척수 손상 환자에게 전기 자극을 주면 다시 걸을 수 있게 되는 메커니즘이 판명

스위스의 연구 그룹은 척수 손상으로 심한 마비를 앓고 보행하기 어려운 환자를 조사한 결과, 지금까지 미발견이었던 척수 손상 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

People With Complete Paralysis Walk Again After Nerve Stimulation Breakthrough

보행에 필요한 신경 세포는 척수에 존재하고 있으며, 척수를 손상시키면 뇌의 신호가 차단되어 보행이 불가능합니다. 그 결과 다리에 아무 문제가 없어도 다리의 영구 마비를 일으킬 수가 있습니다.

지금까지의 연구에서 척수를 전기적으로 자극하여 마비를 회복시킬 수 있음을 보여주었지만, 그 메커니즘은 밝혀지지 않았습니다. 그래서 스위스 연방 공과대학 로잔 교(EPFL)의 신경과학자인 클라우디아 캐시 씨가, 척수의「경막」이라고 불리는 부분에 전기 자극을 주는 경막외 전기 자극이라는 기술을 사용하여 심한 척수 손상을 입은 9명의 환자와 마우스를 통해 확인했습니다.

환자들이 일주일에 4~5회의 자극과 재활을 5개월간 계속한 결과, 모두가 보행기의 도움을 받으면 걸을 수 있게 되었다는 것입니다.

또한 회복된 환자들은 보행 시 허리 척수의 신경 활동이 저하되었다고 합니다. 거기서 캐시 씨는 이 과정을 마우스로 검증해, 어느 세포가 어떠한 작용을 하고 있는지 파악했습니다. 그 결과, 지금까지 알려지지 않았던 신경세포의 집단이 허리의 척수 중간층이라는 조직에 존재한다는 것이 판명되었습니다. 아래 이미지는 자극된 신경세포를 시각화한 것입니다.

이 조직은 언뜻 보면 건강한 동물의 보행에는 불필요해 보입니다만, 척수 손상 후의 보행의 회복에는 불가결로 되어 있어, 이 조직을 파괴하면 마우스의 보행 회복이 저해되었다고 합니다. 또, 이 조직은 뇌간으로부터의 정보를 실제의 보행에 연결시키는, 신경 전달 기능이 있다고 합니다.

연구 그룹이 발견한 조직의 세부 사항이나 실제로 척수 손상으로 인해 보행이 곤란했던 환자가 걷는 모습을 아래의 동영상을 보면 확인할 수 있습니다.

캐시 씨는 이 발견을 "이는 세포의 정보 전달에 관한 하나의 요소에 지나지 않고, 아직 해명되지 않은 것이 여럿 있습니다."라고 말하는 한편, "이 발견은 치료법의 선택지를 늘리는 것으로 이어지고, 그 외 척수 손상 환자에게도 더 나은 삶의 질을 제공할 수 있을지도 모릅니다.”라고 추측하고 있습니다.