‘뇌-척수’ 디지털 연결…하반신 마비 환자 일으켰다

'뇌-척수 인터페이스'(BSI) 장치를 부착한 40세 네덜란드 척수마비 환자가 걷기 훈련을 하고 있다. 연합뉴스

하반신 마비 환자의 뇌와 척수에 기계를 이식해 걸을 수 있도록 만드는 공상과학(SF) 영화 같은 기술이 현실화했다.

오토바이 사고로 척수를 다쳐 하반신이 마비된 40세 네덜란드 남성이 무선 디지털 기술의 도움으로 12년 만에 다시 걷게 됐다고 24일(현지시간) 뉴욕타임스(NYT)가 보도했다.

스위스 로잔공대(EPFL) 그레고아르 쿠르틴 교수팀은 이 같은 결과를 학술지 ‘네이처’를 통해 발표했다.

연구팀은 뇌-척수 간 통신을 회복시켜주는 기기를 삽입한 환자가 자연스럽게 일어서 걸을 수 있게 됐고 기기 전원이 꺼진 후에도 목발을 짚고 걷게 됐다고 전했다.

뇌-척수 연결장치의 작동원리는 크게 두 단계로 나뉜다.

먼저 뇌에 삽입된 기기가 사람이 걷는 동작을 생각할 때 뇌에서 생성되는 전기 신호를 실시간으로 해독해 척수로 보낸다.

이어 척수에 부착된 장치가 이 전기 신호를 전기 자극으로 변환시킨 뒤 다리 움직임을 제어하는 척수 영역에 전달하는 것이다.

'뇌-척수 인터페이스'(BSI) 장치를 이용해 걷는 데 성공한 40세 네덜란드 척수마비 환자가 연구팀과 사진을 찍고 있다. AFP 연합뉴스

연구팀은 뇌-척수 인터페이스는 몇 분 안에 작동을 보정할 수 있고 별도 관리 없이도 1년 이상 높은 신뢰성과 안정적인 상태를 유지했다고 밝혔다.

나아가 장치의 전원이 꺼진 상태에서도 피실험자가 목발을 짚고 걸을 수 있게 됐다고 한다.

뇌-척수 디지털 연결 장치가 신경 장애로 비롯된 운동 결함 치료에도 도움이 될 수 있다는 실마리를 찾은 것이다.

하반신 마비 환자의 움직임을 회복시키려는 연구는 이전부터 세계적으로 활발하게 진행돼 왔다.

일부 연구진은 척수 부위에 전극을 삽입해 전기적으로 자극하는 방법으로 환자가 서거나 걸을 수 있게 하는 성과를 내기도 했다.

다만 이 방법은 환자가 모션센서를 착용해야 했고, 복잡한 지형에서 다리를 움직이는 데 제한이 있었다.

로잔공대 연구팀의 이번 연구는 하반신 마비를 극복하는 데 큰 진전을 이뤘지만, 역시 한계는 있다.

뇌의 미묘한 의도를 구별하기 어려운 탓에 상체 움직임을 회복하는 수준까지는 이르지 못한 것이다.

오주환 기자 johnny@kmib.co.kr

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