콴타 매거진

2023년 8월 28일

Quanta Magazine의 제임스 오브라이언

칼럼니스트 기고

2023년 8월 28일

어느 날 단추를 꿰기 위해 바늘에 실을 꿰다가 혀가 튀어나온 것을 발견했습니다. 나중에 조심스럽게 사진을 잘라내도 같은 일이 일어났습니다. 그러던 어느 날, 사다리 위에 위태롭게 앉아 집의 창틀을 칠하고 있었는데, 또 거기에 있었습니다!

여기서 무슨 일이 일어나고 있는 걸까요? 이런 짓을 할 때 일부러 혀를 내미는 것도 아닌데 왜 자꾸 나타나는 걸까요? 결국, 다재다능한 언어 근육이 내 손을 제어하는 ​​것과 관련이 있는 것은 아닙니다. 오른쪽?

그러나 내가 배우게 된 것처럼, 우리의 혀와 손의 움직임은 무의식적인 수준에서 밀접하게 상호 연관되어 있습니다. 이 독특한 상호작용의 깊은 진화적 뿌리는 우리의 뇌가 의식적인 노력 없이도 어떻게 기능할 수 있는지 설명하는 데에도 도움이 됩니다.

정밀한 손 동작을 수행할 때 혀를 내미는 이유에 대한 일반적인 설명은 모터 오버플로라고 합니다. 이론적으로, 바늘에 실을 꿰는 것(또는 다른 까다로운 미세 운동 기술을 수행하는 것)에는 너무 많은 인지적 노력이 필요할 수 있으며, 이로 인해 우리의 뇌 회로가 휩쓸려 인접한 회로에 영향을 주어 부적절하게 활성화될 수 있습니다. 운동 과잉은 신경 손상 후나 우리 몸을 통제하는 법을 배우는 어린 시절에 발생할 수 있다는 것은 확실히 사실입니다. 그러나 나는 "제한된 두뇌 대역폭"이라는 설명을 받아들이기에는 우리 두뇌를 너무 존경합니다. 그렇다면 이 독특한 손과 입 사이의 대화는 실제로 어떻게 발생합니까?

단락이 발생할 수 있는 위치를 정확히 찾아내기 위해 혀와 손 제어 장치의 신경 해부학을 추적해 보면, 우리는 우선 두 개가 완전히 다른 신경에 의해 제어된다는 사실을 발견합니다. 이것은 말이 됩니다. 손이 마비되는 척수 손상을 입은 사람이 말하는 능력을 잃지는 않습니다. 혀는 뇌신경의 지배를 받지만 손은 척수신경의 지배를 받기 때문이다.

이들은 근본적으로 다른 종류의 신경입니다. 뇌신경은 작은 구멍을 통해 두개골을 관통하여 뇌에 직접 연결됩니다. 각각은 특정 감각 또는 운동 기능을 수행합니다. 예를 들어, 첫 번째 뇌신경은 후각을 전달합니다. 혀는 설하신경이라고 불리는 12번 뇌신경의 지배를 받습니다. 대조적으로, 우리 몸의 다른 대부분의 근육과 마찬가지로 우리 손의 움직임을 제어하는 ​​근육은 척수에서 뻗어나와 척추뼈 사이를 통과하는 신경으로부터 지시를 받습니다. 감각 신호는 역방향으로 이동합니다. 분명히, 혀와 손 제어 회로 사이의 단락은 이 두 신경의 상류, 즉 뇌 자체 내부 어딘가에서 발생해야 합니다.

다음으로 뇌 운동 피질의 신경 배선을 보면 혀를 제어하는 ​​영역이 손가락을 제어하는 ​​영역과 인접하지 않음을 알 수 있습니다. 따라서 혀와 손 사이의 연결은 뇌의 다른 곳에 있어야 하며, 아마도 복잡한 신경 회로가 매우 정교한 기능을 실행하는 영역일 가능성이 높습니다. 결국, 인간이 수행할 수 있는 가장 정교한 기능 중 하나는 언어입니다. 실제로 언어는 인간에게 고유한 것 같습니다. 그 다음으로 우리가 할 수 있는 가장 정교한 일은 도구 사용법을 익히는 것입니다. 특히, 혀가 튀어나오는 다양한 상황에서 바늘, 가위, 붓 등의 도구를 사용하고 있었습니다.

이러한 연관성은 손과 입의 움직임이 긴밀하게 조화되어 있음을 보여주는 연구를 통해 입증됩니다. 실제로 이러한 상호 작용으로 성능이 향상되는 경우가 많습니다. 무술가들은 찌르는 동작을 수행하면서 가라데에서 키아이(kiai)라고 하는 짧고 폭발적인 소리를 냅니다. 테니스 선수들은 공을 치면서 소리를 지르는 경우가 많습니다. 그리고 연구에 따르면 손의 움직임과 특정 입의 움직임(흔히 발성)을 결합하면 두 가지를 모두 수행하는 데 필요한 반응 시간이 단축되는 것으로 나타났습니다. 이 신경 연결은 매우 선천적이어서 우리는 일반적으로 이를 인식하지 못하지만, 관련된 신경 회로가 자동으로 작동하는 뇌 영역에 있기 때문에 우리는 이를 인식하지 못한 채 계속해서 수행합니다. 문자 그대로 의식적 인식을 제공하는 뇌 영역 아래에 있습니다.