반사 (생리학)

3. 내장 반사 (자율 신경 반사)

반사는 그 기능에 따라 체성 반사와 내장 반사 (자율 신경 반사)로 크게 나눌 수 있다. 체성 반사는 골격근을 수축시키는 것으로, 건 반사 (심부 반사), 표재 반사가 대표적이다. 내장 반사는 자율 신경계를 통해 내장근을 수축시키는 등의 작용을 한다.

내장 반사는 항상성 유지 및 전신 활동 조절에 기여한다. 내장 반사를 담당하는 자율 신경계는 교감 신경계와 부교감 신경계로 나뉘는데, 대략적으로 교감 신경계가 활성화되면 활발한 활동에 적합한 상태가 유도되고, 부교감 신경계가 활성화되면 휴식에 적합한 상태가 유도된다. 내장 반사는 항상 일어나며 생존에 필수적인 경우가 많다. 또한, 반사를 일으키는 자극과 그로 인해 발생하는 반응을 독립적으로 분리하기가 어렵다. 이러한 이유로 내장 반사는 반사의 맥락에서 언급되는 경우가 적고, 자율 신경계의 활동으로 설명되는 경우가 많다. 예를 들어 갑자기 추운 곳에 나가면 심박수와 호흡수가 증가하고, 말초 혈관이 수축하며, 입모근이 수축한다. 이는 자율 신경계가 작용한 결과이지만, 어디에서 수용된 추위 자극이 어떤 반응을 일으키는지 명확하지 않으며, 추위 외의 다양한 요인에 영향을 받기 쉽다. 한편, 다음에 열거하는 동안신경을 매개로 하는 반사는 자율 신경이 관여하지만 자극과 반응에 꽤 명확한 대응 관계가 보인다.

• 심장 반사
• 대광반사: 빛이 눈에 들어오면 동공이 수축한다.
• 근견반사
• 안구 운동 반사
• 수렴 반사
• 모양체 척수 반사
• 안구심장 반사(아슈너 반사): 안구를 압박하면 서맥이 일어난다.
• 조절 반사: 보고 있는 물체가 가까워지면 렌즈가 두꺼워져 초점을 맞춘다.
• 경동맥동 반사(체르마크-헤링 반사)
• 압한증 반사
• 폐-미주 신경 반사(폐 신전 수용체 반사, 헤링-브로이어 반사)
• 쿠싱 반사(쿠싱 징후, 쿠싱 징조, 쿠싱 현상)
• 베인브리지 반사
• 퍼거슨 반사

4. 반사궁

모든 반사는 신경계를 통해 일어난다. 신경계를 거치지 않는 반응, 예를 들어 사구체여과율(GFR) 저하에 따른 레닌-안지오텐신계의 활성화 등은 보통 반사라고 불리지 않는다. 반사가 일어나기 위해서는 자극이 수용되고, 그 자극이 어떤 중추 (예: 중추 신경)에서 처리되어 근육이나 샘에 전달되는 경로가 필요한데, 이때 뇌에는 전혀 신호가 전달되지 않는다. 이 경로를 '''반사궁'''이라고 한다. 자극을 수용하는 기관을 '''수용기'''라고 하며, 반응이 나타나는 기관을 '''효과기'''라고 부른다. 예를 들어 대광반사에서는 망막이 수용기이고, 효과기는 동공괄약근이다. 반사궁의 특징은 중추가 대뇌피질이 아닌, 척수나 뇌신경 핵 등에 있다는 점이다. 반사가 아닌 행동, 예를 들어 길에 동전이 떨어져 있는 것을 보고 줍는 동작은 눈에서 들어온 정보가 대뇌피질까지 전달된 후에 사지 등으로 전달되므로 중추는 대뇌피질이다. 한편, 반사를 일으키는 자극은 대뇌피질까지 전달되지만, 반사의 중추는 그 이전에 있기 때문에 대뇌피질을 통과하는 것보다 짧은 경로로 반응이 일어나게 되어 더 빠르고 정확하게 반응하는 데 도움이 된다. 이러한 신속함 때문에 "반사 신경 (이 좋다, 등)", "반사적"이라는 용법이 생겨났지만, 이는 민첩하거나 갑작스러운 동작을 널리 나타내는 것으로, 반드시 생물학적인 의미에서의 반사를 가리키는 것은 아니다.

5. 반사 조절

어떤 사람들은 반사가 불변하다고 생각할 수 있다. 하지만 실제로는 대부분의 반사가 유연하며 척추동물과 무척추동물 모두에서 행동의 요구 사항에 맞게 실질적으로 수정될 수 있다.^[10][11][12]

6. 반응 시간

반응 시간은 자극이 시작된 때부터 생물이 반응할 때까지의 시간을 말한다.

짐승에게 시각적으로 보이는 반응 시간은 보통 150에서 300 밀리초 정도 된다.^[29]

7. 신경학적 검사

의학에서 반사는 신경계의 건강을 평가하는 데 자주 사용된다. 의사는 일반적으로 반사 활동을 0에서 4까지의 척도로 평가한다. 2+가 정상으로 간주되지만, 일부 건강한 개인은 저반사성으로 모든 반사가 1+로 나타나고, 다른 사람들은 과반사성으로 모든 반사가 3+로 나타난다.

어떤 곳에서는 –4(없음)에서 +4(간대성 경련)까지 사용하며, 0은 "정상"을 나타내는 또 다른 등급 방법을 사용하기도 한다.

사지의 건반사는 항진 또는 소실 모두 병적인 의미를 지닌다. 건반사의 항진은 반사궁보다 상위의 피질척수로(추체로)가 손상되었을 경우를 생각할 수 있다. 건반사의 소실은 반사궁의 손상을 의미하며, 구심로인 감각 신경, 원심로인 운동 신경, 반사궁의 중추인 척수전각 세포의 손상을 생각할 수 있다. 이 경우, 반사궁이란 근방추→감각 신경: Ⅰa군 섬유→후근→단일 시냅스→전각 세포→전근→운동 신경: α섬유→근육의 경로를 말한다.

피질척수로는 전각 세포에 흥분성 자극을 보내는데, 이상하게도 이 경로가 손상되면 반사가 항진, 즉 전각 세포의 흥분성이 증가한다. 또한, 갑상선 기능 항진증 등으로 반사가 항진된다. 건반사 소견만으로는 신경의 병인지 여부를 판단하는 것은 일반적으로 불가능하며, 고도의 훈련을 받은 전문의가 병력이나 기타 징후 등을 종합하여 진단을 내린다. 최근에는 신경학적 진단을 컴퓨터로 수행하려는 시도도 이루어지고 있다.

8. 역사

반사 개념은 17세기 르네 데카르트와 관련이 있다. 데카르트는 1664년에 사후 출판된 그의 저서 "인간론"에서 이 개념을 소개했다. 그는 외부 자극에 대한 반응으로 의식적인 사고 없이 신체가 자동적으로 수행할 수 있는 작용에 대해 설명했다. 데카르트는 감각 입력이 결정론적이고 자동적인 방식으로 운동 반응을 유발할 수 있다는 것을 설명하기 위해 기계적인 조각상의 비유를 사용했다.

"반사"라는 용어는 19세기 영국의 생리학자 마셜 홀에 의해 도입되었으며, 그는 반사 작용의 개념을 정립하고 과학적으로 설명한 것으로 알려져 있다. 그는 뇌에 의해 제어되는 자발적인 움직임과는 달리 척수와 신경계에 의해 매개되는, 외부 자극에 의해 유발되는 무의식적인 움직임을 설명하기 위해 이 용어를 도입했다. 홀의 반사 기능에 대한 중요한 연구는 1833년 논문 "연수 및 척수의 반사 기능에 관하여"에 상세히 설명되어 있으며, 이 논문은 왕립 학회 철학 회보에 게재되었다. 그는 반사 작용이 뇌의 의식적인 통제와는 독립적으로 척수에 의해 어떻게 매개되는지에 대한 명확한 설명을 제공하여 다른 신경 활동과 구별했다.^[25][26][27]

참조

_[1] 웹사이트 Reflex action ! Definition, Types and Mechanism and Important solved questions https://www.crackyou[...] Crack Your Target 2021-04-03
_[2] 서적 Neuroscience: Third Edition Massachusetts, Sinauer Associates, Inc. 2004
_[3] 웹사이트 Definition of reflex https://www.merriam-[...] 2023-12-25
_[4] 학술지 Spinal reflexes, mechanisms and concepts: From Eccles to Lundberg and beyond https://www.scienced[...] 2006-02-01
_[5] 웹사이트 tendon reflex http://medical-dicti[...]
_[6] 학술지 Free will versus survival: Brain systems that underlie intrinsic constraints on behavior 2005-12-05
_[7] 서적 The Circuitry of the Human Spinal Cord: Its Role in Motor Control and Movement Disorders Cambridge University Press
_[8] 서적 Behavioral and Neural Plasticity 2010
_[9] 학술지 Quantification of patellar tendon reflex using portable mechanomyography and electromyography devices 2021-01-27
_[10] 학술지 Common principles of motor control in vertebrates and invertebrates https://www.annualre[...] 1993
_[11] 학술지 Sensory pathways and their modulation in the control of locomotion https://www.scienced[...] 1998-12
_[12] 학술지 Proprioception 2018-03
_[13] 학술지 Reversal of a reflex to a single motoneuron in the stick insect Çarausius morosus https://link.springe[...] 1976-03
_[14] 학술지 Phasic gain control of reflexes from the dorsum of the paw during spinal locomotion https://www.scienced[...] 1977-08
_[15] 학술지 Amplitude modulation of the soleus H-reflex in the human during walking and standing 1986-05
_[16] 학술지 Central control components of a 'simple' stretch reflex https://hal.archives[...] 2000-05
_[17] 학술지 Proprioceptive sensory neurons of a locust leg receive rhythmic presynpatic inhibition during walking 1995-08
_[18] 학술지 Role of presynaptic inputs to proprioceptive afferents in tuning sensorimotor pathways of an insect joint control network 1997-04
_[19] 학술지 Interaction between descending input and thoracic reflexes for joint coordination in cockroach: I. descending influence on thoracic sensory reflexes https://link.springe[...] 2007-12-20
_[20] 학술지 Central-complex control of movement in the freely walking cockroach 2015-11
_[21] 학술지 Supraspinal control of spinal reflex responses to body bending during different behaviours in lampreys 2017-02
_[22] 학술지 Neural regulation of respiration https://pubmed.ncbi.[...] American Thoracic Society 1975-02
_[23] 학술지 Breathing is coupled with voluntary action and the cortical readiness potential Nature Portfolio 2020-02-06
_[24] 뉴스 21.10B: Neural Mechanisms (Cortex) https://med.libretex[...] 2022-09-10
_[25] 웹사이트 Marshall Hall https://www.britanni[...] 2024-06-15
_[26] 웹사이트 Human nervous system - Reflex Actions, Motor Pathways, Sensory Pathways https://www.britanni[...] 2024-06-15
_[27] 웹사이트 Marshall Hall https://www.encyclop[...] 2024-06-15
_[28] 문서 Neuroscience: Third Edition Massachusetts, Sinauer Associates, Inc 2004
_[29] url http://www.humanbenc[...]