‘전신마비’ 정복 가시화…‘뇌 임플란트’로 신체 움직여

4년 전, 사고로 전신마비가 돼 스스로 몸을 가눌 수 없었던 20대 남성이 다른 재활도구의 도움 없이 본인 생각만으로 손을 들어 올리고 주먹을 ‘쥐었다’ ‘폈다’ 한다. 이 마법 같은 일은 어떻게 발생한 것일까? 비밀은 새로운 신경치료법인 ‘뉴로브리지(Neurobridge)’에 있다.

미국 과학전문매체 라이브 사이언스닷컴은 오하이오 주립대학 웩스너 메디컬 센터(The Ohio State University Wexner Medical Center), 바텔연구소(Battelle Memorial Institute) 공동연구진이 개발한 신경치료기술인 ‘뉴로브리지’가 20대 전신마비환자를 대상으로 진행된 임상시험에서 효과를 나타냈다고 24일(현지시각) 보도했다.

임상시험에 참여한 환자는 23세 남성 이안 버크하트로 그는 4년 전 다이빙 사고로 얼굴, 목을 제외한 전신이 마비된 상황이었다. 연구진이 고심한 건 그의 뇌 신호를 몸 근육과 직접 연결시켜 신경통로를 새로 구축시키는 것이었다. 여기서 등장한 게 ‘뉴로브리지’ 치료법이다.

연구진은 오랜 시간 버크하트의 뇌를 자기공명영상으로 촬영해 그가 손을 비롯한 사지를 움직이고자 할 때 뇌의 어떤 부분이 반응을 보이는지 세밀히 체크했다. 그리고 이를 컴퓨터 신호화해 완두콩크기의 컴퓨터 칩으로 만들어냈다.

이 컴퓨터 칩은 일종의 ‘뇌 임플란트’로 버크하트의 머릿속에 심어졌다. 만일 버크하트가 손을 들고자 하면 그 신호가 뇌 임플란트에 전해지고 이것이 다시 전기 자극형태로 팔 근육에 전송돼 몸이 반응하는 알고리즘인 것이다. 시스템이 제대로 작동하려면, 팔과 손의 움직임을 제어하는​​ 운동 피질 부분과 버크하트 뇌의 정확한 지점에 뉴로브리지 컴퓨터 칩을 배치하는 것이 중요했다.

3시간에 걸친 정밀 수술 끝에 칩은 무사히 버크하트의 뇌 속에 자리 잡았고 남은 것은 그의 의지대로 손이 움직일 수 있는지 여부였다. 그리고 앞서 언급된 것처럼 버크하트의 움직임 의지는 성공적으로 그의 팔 근육에 전해졌다.

이전에도 로봇 팔을 마비환자에 적용하는 치료법이 등장한 바 있으나 환자 본인의 실제 팔을 예전처럼 자유의지대로 움직일 수 있게 한 치료는 이번이 처음이다. 연구진은 “전신마비 외에 뇌졸중이나 다른 외상성 뇌 손상으로 몸이 마비된 환자에게도 이 치료법이 적용될 수 있을 것”이라며 더 많은 환자들을 대상으로 임상 시험을 진행할 예정이다.

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동영상·사진=The Ohio State University Wexner Medical Center/Battelle

조우상 기자 wscho@seoul.co.kr