몸통 움직임으로 제어하는 척수 자극, 4명의 보행기 보행 도와

만성 흉수 손상으로 기능적으로 완전한 운동 마비가 있던 4명이 경막외 척수 자극과 4개월간의 집중 재활을 받은 뒤 보행기를 사용해 서고 걷는 법을 익혔다. 연구 전과 연구 기간 중 어느 누구도 다리 근육을 자발적으로 수축시킬 수 없었다. 그럼에도 4명 모두 다른 사람이 몸을 잡아주는 도움이나 체중을 지탱하는 장치 없이 걸었다.

이탈리아 연구팀은 시판 척수 자극기를 사용하고, 각 참가자에게 남아 있던 움직임을 제어 신호로 활용했다. 몸통을 자발적으로 조금 펴는 동작은 평균 약 9도였으며, 이 동작에 따라 자극이 신경에 미치는 영향이 달라졌다. 이를 통해 다리는 몸을 지탱하는 데 필요한 신전 상태에서 한 걸음을 내딛기 위한 고관절·무릎·발목의 협응된 굴곡 상태로 전환할 수 있었다. 연구진은 이 방법을 ‘몸통 매개 제어’라고 부른다.

훈련은 매일 단계적으로 진행됐으며 개인별로 맞춤 구성됐다. 몸통 제어와 자극을 통한 다리 활성화에서 시작해 서기, 체중 이동, 걷기로 이어졌다. 참가자 4명 모두 WISCI II 보행 척도 점수가 0점에서 9점으로 올랐다. 한 명은 42분 동안 132m를 걸었고, 모두 방향 전환을 하고 경사로와 울퉁불퉁한 야외 지면을 통과했다. 3명은 한 손으로 몸을 지탱하며 서서 다른 손으로 간단한 작업을 할 수 있었다.

Med에 게재된 이번 연구는 참가자가 4명에 불과해 더 큰 규모의 연구가 필요하다. 다리를 자연스럽게 자발적으로 제어하는 능력을 회복시킨 것은 아니다. 근육 수축은 전기 자극으로 발생했다. 이번 성과는 뇌 임플란트나 외부 센서, 실시간 신경 신호 해독 없이도 사용자가 발걸음을 내딛는 데 능동적으로 참여할 수 있는 더 간단한 방법을 제시했다는 데 있다.