기사상세페이지
뇌-기계 인터페이스 재활요법으로 일부 감각·근육조절 기능 회복시켜
(서울=연합뉴스) 한성간 김정은 기자 = 가상현실(VR) 기술을 이용, 뇌를 자극하는 트레이닝이 척수마비를 일부 회복시킬 수 있다는 사실이 밝혀졌다.
척수마비 치료 기술 개발을 위해 세계 25개국의 과학자 100명이 참가해 진행되고 있는 '다시 걷기 프로젝트'(Walk Again Project) 연구팀은 교통사고, 추락 등에 의한 척수마비로 3~13년째 하반신을 전혀 못 쓰는 환자 8명이 1년간의 꾸준한 VR 뇌 트레이닝 끝에 부분적으로 다리의 감각을 회복하고 다리를 움직일 수 있게 됐다고 영국 일간 가디언과 헬스데이 뉴스 등이 11일 보도했다.
8명 모두에게 고른 효과가 나타난 것은 아니지만, 전원이 다리 근육의 움직임과 피부 감각이 부분적으로 회복됐다고 연구팀을 이끈 미국 듀크 대학 신경 공학센터의 미겔 니콜렐리스 박사는 밝혔다.
촉감을 전혀 느끼지 못했던 이들은 통증, 압박, 진동을 느낄 수 있게 됐다. 다만 온도에 대한 감각은 못 느꼈다. 이와 함께 일부는 방광 등 내장기능(visceral function)이 회복돼 대소변을 가릴 수 있게 됐다. 남성 환자들은 발기를 느끼기도 했다.
그렇다고 도움 없이 걸을 수 있는 정도까지 된 것은 아니다.
다만 한 여성 환자는 뇌 트레이닝 10개월 만에 대퇴부에서 발목까지 다리를 지탱해 주는 인공 목발을 착용한 채 치료사의 도움 없이 스스로 발을 떼어 앞으로 움직일 수 있게 됐다.
이들은 이 뇌 트레이닝 이전에 전통적인 재활치료를 받았지만 아무런 효과가 없었다.
뇌 트레이닝은 VR 시스템을 비롯한 다양한 장치에 연결된 '뇌-기계 인터페이스(BMI·Brain-Machine Interface)'를 이용, 양측 하지 마비 환자들이 마비된 다리를 제어하는 실험을 하는 방식으로 진행됐다. BMI는 사람의 뇌와 기계를 연결해 뇌에서 보낸 전기신호로 외부 기기를 제어하는 기술이다.
우선 뇌로부터 오는 뇌파(EEG) 신호를 기록할 수 있는 전극이 장치된 모자를 씌우고 다리를 움직인다는 "생각"을 하라고 주문했다.
다음 단계는 인공근육을 이용한 외골격(artificial exoskeltal)으로 이루어진 보행보조장치를 착용하고 가상현실 아바타가 축구장을 가로질러 걸어가는 것을 보게했다.
이와 동시에 특수 제작된 셔츠를 통해 아바타가 움직일 때 마다 미세한 진동을 일으켜 뇌에 촉감 피드백이 이루어지게 했다.
이런 VR 뇌 트레이닝은 최소한 일주일에 2시간 이상씩 진행했다.
그렇게 몇 달이 지나자 운동을 담당하는 뇌 부위의 움직임이 점점 증가하면서 다리 촉감과 근육 움직임이 느껴지기 시작했다.
이러한 효과는 어딘가에 살아 남아있었지만, 몸의 움직임이 없어 가사 상태에 있었던 신경들이 뇌 트레이닝으로 잠을 깨 그 어떤 기능을 발휘했기 때문인 것으로 연구팀은 보고있다.
니콜렐리스 소장은 "이 프로젝트를 시작할 때 이처럼 놀라운 임상 결과가 나오리라고는 예상하지 못했다"며 "지금까지 완전마비 진단을 받은 이후 그렇게 긴 시간이 흐른 환자에게서 이 같은 기능 회복이 이뤄진 사례는 없었다"고 말했다.
니콜렐리스 소장은 이번 연구는 오랫동안 VR 뇌 트레이닝을 받은 환자들에게서 운동 행동과 촉감, 내장기능의 개선이 나타난다는 것을 보여준다고 자평했다.
그는 "완전마비 진단을 받은 환자들 가운데 상당수가 아직 손상되지 않은 척수신경을 갖고 있을지도 모른다"며 "이 신경들은 대뇌피질로부터 근육으로 향하는 신호가 없어 수년간 가만히 있다가 이런 훈련으로 되살아난 것일 수 있다"고 덧붙였다 . 연구진은 전 세계 병원에서 이용할 수 있도록 좀 더 단순한 버전의 훈련법과 기구를 개발할 계획이다.
세계보건기구(WHO)에 따르면 교통사고나 추락, 폭행 등으로 전 세계에서 매년 25만∼50만 명이 척수손상으로 인한 마비를 겪고 있다.
니콜렐리스 소장은 뇌졸중 등 척수손상 외 원인으로 인한 마비에도 이 훈련법을 적용할 수 있을 것으로 보고 있다.
이 연구결과는 영국의 과학전문지 '사이언티픽 리포트'(Scientific Reports) 최신호(8월11일 자)에 발표됐다.
 |
 |
게시물 댓글 0개