미국 파인스타인 의학연구소 연구진이 뇌-컴퓨터 인터페이스와 척수·뇌 전기자극을 결합한 ‘더블 뉴럴 바이패스’를 완전 사지마비 환자 1명에게 적용해 손 움직임과 촉각이 일부 회복된 사례를 보고했다. 연구 결과는 7월 16일 동료평가 학술지 네이처 메디신에 실렸다. 대상자는 다이빙 사고 뒤 C4 감각·C5 운동 완전 사지마비 판정을 받은 48세 남성 키스 토머스다.
연구진은 15시간 수술로 운동피질과 감각피질에 미세전극 배열 5개를 이식했다. 운동피질 128개 채널에서 움직이려는 의도를 읽고, 인공지능이 이를 팔 근육과 척수에 전달할 자극 패턴으로 바꿨다. 손의 힘 센서는 물체를 잡을 때 감각피질 96개 채널에 전기자극을 보내 촉각을 만들었다. 연구진은 상상한 접촉 때의 뇌 활동을 다시 자극하는 방식을 ‘피질 미러링’이라고 설명했다.
35주간 중재 뒤 오른팔 근력은 시작점보다 86%, 왼팔은 62% 증가했다. 토머스는 자신의 손으로 음식을 먹고 컵을 들어 마셨으며 얼굴을 닦을 수 있었다. 빈 달걀 껍데기를 깨뜨리지 않고 집어 드는 과제는 87% 성공했다. 움직임 의도 해독 정확도는 최대 84.6%였고, 연구진은 5개월 동안 재학습 없이 이 수준이 유지됐다고 보고했다.
감각 회복은 약 25주간의 피질 미러링 뒤 관찰됐다. 사고 뒤 감각이 없던 오른쪽 손목에서 접촉을 느꼈고, 근력과 감각의 일부 개선은 자극을 중단한 뒤에도 수개월 이어졌다. 다만 이 결과는 장치가 작동하는 동안의 즉각적 보조와 장기간 중재 뒤의 회복을 함께 관찰한 것이어서, 각 요소가 개선에 얼마나 기여했는지는 분리해 해석해야 한다.
이번 연구는 단 한 명을 추적한 사례 연구다. 대조군이 없고 참가자마다 손상 위치와 남은 신경 기능이 달라 같은 결과가 반복될지는 확인되지 않았다. 또 개두 수술, 뇌 임플란트, 연구진의 지속적인 보정과 맞춤형 보조장치가 필요했다. 따라서 일반 진료에 쓸 수 있는 치료법이나 규제 승인 제품으로 볼 수 없으며, 기억 증강이나 인간 능력 확장을 입증한 연구도 아니다. 연구진은 손상 정도가 다른 참가자를 포함하는 확대 임상시험을 계획하고 있다. 다음 검증 과제는 더 많은 환자에서 안전성과 효과가 재현되는지, 장기간 전극 신호와 촉각이 유지되는지, 수술과 훈련 부담을 줄일 수 있는지다. 현재 확인된 범위는 한 환자가 연구 환경에서 손 기능과 감각의 일부를 되찾은 사례까지다.
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