연구는 새로운 신경 기술 방법을 사용하여 마비에서 회복되는 것으로 나타났습니다.
우리 몸의 척추는 척추를 구성하는 뼈입니다. 우리의 척추에는 뇌에서 허리까지 이어지는 여러 신경이 있습니다. 우리의 척수 척추의 이 척추뼈가 구성되고 보호를 제공하는 신경 및 관련 조직의 그룹입니다. 척수는 뇌에서 우리 몸의 다른 부분으로 또는 그 반대로 메시지(신호)를 전송하는 역할을 합니다. 이 전달 때문에 우리는 고통을 느끼거나 손과 다리를 움직일 수 있습니다. 척수 손상은 척수 손상이 발생할 때 발생하는 매우 심각한 신체적 외상입니다. 척수가 부상을 당하면 뇌에서 오는 일부 자극이 신체의 다른 부분으로 전달되는 데 "실패"합니다. 그 결과 손상 부위 아래에서 감각, 힘 및 이동성이 완전히 상실됩니다. 부상이 목 근처에서 발생하면 결과적으로 마비 신체의 많은 부분에 걸쳐. 척수 손상은 매우 충격적이며 지속적인 신체적, 정신적, 정서적 영향을 미치는 환자의 일상 생활에 중대한 영향을 미칩니다.
새로운 유망한 연구
현재로서는 척추 손상으로 인한 손상은 회복할 수 없기 때문에 치유할 수 있는 치료법이 없습니다. 일부 형태의 치료 및 재활은 환자가 유익하고 독립적인 삶을 영위하는 데 도움이 됩니다. 언젠가는 척수 손상을 완전히 치료할 수 있을 것이라는 희망과 함께 많은 연구가 진행 중입니다. 획기적인 연구에서 Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne과 스위스의 Lausanne University Hospital의 과학자 팀은 척수 손상으로부터 회복을 촉진하는 새로운 치료법을 설계했습니다. STIMO(STImulation Movement Overground)라는 이 연구는 자연1 과 자연 신경 과학2. 과학자들은 그들의 발견이 수년간의 연구를 통해 동물 모델을 분석하면서 얻은 이해를 기반으로 한다고 말합니다.
과학자들은 뇌와 척수의 실시간 행동을 모방하는 것을 목표로 했습니다. 이 연구의 참가자는 경추 척수 손상을 입고 수년(최소 XNUMX년)부터 마비된 XNUMX명의 하반신 마비 환자였습니다. 모두 다른 재활을 겪었고 부상 부위에 신경 연결이 있었지만 움직임이 없었습니다. 현재 연구에서 설명한 새로운 재활 프로토콜을 거친 후 목발이나 보행기의 도움을 받아 일주일 만에 걸을 수 있었고 부상을 입은 후 마비된 다리 근육이 자발적으로 회복되었음을 보여주었습니다.
연구에서는 체중 보조 요법과 함께 목재 척수에서 '신경 세포의 표적 전기 자극'을 통해 이를 달성했습니다. 척수의 전기 자극은 매우 높은 수준의 정밀도로 수행되었으며 이것이 이 연구를 독특하게 만들었습니다. 자극은 신호를 증폭하고 마비된 참가자의 뇌와 다리가 더 잘 의사 소통하는 데 도움이 되는 짧은 전기 충격과 같았습니다. 이 목적을 위해 전극 어레이(펄스 발생기 위의 16개 전극)를 척수에 배치하여 연구자가 참가자의 다리에 있는 개별 근육을 표적으로 삼을 수 있도록 했습니다. 성냥갑만한 기계인 이 임플란트는 원래 근육통 관리를 위해 설계되었습니다. 이 장치를 척수의 특정 부위에 외과적으로 이식하는 것은 기술적으로 어려운 일이었습니다. 임플란트에서 이러한 전극의 다른 구성은 척수의 표적 영역을 활성화하고 걸을 수 있도록 뇌에 전달되어야 하는 신호/메시지를 모방했습니다. 전기 자극과 함께 환자는 다리를 움직여서 잠자고 있는 뉴런 연결을 깨울 수 있도록 스스로 '생각'해야 했습니다.
트레이닝
참가자들이 특정한 움직임을 일으키기 위해서는 전기 자극의 정확한 시간과 위치를 아는 것이 중요했습니다. 무선 제어 시스템에 의해 전기의 표적 펄스가 전달되었습니다. 참가자들이 걷기에 대한 자신의 두뇌 '의도'와 외부 전기 자극 사이의 조정을 조정하고 미세 조정하는 것은 어려운 일이었습니다. 이 실험은 더 나은 신경 기능으로 이어졌고 참가자들은 장기간 실험실에서 자연스럽게 지상 보행 능력을 훈련할 수 있었습니다. 일주일 후, XNUMX명의 참가자 모두 표적 전기 자극과 체중 지지 시스템의 도움으로 XNUMXkm 이상 핸즈프리로 걸을 수 있었습니다. 다리 근육의 피로를 느끼지 않고 걸음걸이가 일정하여 장시간의 훈련에도 편안하게 참여할 수 있었습니다.
XNUMX개월간의 훈련 후 모든 참가자의 자발적인 근육 조절이 크게 향상되었습니다. 이러한 길고 고강도 훈련은 신경 섬유를 '재조직화'하고 새로운 신경 연결을 성장시키는 신경계 고유의 능력을 활용하여 가소성을 유지하는 데 매우 좋은 것으로 나타났습니다. 더 긴 훈련은 외부 전기 자극이 꺼진 후에도 개선되고 일관된 운동 기능으로 이어졌습니다.
경험적 접근을 사용한 이전 연구는 전기 자극이 제공되는 한 보행 보조기의 도움으로 짧은 거리에서 소수의 하반신 마비 환자가 몇 걸음만 걸을 수 있었던 성공적이었습니다. 자극이 꺼지면 환자가 다리 움직임을 활성화할 수 없는 이전 상태로 돌아갔고 이는 환자가 '충분히 훈련'되지 않았기 때문입니다. 이번 연구의 독특한 점은 훈련이 끝난 후에도 신경학적 기능이 지속되고 전기 자극이 꺼진 후에도 참가자가 자극이 켜져 있을 때 훨씬 더 잘 걸을 수 있다는 점입니다. 이 훈련 치료는 부상의 결과로 기능하지 않게 된 뇌와 척수 사이의 신경 연결을 재건하고 강화하는 데 도움이 되었을 수 있습니다. 과학자들은 그들의 실험에 대한 인간 신경계의 예상치 못한 반응에 기뻐했습니다.
이것은 다양한 유형의 만성 척수 손상을 입은 환자를 위한 획기적인 연구이며 올바른 훈련으로 회복할 수 있다는 희망이 생겼습니다. 이 연구의 저자가 공동 설립한 GTX Medical이라는 신생 기업은 맞춤형 설계 및 개발을 모색하고 있습니다. 신경 기술 의료 시스템 내에서 재활을 제공하는 데 사용할 수 있습니다. 그러한 기술은 또한 신체의 신경근 시스템이 만성 마비와 관련된 완전한 위축을 경험하지 않았기 때문에 회복 가능성이 훨씬 더 높은 부상 직후와 같이 훨씬 더 일찍 테스트되어야 합니다.
***
{아래 인용 출처 목록에서 DOI 링크를 클릭하면 원본 연구 논문을 읽을 수 있습니다.}
출처
1. Wagner FB et al 2018. 표적 신경 기술은 척수 손상이 있는 사람의 보행을 복원합니다. 자연. 563(7729). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0649-2
2. Asboth L et al. 2018. Cortico-reticulo-spinal circuit reorganization은 심각한 척수 타박상 후 기능 회복을 가능하게 합니다. 자연 신경 과학. 21(4). https://doi.org/10.1038/s41593-018-0093-5
***
