사람 릴레이로 신경 속도를 재 보자! 0.187초 안에 숨어 있는 몸속 드라마 (촉각)
사이언스 트레이너 구와코 켄입니다. 매일매일이 실험!
“앗, 뜨거워!” 하고 느끼고 나서 손을 홱 빼기까지, 우리 몸속에서는 도대체 몇 초가 걸리고 있을까요? 눈에는 보이지 않는 ‘신경 속 신호’의 속도를, 사람들이 만든 둥근 고리와 스톱워치만으로 재 봅시다. 필요한 건 서로의 손목을 잡을 약간의 용기뿐입니다!
신경을 달리는 릴레이! 실험 방법은?
규칙은 아주 간단합니다. 모두 동그랗게 둘러서서 한 손으로 옆 사람의 손목을 살며시 잡습니다. (중학생쯤 되면 손을 잡는 게 아직 조금 쑥스러울 수 있으니, 손목이 딱 좋겠죠.)
한 사람이 오른손에 스톱워치를 들고, 시작 버튼을 누르는 동시에 왼손으로 옆 사람의 손목을 잡습니다. 손목을 잡힌 사람은 그 느낌을 알아채는 순간, 이번에는 자기 반대쪽 손으로 그다음 사람의 손목을 잡습니다. 이렇게 릴레이처럼 계속 전달해 나가다가, 마지막 사람이 스톱워치를 든 사람의 손목을 잡는 순간 시간을 멈춥니다.
예를 들어 10명이 했다면, 걸린 시간을 10으로 나누면 한 사람 몫의 ‘피부 → 신경 → 뇌 → 신경 → 근육’이라는 회로의 속도를 알 수 있습니다.
놀라운 결과! 생각의 속도는 얼마나 될까?
이번에는 실습생 7명이 도전해 봤는데, 기록이 무려 1.31초였습니다!
이 영상을 한번 보세요.
단순하게 7로 나누면 한 사람당 반응 시간은 약 0.187초입니다. 눈 깜짝할 사이 같지만, 손목을 잡히고 나서 되잡기까지 우리 몸속에서는 정말 많은 일이 벌어지고 있답니다.
0.187초 동안 몸속에서는 무슨 일이 일어날까?
여기서 학생들에게 질문을 하나 던집니다. “한 번 더 해 볼 건데, 다들 집중해서 하면 이 기록이 0초에 한없이 가까워질까?”
이 질문을 받으면 학생들은 “신호가 어떤 경로로 처리되는 걸까?” 하고 생각하기 시작합니다. 사실 기록이 0초가 되는 일은 절대 없습니다. 그 이유는 신호가 지나가는 길에 있습니다.
1. 손목 피부에 있는 수용기가 ‘닿았다’는 자극을 포착합니다.
2. 감각신경이 그 신호를 척수를 거쳐 뇌로 보냅니다.
3. 뇌가 ‘닿았네. 이번엔 나도 잡아야지’ 하고 판단해서 명령을 내립니다.
4. 운동신경이 그 명령을 팔 근육으로 전달합니다.
5. 근육이 수축해 손이 움직이고, 옆 사람의 손목을 잡습니다.
신경 속에서 신호가 나아가는 속도는 신경의 굵기나 구조에 따라 다른데, 빠른 것은 초속 100미터 안팎에 이르기도 합니다. 하지만 신경과 신경이 만나는 이음매인 시냅스에서는 신호를 화학물질로 바꿔 넘겨주는 시간이 필요합니다. 게다가 뇌가 판단하는 시간, 근육이 실제로 움직이기 시작할 때까지의 시간도 걸립니다. 이렇게 ‘어쩔 수 없이 필요한 시간’이 있기 때문에 반응 시간을 0으로 만들 수는 없는 거예요.
참고로 뜨거운 것에 닿았을 때 저도 모르게 손을 움츠리는 ‘반사’는 뇌를 거치지 않고 척수에서 바로 명령을 내리는 지름길입니다. 그래서 이번 실험처럼 ‘뇌가 판단하고 움직이는 반응’보다 훨씬 빠르게 일어납니다.
‘촉각’과 ‘시각’, 어느 쪽이 더 빠를까?
이번에는 ‘촉각’에서 시작된 반응을 살펴봤는데, 눈으로 보고 반응하는 ‘시각’이라면 어떨까요? 육상 단거리 달리기에서 출발 총소리를 듣고(청각) 달리는 것과, 눈으로 깃발이 올라가는 것을 보고(시각) 달리는 것 사이에는 반응 속도에 차이가 있을까요?
사실 어떤 감각기관에서 들어온 정보인지에 따라 뇌가 처리하는 방식과 신호가 전달되는 경로가 조금씩 달라서, 반응 속도도 달라집니다. 일반적으로 촉각이나 청각에 대한 반응이 시각에 대한 반응보다 조금 더 빠르다고 알려져 있어요. ‘눈으로 보고 나서의 반응’에 대해서도 알아보면 더욱 재미있는 발견이 기다리고 있답니다.
다 같이 해 봐요
이 실험은 가족이나 친구, 반 친구들과 함께 간단하게 할 수 있습니다. 인원수를 바꾸거나, 손목 대신 어깨를 톡톡 치는 방식으로 바꿔서 기록이 어떻게 달라지는지 비교해 보세요. “두 번째가 더 빨라질까?” “인원이 늘어나면 한 사람당 시간도 달라질까?” 하는 식으로 스스로 질문을 만들어 알아보는 것도 아주 좋은 공부가 됩니다.
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