하반신 마비 환자가 하루 만에 일어나 걸었다[과학을읽다]

스위스 연구팀, 신경자극임플란트 개발해 시험 성공

하반신 마비 환자가 신경 자극 임플란트를 장착해 걷고 있다. 사진 출처=네이처.

[아시아경제 김봉수 기자] 스위스 연구팀이 하반신 마비 환자에게 신경 자극 임플란트를 장착해 걷기는 물론 수영과 자전거 타기까지 가능하도록 하는 실험을 성공해 희망을 주고 있다.

스위스 로잔 소재 스위스연방기술연구소(EPFL) 연구팀은 지난 7일 이같은 연구 결과를 담은 논문을 국제학술지 '네이처 메디슨'에 게재했다. 이들은 일반적인 인간의 하체가 걷기 등 각종 동작을 할 때 뇌로부터 받는 신호를 모방해 전신 마비 환자가 자신의 하체의 움직임을 제어할 수 있도록 설계한 장치를 만들었다.

연구팀은 컴퓨터 단층 촬영ㆍ자기공명영상 장치를 활용해 27명으로부터 척수 신경의 크기와 배치를 측정, 평균치의 예측 모델을 구현했고, 이를 통해 착용자들의 신체에서 최적의 임플란트 설치 부위를 찾아냈다. 이후 척수가 완전히 절단돼 하반신이 마비된 3명의 실험대상자들에게 임플란트를 장착했다.

놀랍게도 참가자들은 태블릿과 버튼을 사용해 전기 자극 패턴을 제어, 자신들의 다리를 올리거나 내리는 등의 동작을 할 수 있었다. 3명의 실험 참가자 모두 자신의 체중을 지탱하면서 러닝머신 위를 걷는 등 임플란트 착용 후 하루 내에 어느 정도 수준의 동작이 가능하도록 회복됐다. 참가자 중 한 명인 마이클 로카티는 연구팀이 배포한 보도자료를 통해 "처음으로 몇 걸음 내걸었을 때 정말 믿을 수가 없었고 꿈이 이뤄졌다"고 흥분했다.

실험 참가자들은 걷기는 물론 자전거 타기나 스쿼트 자세도 취할 수 있었고, 심지어 프로그래밍된 움직임을 통해 카누를 타면서 노를 젓는 동안 안정적인 자세를 유지하는 것도 가능했다.

연구팀은 앞으로 스마트폰을 통해 같은 기술을 구현하는 연구를 진행할 예정이다. 또 미국에서 더 많은 환자들을 상대로 이 기술을 시험해 보기 위해 미 식품의약국(FDA)의 승인을 얻어 놓은 상태다. 뿐만 아니라 방광 및 성 기능 장애를 겪고 있는 사람들이 문제를 해결할 수 있도록 뇌로부터 직접 척수에 신호를 보낼 수 있는 장치도 연구 중이다.

신경외과의사 피터 그란은 이같은 연구 결과에 대해 "연구팀이 개발한 장치가 다양한 신경조직을 전략적으로 자극한 것은 이전 다른 연구보다 진일보했으며, 척수 신호의 원리를 이해하는 데 도움이 될 것"이라며 "앞으로 좀 더 복잡한 상반신 마비 환자들의 신경 회복에도 활용될 수 있다"고 전망했다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr