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사지 마비환자, 3년 반 만에 손으로 기타 치고 컵에 물 부어

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2016년 04월 14일 07:00 프린트하기

척수 손상으로 사지가 마비된 환자가 ‘뉴럴 바이패스’ 시스템을 사용해 자신의 의지로 물건을 집어 들고 있다. - 미국 오하이오주립대·바텔기념연구소 제공

척수 손상으로 사지가 마비된 환자가 ‘뉴럴 바이패스’ 시스템을 사용해 자신의 의지로 물건을 집어 들고 있다. - 미국 오하이오주립대·바텔기념연구소 제공

 

사지마비 환자가 로봇 팔 같은 기기의 도움을 얻지 않고 신체 일부를 실시간으로 움직일 수 있게 해주는 시스템이 처음으로 개발됐다. 

 

세계적 과학학술지인 ‘네이처’ 13일자 온라인판에 따르면 채드 바우턴 미국 파인스타인의학연구소 신경기술분석단장이 이끄는 연구진은 척수 손상으로 뇌와 근육 사이의 신호 전달이 끊겨 사지가 마비된 이언 버크하트 씨(24)가 손을 움직일 수 있게 해주는 시스템을 개발했다.

 

이 환자의 대뇌 피질 안쪽에 신경세포 신호를 읽을 수 있는 전극을 이식하고 손목에는 전극 패치를 붙인 뒤 전선을 이용해 둘을 이은 것이다. 연구진은 이 장치를 ‘뉴럴 바이패스(neural bypass)’라는 이름을 붙였다.

  

뉴럴 바이패스는 인공지능(AI) 기술인 머신러닝 알고리즘을 이용해 환자의 신경세포가 내리는 명령을 읽어내는 특징을 갖고 있다. 예를 들어 환자가 컵을 쥐고자 하면 우선 대뇌에 이식된 전극이 신호를 감지한다. 뉴럴 바이패스는 그 신호를 ‘컵을 쥐고자 한다’는 것으로 해석해 손목의 전극 패치로 전달한다. 그럼 환자는 스스로 팔 근육을 조정해 컵을 쥘 수 있게 된다. 

 

지금까지 이 환자는 손가락 5개를 각각 따로 움직였고, 6가지 손동작을 소화하는 데 성공했다. 전자기타를 연주하고 물병에 담긴 물을 컵에 부어 막대로 젓는 정교한 동작도 해냈다. 버크하트 씨는 “사고로 사지가 마비된 지 3년 반 만에 전혀 움직이지 못하던 손을 다시 움직이게 된 순간 큰 충격을 받았다. 삶의 희망을 되찾았다”고 말했다. 

 

바우턴 단장은 “실용성이 높은 기술인 만큼 신체 마비로 일상생활에 어려움을 겪고 있는 환자들의 삶의 질을 개선할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

 

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