신체 및 운동기능의 발달

아동의 신체 및 운동기능의 발달을 이해하기 위해서 먼저 신체와 운동기능의 발달이 이루어지는 원리를 알아보고 신장과 체중, 뇌와 신경계 등 각 신체 영역의 발달 양상을 검토할 것이다. 나아가 영아가 가진 각종 생득적 반사기능과 영아 후기부터 크게 발달하는 이동운동 능력 및 협응 기능의 발달 과정을 살펴본 후 아동기 운동기능 발달이 갖는 심리적 의의를 검토하고자 한다.

1.신체 및 운동기능 발달의 원리

영아기 신체와 운동기능의 발달은 두 가지 원리를 따라 순서대로 일어난다. 첫째는, 머리 쪽에서 아래쪽으로 발달하는 원리이다. 신생아의 머리는 전체 몸에 비해서 매우 크지만 성장함에 따라 그 비율이 점차 작아지는 것은 이 원리에 따라 머리와 목이 먼저 발달하고 몸통과 다리가 뒤에 발달하기 때문이다. 운동기능의 발달 순서 또한 이 원리를 따른다. 영아를 엎어두면 먼저 머리를 들고 약 1개월 후 가슴을 드는 것은 이 원리를 따르는 것이다. 신체와 운동기능 발달의 두 번째 원리는 몸의 중심부에서 말초부로 발달하는 원리이다. 신체는 먼저 몸통의 발달이 이루어진 후 팔, 다리, 손, 발의 신체지부가 발달한다. 운동기능의 발달에 있어서도 마찬가지이다. 영아가 물건을 잡는 행동을 유심히 관찰하면 먼저 가슴으로 덮치고 얼마 후 팔로 휘감아 끌어당기다가 손바닥으로 짚은 다음 손가락으로 물건을 집어 올리는 발달 순서를 관찰할 수 있다.

2.신장과 체중의 발달

출생 시 우리나라 신생아의 평균 신장은 남아가 51.4cm, 여아가 50.5cm이며 체중은 남아가 3.40kg, 여아가 3.24kg이다. 출생 후 2년 동안 영아는 급속하게 성장한다. 첫 3개월 동안 체중은 2배로 불어나며 만 1세가 되면 3배가 된다. 만 2세가 되면 성인이 되었을 때의 신장의 반이 자라며 출생 시 체중의 4배가 된다. 2세에서 신체적 급성장이 다시 일어나는 사춘기까지 아동의 신체적 성장은 비교적 느리면서 꾸준한 발달 곡선을 보인다. 이 시기 동안에 아동은 평균적으로 매년 신장은 58cm, 체중은 2.53~5kg이 증가한다.

3.뇌와 신경계의 발달

(1) 뇌의 발달

출생 시 영아의 뇌의 무게는 성인이 되었을 때의 무게의 25%에 불과하다. 그러나 생후 첫 1년 사이에 성인 뇌의 66%, 2세에는 75%, 5세 말에는 90%가 형성된다. 몸무게가 출생 시 성인 무게의 5%, 2세에 24%, 10세에 50%에 도달하는 것에 비교해볼 때 뇌가 얼마나 일찍 발달하는가를 쉽게 알 수 있다. 출생에서 2세까지를 뇌의 급진적 성장 시기라 부르는 이유가 여기에 있다. 뇌의 피질부는 좌반구와 우반구로 기능이 분화되어 있다. 우반구는 사람 얼굴을 변별하거나 노랫가락을 구분하는 것과 같이 주로 시·공간적인 정보와 비언어적 소리 정보를 처리한다. 이에 반하여 좌반구는 주로 언어를 이해하는 기능을 담당한다. 이러한 좌·우반구의 기능 분화는 매우 일찍 일어나며 3세경에는 거의 완성되는 것으로 알려져 있다. 뇌의 각 부위의 발달 속도 또한 다르다. 출생 시에는 각성, 반사 기능, 소화, 호흡, 배설 등 주로 생물학적 기능을 담당하는 뇌간과 중뇌가 먼저 발달해 있다. 생후 6개월경에 피질부의 운동 영역과 감각 영역의 발달이 이루어진다. 이들 영역의 기능이 발달되어 의도적인 운동을 하게 되면 생득적인 반사 기능들은 사라지게 된다.

(2) 신경계의 발달

우리의 뇌가 하는 기능은 실제로 신경계의 기능을 의미한다. 신경계는 신경원과 신경교 세포로 구성된다. 신경원은 신경충동을 전달하는 기능을 담당하며 신경교는 신경원에 영양을 공급하고 신경충동의 전달을 촉진하는 수초로 신경원을 싸는 기능을 갖고 있다. 뇌만 해도 약 1,000억 개의 신경원이 있으며 신경교는 이보다 더 많다. 최근에 뇌신경계의 생리적인 변화가 인지발달과 밀접하게 관련되어 있다는 연구결과들이 발표되고 있다. 인지발달과 관련될 수 있는 여러 가지 신경 생리적 변화들 중에서 시냅스 연결에 따른 시냅스 밀도의 변화와 수초화의 증가라는 두 가지 기제가 주로 관심의 대상이 되고 있다.

1)시냅스 밀도의 변화

시냅스란 신경원과 신경원 간의 신경충동 전달기제를 뜻한다. Greenough 등에 의하면 시냅스 연결은 초기에 과생성되었다가 점차로 불필요한 시냅스는 소멸되고 필요한 시냅스만 선택적으로 보존된다. 예를 들어 뇌의 특정 부위의 시냅스 연결 평균 수는 출생에서 1세 사이에 1만 개로부터 10만 개로 증가한다. 시냅스 밀도는 출생 후 2세까지 이처럼 급격히 증가하다가 그 후부터 서서히 감소하여 7세경에는 성인의 수준에 도달하게 된다. 6개월에서 7세 사이 아동의 뇌의 시냅스 밀도는 성인보다 약 50% 더 높다. Greenough 등은 초기 시냅스의 생성은 경험예기적 과정에 따른다고 가정한다. 경험예기적 과정이란 유전인자의 명령체계에 따라 성숙에 의해 시냅스가 생성되는 과정을 뜻한다. 따라서 극히 비정상적인 환경 경험이 있는 경우를 제외하고는 시냅스 생성은 유사한 발달을 보이게 된다. 그러나 풍부한 탐색 기회가 주어진 쥐의 시각피질부 뉴런의 시냅스는 그러한 기회가 차단된 환경에서 성장한 쥐의 시냅스보다 20~25% 더 생성되었다는 보고로 미루어볼 때, 경험예기적 과정에도 환경이 영향을 미치고 있는 것으로 볼 수 있다. 과생성된 시냅스 중 어느 연결이 선택적으로 유지되느냐의 여부는 경험의존적 과정에 의한다. 경험의존적 과정은 환경이나 경험의 영향을 민감하게 받는 신경활동에 의해 이루어진다. 정상적인 환경에서 신경활동은 정상적인 시냅스 연결을 유지하지만 비정상적인 환경은 비정상적인 신경활동을 초래하게 되며 따라서 비정상적인 시냅스 보존을 일으키게 된다. 이러한 시냅스의 선택적 보존의 정상성 여부가 초기 인지발달의 정상성 여부를 결정하는 주요 요인이 된다. 시냅스가 과생성되었다가 환경적 경험에 의해 선택적으로 보존된다는 사실은 경험의 영향에 따라 뇌 발달의 가소성 폭이 그만큼 크다는 사실을 뜻한다. 또한 초기 경험이 인지발달에 미치는 중요성을 보여주는 기제이기도 하다. 시냅스 연결의 강도는 되풀이해서 사용하는 경험의 정도에 따라 성인기에도 변화할 수 있지만 시냅스의 선택적 보존은 대체로 7세경까지 완성되므로 이 시기의 경험이 결정적으로 중요한 의미를 갖는다. 이러한 점에서 신경계 발달이 일어나는 생리적 과정에 대한 최근의 연구결과들은 오랫동안 논쟁의 대상이 되어온 결정기의 타당성을 입증해주는 또 하나의 자료가 되고 있다.

2)수초화

수초화도 인지발달을 설명해주는 중요한 신경생리 기제이다. 앞에서 언급했듯이 수초는 신경충동의 전달을 촉진하므로 정보처리의 속도와 밀접하게 관련된다. 뇌의 피질부 연합 영역 신경계의 수초화가 증가할수록 신경계의 정보 전달 능력이 촉진되며 이는 나아가 정보처리의 속도와 효율성을 높이게 된다. 뇌피질부의 감각 및 운동 영역의 수초화는 출생 후 2년 내에 성인의 수준에 도달하지만 정보를 통합하는 고등사고능력을 관장하는 연합 영역의 수초화는 사춘기와 그 이후까지 계속되므로 이 시기까지 수초화의 증가에 따라 정보처리 효율성도 높아지게 된다.