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안녕하세요. 오늘은 새로운 뉴스를 소개드릴까 합니다.

우리나라는 좀 더딘 편이지만, 외국에서는 마비된 환자의 기능 회복이나, 의수 또는 의족 등의 의지에 대한 연구가 과학기술의 발전과 더불어 굉장히 앞서나가고 있습니다.

2018년 10월 31일에 발행된 세계적인 학술지 네이처 (Nature) 에 반가운 논문이 소개되었습니다. 스위스 로잔 연방공대, 로잔대학병원, 프라이부르대 등의 공동연구진이 발표한 논문으로, 척수 손상으로 하반신이 마비된 환자가 전기 자극 치료를 받고 다시 걸을 수 있게 되었다는 내용입니다.

'Targeted neurotechnology restores walking in humans with spinal cord injury' 라는 제목으로 네이처 지에 발행되었습니다.

실험 참여자중 한명인 데이비드의 연속 사진입니다.

Credit: EPFL Jamani Caillet

뇌와 함께 중추신경계를 구성하는 척수는 손상될 경우 위치에 따라 여러형태의 장애를 초래하게 됩니다. 요천추부 손상의 경우 심각한 보행능력의 손상을 초래하며 심지어 완전 마비가 될 수도 있습니다.

연구진들은 표적화된 척수 자극을 통해 발병한지 4년이상 경과되고 재활치료에도 불구하고 영구적인 근력 결손 또는 완전 마비가 있는 환자들이 수의적 보행 (voluntary walking)이 가능하게 되었다고 소개했습니다.

우선, 척수의 어느 영역이 보행에 필요한 각각의 움직임에 관여하는지 맵핑 (mapping)통해 확인하였습니다.

그 후 실시간으로 신호를 발생시키는 장치를 이식하였고, (pulse generator with real-time triggering capabilities) 이를 통해 환자가 의도하는 움직임과 일치하는 타이밍에 요천추부 척수에 (lumbosacral spinal cord) 공간적으로 개별적인 자극을 전달하였습니다.

수술적 술기 및 기술적 토대를 도식화한 것으로 논문게재된 자료입니다.

3명의 하반신 마비 환자를 대상으로 연구를 진행하였으며,

일주일 이내, 이 자극들은 땅위에서 보행하는 동안 마비된 근육들의 적응 조절 (adaptive control)을 재확립시켰습니다. 즉, 다리를 움직였습니다.

약 5개월 후, 참가자들은 자극없이도 예전에 마비되었던 근육들에 대한 수의적 조절을 획득하였고 자극이 있는 동안 ecological setting 에서는 걷거나 자전거를 탈 수 있었습니다.

데이비드는 전기적 자극과 치료를 병행하여 보조를 받으며 걸을 수 있게 되었습니다. Credit: EPFL Hillary Sanctuary

다만, 연구진들은 기술이 아직 초기 단계이고, 운동기능이 남아 있는 환자에서만 시행한 실험이라고 하였습니다.     

척수 손상으로 인한 하반신 마비 환자들에게 보행은 정말 꿈과 같은 영역이라 생각됩니다. 이와 같은 연구 결과들이 좀더 발전되어 임상 영역에서 많은 환자들에게 사용할 수 있게 되길 바랍니다.

논문에 대한 자세한 내용은 아래 링크에서 확인하실 수 있습니다.

Journal reference: Nature volume 563, pages65–71 (2018)
DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-018-0649-2