'보행명령' 뇌파, 전기신호로
다리에 전달해 근육 움직여

하반신이 마비된 이가 다시 걷도록 하는 획기적인 연구가 UC어바인에서 진행 중이다. 이 연구는 사고 등으로 하반신을 쓸 수 없게 된 수많은 이들에게 다시 걸을 수 있다는 희망을 불어넣기에 충분하다. 실제 실험에서 비록 짧은 거리지만 보행기에 의존해 스스로 걸은 이도 있다.

지난 2008년 모터사이클을 타다가 사고를 당해 척수가 손상된 애덤 프리츠(29)는 지난해 10월 UC어바인 실험실에서 12피트를 걸었고 이후 같은 코스를 50회 넘게 주파했다. 

OC레지스터의 16일 보도에 따르면 프리츠가 보행을 한 과정은 SF영화를 연상케 한다. 전극이 달린 모자를 쓴 프리츠가 '걷는다'는 생각을 하면 이 때 발생하는 뇌파가 두피와 전극을 통해 모자로 전달된다. 

모자가 보내는 전기신호는 프리츠가 맨 백팩으로 전달되고 백팩 속 증폭기는 이 신호를 디지털 신호로 변환, 증폭시킨 뒤 컴퓨터로 보낸다. 컴퓨터는 이 신호가 '보행'을 뜻하는 것을 감지한 뒤 프리츠의 다리에 부착된 전극에 '보행 명령'을 내린다. 전기신호가 오른쪽과 왼쪽 다리의 신경에 번갈아 전달되면 다리 근육이 움직이면서 보행을 가능케 한다. 

프리츠처럼 하반신이 마비된 이들은 뇌파의 보행 명령을 다리에 전달하는 통로인 척수가 손상됐기 때문에 걷지 못한다. 결국 연구진은 테크놀러지의 힘을 빌려 프리츠의 뇌파가 척수를 건너뛰고 다리에 직접 전달되도록 함으로써 불가능하게 보였던 일을 가능케 한 것이다. 

놀라운 성과긴 하나 뇌파를 이용해 걷도록 하는 기술이 상용화되기까지는 적지 않은 시간이 걸릴 것으로 보인다. 연구를 주도하는 UC어바인의 신경의학자 안 도는 프리츠가 걸었던 실험에 대해 "매우 중요한 첫걸음"이라며 "많은 이에게 이 방법이 통할 것인지 가늠하기에 유용한 출발"이라고 말했다. 

현 단계에선 피실험자의 노력도 매우 중요하다. 프리츠가 걷는다는 생각을 하면서 발생하는 뇌파를 컴퓨터로 하여금 '보행 명령'으로 명확하게 인식한 뒤, 그 신호를 다리로 보내는 것 자체가 매우 힘든 일이기 때문이다. 프리츠는 다리에 보행 명령을 내릴 수 있게 되기까지 많은 시간을 보내야 했다. 실험 도중 넘어질 뻔하거나 평소 쓰지 않던 다리가 금세 피로를 느낀 적도 많았다. 

연구진에 따르면 다음 단계의 연구의 초점은 생각에서부터 보행에 이르는 과정을 보다 편리하게 만드는 것이다. 연구진은 뇌에 전극을 심고 이 전극을 전선을 통해 심장박동기처럼 작은 크기로 만들어 가슴 속에 삽입한 미니 컴퓨터에 연결하는 방법을 검토 중이다. / 미주중앙일보 임상환 기자

하반신이 마비된 애덤 프리츠가 UC어바인 연구진의 도움을 얻어 12피트를 걷는데 성공했다. 사진은 지난해 10월 보행 실험에 참여한 프리츠가 전기신호로 변환된 뇌파를 다리로 보내는 방식으로 걷고 있는 모습. (유튜브 캡처)