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복잡한 손 기능, 척수 신경회로와 연관
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복잡한 손 기능, 척수 신경회로와 연관
  • 의약뉴스 이한기 기자
  • 승인 2019.02.13 16:47
  • 댓글 0
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척수가 복잡한 운동 기능 및 제어에도 관여할 수 있는 것으로 밝혀졌다.

척추를 따라 내려오는 신경계 일부에 있는 회로는 인간에서 통증 반사 같은 단순한 운동을 제어하며 동물에서는 일부 운동 조절 기능을 제어하는 것으로 알려져 있다.

캐나다 웨스턴 대학교의 연구팀이 실시한 새로운 연구에 따르면 척수는 외부 공간에서 손의 위치조정 같은 좀 더 복잡한 기능도 처리하고 제어하는 것으로 나타났다.

연구 책임저자인 앤드류 프루진스키 박사는 “이 연구는 적어도 하나 이상의 중요한 기능이 척수 수준에서 수행된다는 것을 보여주는 것으로, 완전히 새로운 연구 분야를 열어준다. 척수 수준에서 어떤 일이 이뤄지고 있으며 이 영역에서 놓쳤던 것들이 무엇이 있는지 연구할 필요가 있다”고 말했다.

손을 제어하기 위해서는 다수의 관절을 통한 감각적 입력을 필요로 하며 이러한 입력은 뇌의 대뇌겉질에 의해 처리되고 운동 명령으로 전환되는 것으로 생각돼 왔다.

웨스턴 대학교의 연구팀은 웨스턴 뇌·정신연구소의 전문 로봇 기술을 이용해 실험을 진행했다. 연구자들은 피험자들에게 손을 목표 위치로 유지할 것을 요청했다. 이후 로봇이 피험자의 손목 및 팔꿈치를 구부렸다 폈다 하면서 손을 목표 위치에서 벗어나게 했다.

연구진은 팔꿈치와 손목에 있는 근육이 반응하기까지 걸린 시간과 이러한 반응이 손을 목표로 되돌리는데 도움이 되는지를 측정했다.

연구진은 반응 지연 시간 측정을 통해 이 처리 과정이 뇌에서 일어나는지 아니면 척수에서 일어나는지를 결정했다. 연구 주저자인 제프 와일러 박사는 “이러한 반응이 매우 빠르게 일어났기 때문에 이 반응이 생성될 수 있는 유일한 곳이 척수회로라고 판단했다”고 밝혔다.

이어 “우리가 관찰한 것은 척수회로가 개별 관절에서 일어나는 일은 신경 쓰지 않으며 손이 외부 세계에서 어디에 위치해 있는지에 따라 손을 원래 위치로 되돌리려는 반응을 일으킨다는 점이다”고 설명했다.

척수에서 발생하는 이 반응은 신장반사(stretch reflex)라고 하며 이전까지는 움직임을 돕는 방식이 매우 제한적이라고 생각됐었다.

프루진스키 박사는 “그동안 이러한 척수 반사는 신장이 발생하기 이전에 무슨 일이 일어났건 간에 근육의 길이를 회복시키는 역할만 하는 것으로 간주됐다”며 이 연구는 척수 반사가 실제로는 훨씬 더 복잡한 일을 수행한다는 것을 보여준다고 부연했다.

이 연구 결과는 신경과학과 신경회로에 대한 이해를 크게 향상시키며 재활 과학을 위한 새로운 정보와 목표를 제시한다.

프루진스키 박사는 “신경회로에 대한 근본적인 이해는 재활 치료의 발전을 이뤄내는데 있어 매우 중요하다. 이러한 지식은 척추 회로에 초점을 둔 여러 유형의 훈련 요법 개발로 이어질 수 있다”고 덧붙였다.

이 연구 자료는 지난 11일(현지시간) 국제학술지 네이처 신경과학(Nature Neuroscience)에 게재됐다.


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