전극은 척수 환자의 움직임과 감각을 부분적으로 회복시킵니다.

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작성: Dennis Thompson HealthDay Reporter

Judith Stewart, BPharm의 의학 검토. 2026년 3월 12일에 마지막으로 업데이트되었습니다.

HealthDay를 통해

2026년 3월 12일 목요일 — 척수 손상으로 인해 사람들은 두 가지 중요한 요소, 즉 팔다리의 움직임을 제어하는 ​​능력과 감각 피드백을 받는 능력을 잃습니다.

이러한 양방향 의사소통은 사람이 다리나 팔을 적절하게 움직일 수 있는 데 매우 중요합니다.

이제 한 연구진은 Nature Biomedical Engineering 저널에 척수 손상으로 인해 발생한 이러한 격차를 메울 수 있는 단계에 이르렀다고 보고했습니다.

전기 자극은 척추 손상 부위 위와 아래 모두에서 전달됩니다. 척수 손상은 움직이는 팔다리의 감각 피드백 경험을 시뮬레이션할 수 있다고 연구진은 말했습니다.

피드백은 정확하지 않습니다. 사람들은 이를 신체의 다른 부분에서 발생하는 것처럼 보이는 감각으로 경험합니다.

“[나는] [가슴을 가리키며] 여기까지의 피드백을 바탕으로 [내 발이] 닿는 시점을 알 수 있었습니다.”라고 한 참가자는 연구자들에게 말했습니다. "내 발이 런닝머신이나 그와 비슷한 것에 닿는 느낌은 없었지만 거의 비슷했습니다."

그러나 이번 결과는 척수 환자의 이동성을 회복하는 데 있어 앞으로 나아갈 길을 강조한다고 로드아일랜드주 프로비던스에 있는 브라운 대학교 공과대학 부교수인 수석 연구원 David Bornton이 말했습니다.

“이것은 척수 환자에게서 동시 운동 자극과 감각 피드백이 입증된 최초의 사례입니다. 척수 손상이 완전히 발생했습니다.”라고 Bornton은 보도 자료에서 말했습니다.

“이것은 척추 병변으로 인해 발생한 격차를 완전히 메우려는 목표를 향한 중요한 단계입니다.”라고 그는 덧붙였습니다. "운동 활성화와 동시 감각 피드백을 모두 제공함으로써 우리는 조화로운 움직임과 기능적 독립성을 회복하는 방향으로 진전을 이루고 있습니다."

이 연구에서 연구자들은 완전한 척수 손상으로 인해 다리를 사용할 수 없게 된 세 명의 환자에게 척수 손상 부위 위와 아래에 전극을 이식했습니다.

결과에 따르면 부상 부위 아래의 자극은 다리의 근육 제어를 부분적으로 회복한 반면, 부위 위의 자극은 환자가 걸을 때 공간에서 자신의 다리가 어디에 있는지 '느끼게' 할 수 있는 것으로 나타났습니다.

"운동 활성화와 의미 있는 감각 피드백을 동시에 회복함으로써 우리는 고립된 기능을 넘어 조화롭고 목적이 있는 움직임으로 나아가고 있습니다."라고 연구원은 말했습니다. Dr. Jared Fridley, 텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스 척추 신경외과 과장

Fridley는 보도 자료에서 "신경 기술이 심각한 척수 손상을 앓고 있는 사람들의 실제 독립성을 구현한다면 이는 중요한 단계입니다."라고 말했습니다.

전극을 이식한 후 연구자들은 환자와 협력하여 걷는 동안 근육 운동을 담당하는 신경 자극을 미세 조정했습니다.

환자들은 손잡이와 슬라이더가 장착된 'DJ 보드'를 사용하여 척수의 여러 부분에 다양한 수준의 자극을 가하고 다리 근육을 수축 및 굴곡시키는 패턴에 초점을 맞췄습니다.

“참가자들은 DJ 보드를 사용하는 것이 실제로 매우 재미있었다고 말했습니다.” 수석 연구원인 Jonathan Calvert는 보도 자료에서 말했습니다. 그는 캘리포니아 대학교 데이비스 캠퍼스의 신경외과 조교수입니다.

“우리는 그들에게 목표 다리 위치와 자세를 주었고 그들은 그 자세를 달성하기 위한 올바른 자극 패턴을 찾을 때까지 보드를 탐색했습니다.”라고 Calvert는 말했습니다. "그들은 다리가 다시 움직이는 것을 보고 인터페이스를 통해 스스로 제어할 수 있는 것을 정말 즐겼습니다."

그런 다음 연구원들은 DJ 보드의 데이터를 사용하여 이러한 자극 패턴을 최적화하는 인공 지능을 훈련시켜 각 환자에게 근육 활동을 유발하는 가장 정확한 방법을 찾았습니다.

"가능한 자극의 공간은 엄청납니다. 시행착오를 통해 효율적으로 검색하기에는 너무 큽니다."라고 MIT의 박사후 연구원인 Lakshmi Narasimhan Govindarajan은 말했습니다. 매사추세츠주 케임브리지.

Govindarajan은 보도 자료에서 "기계 학습은 자극 패턴을 보다 효율적으로 검색하고 개인화할 수 있는 기회를 제공하므로 각 참가자에게 목표로 삼은 근육 활동과 더욱 정확하게 일치합니다."라고 말했습니다.

그런 다음 팀은 부상 부위 위에서 유사한 프로세스를 사용하여 감각 피드백을 생성했습니다.

척수 손상을 고려하여 위의 자극을 아래 다리나 발의 감각에 직접 매핑할 수 없었습니다.

대신 신체의 다른 부분과 연결된 감각이 사람의 하지의 감각을 대체하는 데 사용될 수 있는지 여부를 테스트했습니다.

“우리는 참가자가 감각 단서를 재해석할 수 있도록 특정 감각이 특정 행동이나 자극과 연관되는 감각 대체 접근 방식을 사용했습니다.”라고 Calvert는 말했습니다. "이 경우 참가자들은 가슴이나 팔, 등에서 감각을 느낄 수 있지만 이러한 감각을 다리의 다양한 관절 각도와 연관시키는 방법을 배울 수 있습니다."

눈을 가린 상태에서도 환자는 이 피드백을 사용하여 다리의 각도를 정확하게 보고할 수 있다는 사실을 연구자들은 발견했습니다.

“이는 이러한 감각이 어느 시점에서든 공간 내 다리의 위치를 ​​아는 측면에서 유용한 감각 피드백을 제공한다는 것을 의미합니다.”라고 Calvert는 설명했습니다. "참가자들은 이러한 유형의 감각 피드백이 휠체어를 타고 내릴 때와 같은 일상 생활에서 매우 유용할 수 있다고 밝혔습니다."

그런 다음 연구원들은 두 가지 유형의 전기 자극을 모두 사용하여 실험을 수행했습니다. 천장에 장착된 하네스의 지지를 받는 환자들은 런닝머신에서 걷는 동작을 수행했습니다.

결과에 따르면 참가자들은 걷는 데 필요한 근육을 사용할 수 있었고 발이 땅에 닿을 때 감각이 신체의 다른 부분에 등록되었음에도 불구하고 정확하게 보고할 수 있는 것으로 나타났습니다.

이러한 종류의 피드백은 미래의 척수 손상 재활 환자에게 도움이 될 수 있다고 연구자들은 말했습니다.

“부상 부위 전체에 걸쳐 조정된 자극이 긍정적인 재활 효과를 가져올 수 있다고 믿을 만한 이유가 있습니다.”라고 Borton은 말했습니다. "이번 연구에서 완전히 탐구할 수 있었던 것은 아니지만 향후 연구에서 이를 추구할 계획입니다."

팀은 다음으로 병원 외부에서 이 자극 접근 방식을 테스트하는 장기 연구를 위해 더 많은 환자를 모집할 계획입니다.

“우리는 척수 손상 환자를 돕기 위한 의약품 기반 접근 방식의 오랜 역사를 보완할 수 있는 신경기술의 잠재력에 매우 기대하고 있습니다.”라고 Borton은 말했습니다.

출처

  • 브라운 대학교, 보도 자료, 2026년 3월 11일

    • 면책조항: 의학 기사의 통계 데이터는 일반적인 추세를 제공하며 개인과 관련이 없습니다. 개별적인 요인은 크게 다를 수 있습니다. 개인의 의료 결정에 대해서는 항상 개인화된 의학적 조언을 구하세요.

    출처: HealthDay

    게시됨 : 2026-03-13 01:48

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