain mapping)로 표현한 것입니다. 그런데 우리가 무언가를 위해 움직일 때, 그것이 의식적으로 조절(conscious control)하든 그러지 않든 상관없이, 뇌(brain)에 그려진 여러 경로(pathway) 중 익숙한 경로(pathway)를 통해서 해당 움직임(movement)이 발휘하게 됩니다. 이것이 바로 운동학습(motor learning)의 결과이기도 합니다.
 뇌(brain)가 지도(map)를 그렸고, 그 지도(map)를 활용한 만큼, 다시 말해 그 지도(map)가 나타내고 있는 특정 유형의 경로(specific pathway)로 우리는 반복적으로 뇌의 지도화(brain mapping)를 활용할 것이고, 이것이 바로 운동학습(motor learning)이라는 것입니다. 그래서 우리의 운동학습(motor learning)의 과정과 결과는 뇌의 지도화(brain mapping) 내에서 이루어지는 현상입니다.

 뇌의 지도화(brain mapping)는 바꿀 수 있다.

 설사, 이전의 운동학습(motor learning)이 잘못된 결과로 그릇된 운동제어(motor control)가 나오고 있다면 상심할 필요는 없습니다. 뇌의 기능(brain function) 중 하나인 뇌의 지도화(brain mapping)는 변화될 수 있기 때문입니다.
 뇌(brain)가 지도(map)를 그리는 행위는 처절히 신체 내외부(internal & external)의 자극(stimulation)과 정보(information)에 기인했으니, 애초에 자극(stimulation)과 정보(information)가 출발하는 지점의 민감도(sensitivity)를 변화시키거나, 그 양질을 변화시키면 됩니다. 그리고 의도적으로 뇌(brain)에 그려진 지도(map)의 경로(pathway)를 선택하여 반복적으로 되풀이시킬 때, 무의식적인 수준(unconscious level)으로 운동학습(motor learning)이 일어납니다.
 이와 같은 이야기들은 대중적으로 운동프로그램에 첨가시키거나 고려하지 않는 내용입니다. 하지만 뇌(brain)와 신경계(nervous system)를 잘 이해하고 있다면, 뇌의 지도화(brain mapping)가 움직임(movement)에 영향을 얼마나 끼치고 있는지를 여실히 확인할 수 있으며, 나아가서는 그 원리를 운동(training)과 움직임(movement)에 효과적으로 적용시킬 수 있습니다. 이렇게 운동제어(motor control)와 운동학습(motor learning)은 뇌의 기능(brain function) 중 하나인 뇌의 지도화(brain mapping)에서 비롯됩니다.

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 김형욱이 읽어주는 '운동제어(motor control)와 운동학습(motor learning)을 일으키는 뇌의 기능(brain function)'

 뇌의 기능(brain function)을 실감하기라는 그리 쉽지 않습니다. 우리가 하고 있는 것 모두가 뇌의 기능(brain function)으로부터 비롯되지만, 그것이 실제적으로 온몸으로 체감될 정도로 우리가 실감하지 않기 때문일 것입니다. 이 역시 너무 오랫동안 뇌의 기능(brain function)이 반복된 익숙함에서 오는 결과일 것입니다. 게다가 많은 사람들은 뇌(brain)의 중요성은 강조하지만, 그만큼 뇌를 알고 있지는 못합니다. 그렇기 때문에 뇌(brain)와 신경계(nervous system)의 개념과 의미를 담고 있는 다른 요소들에 대해서 그리 잘 알지 못합니다. 운동제어(motor control)와 운동학습(motor learning)에 대한 부분에서도 마찬가지일 것입니다.
 뇌의 기능(brain function)을 이해하기 위해서 제시했던 뇌의 지도화(brain mapping)는 대단히 많은 것들을 보여줍니다. 우리의 의식적인 부분(conscious level)과 무의식적인 부분(unconscious level)까지 말입니다.

 

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