기능적 움직임 체계

 

인체 역학
움직임을 이해하기 위해선 간략하게나마 인체 역학에 대해 알고 있어야 한다. 인체 역학이란 몸의 직임과 신체 내외부에 작용하는 힘들의 관계에 대한 학문이다. 이 학문은 크게 관절 역학, 인체 내외로 작용하는 힘들, 그리고 외부 부하뿐만 아니라 인체에 작용하는 중력, 모멘트, 지면 반발력에 대한 관찰에 기초한다. 
신체 운동학은 근육계 작용에 의한 움직임에 기초한 학문이다. 근육계의 신체 운동학적 활동을 보다 더 잘 적용하기 위해서는 움직임과 관계된 인체 역학을 이해하는 것이 중요하다.
사람의 보행 주기를 관찰해보면 하지의 인체 역학에 대해 조금 더 특별하게 이해할 수 있을 것이다. 사람의 보행 주기는 다른 움직임들과 마찬가지로 체중의 부하 혹은 비 부하 변환 상태가 역학적 사슬 전반에 걸쳐 오케스트라처럼 일어나는 움직임이다. 인체 역학의 작동원리를 설명하기 위해서, 근육이 작용하는 특정한 원리뿐만 아니라 보행 주기에 대한 기초적인 평가 역시 알아야 한다.
인체 초기 접지기에서 중간 입각기를 지날 때 하지는 회내 상태에서 체중을 지지한 채로 움직인다. 이 단계에선 신체의 전방 모멘트에 대한 감속과 체중이 다리에 미치는 충격, 발에서부터 역학사슬을 따라 올라오는 지면 반발 충격을 흡수하는 작용이 일어난다. 여기서 하지 역학 사슬의 근육들 대부분에 원심성 부하가 일어난다는 것을 주목해야 한다. 이를 통해 신체가 근막 시스템의 탄력적이고 수축적인 성질의 이점을 이용하여 에너지를 아끼고 보행 주기의 진출기에서 생리적 효율성을 이끌어낼 수 있다. 이 단계에서 고관절은 상대적으로 굴곡, 내전, 그리고 내회전하고, 무릎은 굴곡, 외전, 그리고 내회전하며, 발목과 발 복합체는 배측굴곡, 외전, 그리고 외번 상태에 놓여 있다.
인체가 중간 입각기에서 말기 입각기를 거쳐갈 때 하지 역학 사슬은 체중 비 부하 상태 혹은 가속 단계로 전환한다. 인체가 앞으로 나아가기 위해 이 움직임에선 근막 시스템의 탄력적 성분과 근육의 원심성 수축을 이용한다. 이 회외 움직임 단계에서는 고관절은 신전, 외전, 그리고 외회전 상태, 무릎은 신전, 내전, 그리고 외회전 상태, 그리고 발목과 발 복합체에서는 족저굴곡 내전 그리고 내번 상태가 된다.

운동학
운동학은 근육 시스템 작용에 기반을 둔 움직임에 대한 학문이다. 고유수용기와 근막 체계를 포함한 근육체계는 통합적이고 효율적인 움직임 발달을 위해 필수적이다. 이 세션에서는 근육 체계의 구성에 대해 좀 더 깊이 살펴보고, 최적의 움직임 발달에서 이 시스템 간의 상호작용에 대해 살펴볼 것이다. 추가로 이번 세션에서는 기능 해부학적 관점을 볼 것이다. 비록 기능 해부학적인 내용이 종종 간과되고 있지만, 이러한 관점은 나중에 소개될 교정 운동과 트레이닝 패러다임 발전의 실마리가 될 이다.

고유수용성 감각
테니스의 되받아치기, 구덩이를 넘으며 자전거 타는 동안 무게중심 조절하기, 혹은 피아노를 치며 노래를 부르는 것과 같은 세밀한 운동 패턴의 시작과 같은 복합적인 움직임 패턴 수행은 모두 높은 수준으로 조율된 고유수용 감각성 체계가 요구된다. 고유수용성 감각은 공간에 대한 인식능력으로, 인체의 특별한 시스템들과 수용기들로부터 받는 정보에 기초한다. 이러한 정보는 눈과 내이에 위치한 전정기관들에서 수집한 정보들을 포함한다. 두 눈은 외부 환경에 대한 예측과 안내를 위해 중요한 기관이다. 제대로 된 반사 반응 은 두 눈의 높이를 수펑으로 유지하는 것을 돕고, 하지 비대칭, 편평족, 혹은 틀어진 골반과 같은 자세를 보상하는 이유가 될 수 있다. 내이에 위치한 전정기관은 머리의 자세와 움직임뿐만 아니라, 몸의 자세와 균형에 대한 정보를 제공한다. 몸의 자세, 긴장도, 변화율, 그리고 압력에 관한 정보를 중추신경계에 제공하는 여러 종류의 수용체가 존재한다. ‘기계적(감각)’ 수용기’라 불리는 이러한 지극에 특화된 수용기는 또한 운동감각이라고도 불리는 몸의 움직임에 대한 의식적인 감각을 인식하는 것을 돕는다.


세 가지 핵심적인 기계적 수용기
근육은 항상 고유 감각수용기로부터 수집된 정보들에 근거한 신경계의 유도 아래 작용한다.
개별 근육 각각에서부터 신경계까지의 지속적인 피드백이 기계적 수용기에 의해 일어나는데, 이것은 몸의 순간적인 움직임과 근육 변화의 이와 속도에 관한 정보를 포함한다. 중요한 세 가지 고유 감각수용기가 있는데, 근복에 위치한 근방추와 근 건 접합부에 위치한 골지건기관, 그리고 관절 구조체이다. 근방추는 근건접합부에 가까운 근복에 자리 잡고 있다. 근방추에는 여러 추내 근섬유들이 들어 있다. 추내 근섬유는 근육의 길이가 변할 때 근방추를 팽팽한 상태를 유지한다. 만약 어떤 근육이 지나치게 빨리 혹은 길게 늘어나게 되면, 그 근육의 근방추는 중추신경계에 반사적으로 신호를 보내게 되고, 그 뒤 해당 근육은 스트레칭 반사와 수축을 개시한다. 이와 같은 근방추의 작용은 근육의 길이와 관절 위치를 유지하고 잠재적 부상의 영향을 최소화한다. 근방추는 상호적 억제반응의 가장 주요한 요소이며,  이로 인해 근수축이 일어나는 동안 기능적 길항근을 억제하는 작용을 한다. 근육이 상호억제되어 손상, 부상, 혹은 과사용이 나타날 , 근방추의 활성을 증가시키기 위해 가볍게 두드리거나 전기적 자극을 주거나 지속적인 이완성 압박, 빠른 도수압, 그리고 진동을 가할 수도 있다. 근방추의 작용은 근신장반새 라고도 불리는 반응을 유발한다. 이 반사작용은 근육의 반사적 수축을 유발하여 자극된 근방추 주변의 수축을 일으키는 원인이 된다. 근방추 반사의 ‘제어 보조’ 기능은 뇌가 적은 신경 에너지로 근수축을 일으키게 하고, 부하의 수준에 따라 독립적으로 근수축을 하게 하고, 근 피로 혹은 부가적인 근육 기능부전에 대응하게 한다. 골지건기관은 근건접합부에 위치한다. 이 섬유들은 감각 섬유들을 포함하고 있고, 근육에 증가하는 장력에 반응한다. 이 기관은 근육 억제 작용을 일으키기 때문에, 잠재적으로 근육의 접합부에 발생할 수 있는 부상을 방지한다. 골지건기관은 근육에 작용하는 힘과 내적 장력을 모니터하여 근 장력이 증가하는 상황에 반응하는 기관이다. 자가억저 라고 불리는 억제반응을 만들어 이것이 때로는 너무 강하게 작용하여 근육 전체의 이완 상태로 이끌 수 있다. 이 반응을 소위 ‘연장반응’ 이라고 말하지만 ‘근 파열’ 이나 뼈의 접합부로부터 발생하는 박리골절을 방지한다고 밝혀지진 않았다. 골지건기관은 또한 과활성화된 섬유들을 적절히 억제하여, 근육의 모든 근섬유 각각의 동원력이 전반적으로 향상되고, 이 때문에 잠재적인 근육 손상을 최소화한다. 

관절 주위의 관절낭과 인대들은 여러 종류의 수용기들을 포함하고 있는데, 이 수용기들은 관절의 위치와 움직임을 모니터하는 역할을 하고, 이 수용기들은 관절에 생기는 긴장에 대한 정보를 보내지 않고, 움직임, 위치 , 압박, 견인, 촉진에 대한 정보를 전달하고, 운동 피드백과 그에 따른 근육 기능에 큰 영향을 끼친다. 또 다른 감각 피드백의 정보입력기는 피부에 위치한 피부 수용기다. 이 수용기는 특히 손바닥과 발바닥에 집중적으로 분포해 있다. 피부수용기는 압각, 촉감을 인지하고 학습 과정 중 운동 감각적 부분뿐만 아니라, 최상의 움직임 전략 발달에도 중요한 역할을 한다.