‘척수 손상’ 하반신 마비 환자, 전기자극 치료 통해 걸었다

스위스 연구팀 “새 척수 자극 기술 적용에 특정 신경세포 재활성화”
“전기자극 치료 9명 중 4명, 치료 없이도 로봇 보조 보행능력 회복”
“Hoxa10, 전기자극 치료로 활성화…마비 환자 보행능력 회복에 도움”

게티이미지뱅크

 
심각한 척수(SC) 손상으로 하반신이 마비된 환자에게 전기 자극 치료를 했을 때 신경세포(뉴런) 일부가 자극에 반응해 회복됐다는 연구 결과가 나왔다. 

하반신 마비 환자는 회복한 뉴런으로 다시 걸을 수 있었다. 이번 연구 결과가 마비 환자를 회복하기 위한 치료법 개발에 귀중한 통찰력을 줄 것이라고 연구팀은 기대했다. 

스위스 로잔연방공과대학교(EPFL) 연구팀은 새로운 척수 자극 기술을 적용한 결과, 특정 뉴런이 재활성화돼 영구적으로 하반신이 마비된 환자가 보행 능력을 회복했다고 20일 밝혔다. 

척수는 뇌와 말초신경을 연결하는 일종의 통로다. 척수가 손상되면 움직임을 지시하는 뇌와 뉴런 간 의사소통이 이뤄지지 않는다. 

연구팀은 지난 2016년부터 18~65세 하반신 마비 환자 9명을 대상으로 로봇 보조 신경 재활치료와 경막 외 전기자극(EES)의 효능·안전성을 알아보는 임상시험(STIMO)을 진행했다. 

EES는 피부를 통해 경막 외 공간에 바늘을 삽입해 척수를 자극하는 치료법이다. 경막 외 공간에서 발생한 전기자극이 신경세포가 통증을 전달하는 것을 억제해 통증을 조절하는 치료법으로 쓰인다. 

스위스 연구팀이 장막 외 전기자극(EES) 치료를 통해 하반신 마비 환자의 보행능력을 일부 회복시켰다. 연구팀 게재 논문 캡처. 뉴스1

 
연구팀은 8~12개월간 참가자에게 장치 이식과 자극을 가했고, 이후 최대 3년간 관찰했다. 참가자 중 6명은 하반신을 움직일 순 없었지만, 감각은 있었으며 3명은 감각‧운동 모두 마비된 상태였다.

그 결과, EES 치료를 받은 참가자 9명 모두 로봇 보조를 받으며 걷는 능력을 회복했다. 이후 참가자 중 4명은 EES 없이도 보행 능력을 회복했다.

연구팀은 이후 PET 스캔(양전자단층촬영)을 실시해 EES 전후 척수에 있는 뉴런의 변화를 분석했다. 또 동물실험을 통해 척수 뉴런 유전자 지도를 만들어 우선적으로 표적 뉴런을 추적했다.

분석 결과, ‘Hoxa10’이라는 특정 뉴런이 EES로 인해 활성화됐으며, 마비 환자가 보행 능력을 회복하는데 도움을 준 것으로 나타났다. 

이 뉴런을 활성화하면 전기 자극 없이도 보행 능력이 회복됐으며, 해당 뉴런을 억제하면 EES 치료에도 보행 능력이 회복되지 않았다.

흥미로운 점은 동물실험 중 Hoxa10 뉴런이 만성적으로 비활성화된 개체는 EES 치료도 이점이 없었다는 것이다.

Man using crutches in Japan

 
연구팀은 “걷는 행동은 Hoxa10뿐 아니라 뇌와 척수에 있는 수많은 신경집단에 의해 추가적인 제어를 받는다”며 “향후 연구를 통해 이러한 뉴런 위치와 서로 간 연결성을 발굴해야 한다”고 말했다.

이어 “그럼에도 이번 연구는 운동기능을 회복하는 과정에서 신경세포에 대한 귀중한 통찰력을 준 중요한 첫 단계”라고 덧붙였다.

이번 연구 결과는 최근 국제학술지 ‘네이처’(Nature)에 게재됐다.

이승구 온라인 뉴스 기자 lee_owl@segye.com