마비된 남성이 뇌와 근육을 다시 연결하는 장치를 사용하여 걷는다

선구적인 연구로 뇌졸중 환자와 마비된 사람들을 위한 소형 장치 개발에 도움이 될 수 있습니다.

2011년 자전거 사고로 마비된 한 남성이 의사가 뇌파를 읽고 척추에 올바른 근육을 움직이라는 지시를 보내는 장치를 이식한 후 도움을 받아 서고 걸을 수 있게 되었습니다.

게르트 얀 오스캄(40) 씨는 중국에서 교통사고로 목이 부러져 다시는 걷지 못할 것이라는 말을 들었지만 수술 후 계단을 오르고 100m 이상 걸었다.

네덜란드 출신인 오스캄(Oskam)은 "몇 달 전 10년 만에 처음으로 일어나서 친구들과 맥주를 마실 수 있었다"고 말했다. "정말 멋있었어요. 일상생활에서도 활용하고 싶어요."

"디지털 브리지"는 마비를 극복하기 위해 뇌-기계 인터페이스를 개발하기 위한 오랜 프로그램을 보유한 스위스의 신경과학자 팀의 최신 제품입니다. 이 프로젝트는 무선 신호를 사용하여 척수 신경이 손상되면 쓸모 없게 되는 근육과 뇌를 다시 연결하는 것을 목표로 합니다.

이전 시험에서 Oskam은 컴퓨터에서 척수로 신호를 보내 걷는 리드미컬한 단계를 재현하는 시스템을 테스트했습니다. 이 장치는 그가 한 번에 여러 걸음을 걷는 데 도움이 되었지만 움직임은 상당히 로봇적이어서 버튼이나 센서에 의해 작동되어야 했습니다.

최신 업데이트를 위해 로잔 대학 병원의 신경외과 의사인 Jocelyne Bloch 교수는 Oskam이 다리를 움직이려고 할 때 신경 활동을 감지하는 전극을 Oskam의 뇌에 설치했습니다. 판독값은 펄스로 변환되는 알고리즘에 의해 처리되어 척추의 추가 전극으로 전송됩니다. 펄스는 척추의 신경을 활성화하여 근육을 활성화하여 의도한 움직임을 만들어냅니다.

스위스 로잔 연방 공과대학의 그레고아르 쿠르틴(Grégoire Courtine) 교수는 “우리가 할 수 있었던 것은 디지털 브릿지를 이용해 다리 움직임을 제어하는 ​​뇌와 척수 영역 사이의 통신을 다시 확립한 것”이라고 말했다. 그는 이 시스템이 "Gert-Jan의 생각을 포착하고 그 생각을 척수 자극으로 변환하여 자발적인 다리 움직임을 다시 확립할 수 있다"고 말했습니다.

이 장치는 빠르고 부드러운 보폭을 제공하지 않지만 Oskam은 Nature에 설명된 임플란트가 이전보다 더 자연스러운 움직임을 허용했다고 말했습니다. 왜냐하면 일어서는 것과 걷는 것이 행동에 대해 생각함으로써 시작되고 제어되기 때문입니다. 신호는 엉덩이, 무릎 및 발목을 구부리는 데 필요한 근육을 자극합니다.

이 장치는 또한 재활을 촉진하는 것으로 보입니다. 40회 이상의 임플란트 훈련을 마친 후, 척추의 모든 신경이 절단되지 않은 Oskam은 장치가 꺼진 상태에서도 다리에 대한 어느 정도 통제력을 회복했습니다. Courtine은 뇌와 척추를 다시 연결하면 척추 신경을 재생하여 환자의 잃어버린 통제력을 회복하는 데 도움이 된다고 믿습니다.

연구는 초기 단계이지만 연구원들은 미래의 소형화된 장치가 뇌졸중 환자와 마비된 사람들이 걷고, 팔과 손을 움직이고, 종종 척수의 영향을 받는 방광과 같은 다른 기능을 제어하는 ​​데 도움이 되기를 바라고 있습니다. 부상. 팔과 손의 움직임은 걷는 것보다 더 복잡하기 때문에 더 어려울 수 있습니다.

Oskam이 사고 후 10년 이상 진전을 보인 가운데, 팀은 최근에 부상을 입은 다른 환자들이 더 나아질 수 있다고 확신합니다. Courtine은 Oskam이 "척수 손상 후 10년이 넘었다"고 말했습니다. "척수 손상 후 몇 주 후에 디지털 브리지를 적용한다고 상상해 보십시오. 회복 가능성은 엄청납니다."