척수 손상 후 회복 메커니즘

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2014-12-22

불완전한 척수(spinal cord) 손상 후, 인체는 기본적인 운동기능을 부분적으로 회복시킬 수 있다. 이른바 근방추(muscle spindles) 및 척수 이후의 관련 감각 회로가 손상 후 새로운 신경적 연결의 형성을 촉진한다. 운동기능의 회복과정의 이면에 존재하는 이 회로 수준의 메커니즘이 바젤대학교 (University of Basel ) 등의 연구자들로 구성된 아버 (Silvia Arber) 교수 연구팀에 의해 밝혀졌다. 이번 발견은 척수 손상 후 치료에 대한 새로운 방법의 디자인에 기여할 수 있으며, 학술지 Cell 에 실렸다. 척수 손상은 때로 만성적인 운동기능의 약화로 이어진다. 그러나 불완전한 척수 손상이 있는 환자들이 어떤 상황 하에서 기본적인 운동기능을 부분적으로 다시 회복할 수 있다. 남아있는 비 손상 척수 조직이 손상 부위를 연결하는 새로운 회로의 형성을 위한 기질(substrate)을 제공하는 것으로 추측된다. 그러나 이 새로운 연결이 촉발되고 촉진되는 방법에 대한 정보가 지금까지는 확실하지 않았다. 이 연구팀은 불완전한 척수손상 후 마비된 수족이 다시 움직일 수 있는 이유를 생쥐 모델을 이용하여 확인했다. 즉, 이른바 근방추라고 하는 근육의 내부에 들어있는 센서들에 연결된 특이적인 감각 피드백 채널(sensory feedback channel)이 척수의 손상된 신경 회로의 기능적 회복을 촉진한다는 것이다. <근방추의 감각 프드백이 회복에 필요한 촉발 시그널 제공> 수족의 운동이 근육에서 척수에 이르는 감각 피드백 루프를 활성화시킨다. 이 특이적 피드백 채널이 상해 후 손상된 척추의 네트워크의 재생 과정을 촉진한다. 그 결과로 기본적 운동 기능이 회복될 수 있다. 따라서, 근방추로부터의 감각 피드백 루프가 회복 과정에 있어 핵심 열쇠라는 것이 아버 박사의 말이다. 척수 손상 후 이들 신경 펄스가 지속적으로, 뇌에서 척수로의 정보 전달이 더 이상 이루어지지 않더라고, 중추신경계에 정보를 제공한다. 회복 과정에 대한 중요 촉발자는 뇌에서 근육으로 전해지는 하향식 정보뿐만 아니라 근육에서 중추신경계로 운반되는 정보라는 것이 제1저자인 다케오카 (Aya Takeoka)의 설명이다. 또한 이 연구팀은 기본적인 운동 기능성 만은 손상 후 자발적으로 복구될 수 있다는 것을 확인했다. 그러나 이번 연구에서 조사된 정교한 운동 수행능은 영구히 소실된 상태였다. <치료는 근방추의 활성화로 시작되어야 한다> 이번 연구 결과는 근방추의 활성화가 척수손상 후 손상된 뉴런 네트워크의 회복과정의 촉진에 필수적이라는 것을 시사한다. 따라서, 치료적 접근은 손상 후, 수동적인 경우일지라도, 근육의 집중적 사용을 목표로 이루어져야 한다. 운동 과정에 근육이 더 격렬하게 이용될수록 근방추 피드백 회로가 더 자극된다. 이 원칙의 적용으로, 신경 회로의 회복과 이에 수반되는 기본적 운동기술의 회복을 달성할 수 있는 가능성이 최고조에 달할 수 있을 것이라고 한다. <인용문헌> Aya Takeoka, Isabel Vollenweider, Grégoire Courtine, and Silvia Arber Muscle Spindle Feedback Directs Locomotor Recovery and Circuit Reorganization after Spinal Cord Injury Cell (2014) 근방추의 감각 신경 말단(오랜지).jpg http://www.eurekalert.org/pub_releases/2014-12/uob-tmf121814.php