척수손상 환자에게 전기자극을 가하면 다시 걸을 수 있게 되는 메커니즘

스위스의 연구그룹은 척수손상으로 심한 마비를 앓고 보행하기 어려운 환자를 조사한 결과 지금까지 미발견이었던 척수손상 후 회복에 필요한 조직을 발견했다고 발표했습니다.

The neurons that restore walking after paralysis | Nature
https://doi.org/10.1038/s41586-022-05385-7

People With Complete Paralysis Walk Again After Nerve Stimulation Breakthrough : ScienceAlert
https://www.sciencealert.com/people-with-complete-paralysis-walk-again-after-nerve-stimulation-breakthrough

People With Complete Paralysis Walk Again After Nerve Stimulation Breakthrough

보행에 필요한 신경세포는 척수에 존재하며 척수가 손상되면 뇌의 신호가 차단되어 보행이 불가능해집니다. 그 결과 발에 문제가 없어도 발의 영구마비를 일으킬 수 있습니다.

지금까지의 연구는 척수를 전기적으로 자극하여 마비를 회복할 수 있음을 보여주었는데 그 메커니즘은 밝혀지지 않은 상태였습니다. 그래서 스위스 로잔 연방 공과대학교(EPFL)의 신경과학자인 클라우디아 캐시 씨가 척수의 '경막'이라고 불리는 부분에 전기자극을 주는 경막외 전기자극이라는 기술을 심한 척수손상인 9명의 환자와 실험쥐로 확인했습니다.

환자들이 일주일에 4~5회의 자극과 재활을 5개월간 계속한 결과 모두가 보행기의 도움으로 걸을 수 있게 되었다는 것.

또한 회복된 환자들은 보행 시 허리 척수의 신경활동이 저하되었다고 합니다. 거기서 캐시 씨는 이 과정을 실험쥐로 검증해 어느 세포가 어떠한 작용을 하고 있는지에 대해 파악했습니다. 그 결과 지금까지 알려지지 않았던 신경세포의 집단이 허리 척수의 중간층이라는 조직에 존재하는 것을 알게 되었습니다.

아래 이미지는 자극된 신경세포를 시각화한 것으로 이 조직은 언뜻 보면 건강한 동물의 보행에는 불필요하지만 척수손상 후의 보행의 회복에는 불가결해 이 조직을 파괴하면 실험쥐의 회복이 저해되었다고 합니다. 또 이 조직은 뇌간으로부터의 정보를 실제의 보행에 연결하는 신경에 전달하는 기능이 있다고 합니다.

연구그룹이 발견한 조직의 세부사항이나 실제로 척수손상으로 인해 보행이 곤란했던 환자가 걷는 모습은 아래의 동영상을 보면 확인할 수 있습니다.

Scientists identify neurons that restore walking after paralysis - YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=TSp-PDTgZeI

캐시 씨는 이 발견을 "세포의 정보전달에 관한 하나의 요소에 지나지 않고 아직 해명되지 않은 것이 여러 가지 있다"면서 "이 발견은 이윽고 치료법의 선택지를 늘리는 것으로 이어지고 그 외 척수손상 환자에게도 더 나은 삶의 질을 제공할 수 있을지도 모른다”고 기대를 나타냈습니다.