'걷고 싶다' 생각하자 마비환자 움직였다…'놀라운 결과'

사진은 기사와 무관함. /사진=게티이미지뱅크

손상된 척수와 뇌의 소통을 회복시켜주는 장치가 개발되었다. 

24일(현지시간) 그레구아르 쿠르티네 스위스 로잔연방공대 신경학과 교수 연구진은 뇌와 척수 간의 신호를 무선으로 전달하는 '디지털 브리지'(digital bridge) 개발하고, 이 장치를 이용해 사지마비 환자가 건강한 사람처럼 걸을 수 있는 것을 확인한 결과를 국제학술지 '네이처'를 통해 보고했다. 

연구진은 이 장치를 삽입한 환자가 기기 전원이 꺼진 후에도 목발을 짚고 걷게 됐다며 이 장치를 마비 후 자연스러운 움직임을 회복하는 데 활용할 수 있다고 밝혔다. 

사지마비는 척수가 손상돼 뇌와 보행을 제어하는 척수 간 통신에 이상이 발생하게 되면서 팔과 다리가 제대로 움직이지 못하는 상태다. 앞서 의료계는 이런 마비 환자의 움직임을 회복시키려는 연구를 활발하게 진행하여 왔다. 

일부 연구진은 척수 부위에 전극을 삽입해 전기 자극으로 환자가 서거나 걸을 수 있게 하는 데 성공했으나, 이 방법은 환자가 모션 센서를 착용해야 하고 모래사장이나 산길과 같이 변화하는 지형에 맞춰 다리를 움직이는 데는 제한이 있었다. 

그러나 이번 연구는 뇌에 전기 자극을 주는 것이 아닌 뇌와 척수의 소통을 돕는 접근 방식에 집중했다. 전기자극을 통해 뇌에서 발생하는 전기 신호를 강하게 만들고, 이 뇌의 신호를 최대한 온전히 척수에 전달하는 방법을 찾은 것에 의의가 있다. 

연구진은 보행에 관여하는 뇌와 척수 영역을 직접 연결하는 이식형 기록·자극 시스템으로 구성된 '뇌-척수 인터페이스(BSI)'를 제작했다.

이는 '걷고 싶다'라고 생각할 때 뇌에서 생성되는 전기신호를 구별하고, 전자기기에서 사용할 수 있는 신호로 변환했다. 이 신호는 척수에 연결된 신경 자극기로 전달되고, 뇌에서 신호를 수신한 신경 자극기는 척수에 전기를 흘려보내 뇌가 지시한 움직임을 취할 수 있게 한다. 

쿠르틴 교수는 "뇌와 척수를 디지털 방식으로 연결하면 근육 활동의 타이밍과 진폭을 더 섬세하게 제어할 수 있어 환자가 일어나고 걷는 행동을 더 자연스럽게 취할 수 있게 돕는다"라고 밝혔다. 

장지민 한경닷컴 객원기자 newsinfo@hankyung.com

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