신경으로 조종하고 촉각까지 느낄 수 있는 의수(義手)가 개발됐다. 단순히 물건을 잡거나 팔의 형태를 유지하는 것을 넘어 신체 기능을 모방한 제품으로, 장애인들의 생활 환경 개선에 기여할 것으로 기대된다.
‘사이언스’ 자매지 ‘사이언스 중개의학’은 미국과 스웨덴 연구진이 각각 이 같은 기능의 의수를 개발해 실제 환자에 적용했다고 최근 보도했다. 인공 근육과 신경을 직접 연결한 기술로, 연구진은 이 기술을 의수뿐 아니라 의족 등 다른 분야에도 적용할 계획이다
더스틴 타일러 미국 케이스웨스턴리저브대 의공학과 교수팀은 절단면 뼈에 전극을 부착해 뇌신경과 의수를 연결한 골융합(osseointegration) 의수를 제작했다. 신경 신호에 따라 ‘생각’으로 제어 가능할 뿐만 아니라, 촉감까지 재현했다. 촉감과 유사한 전기 신호를 알고리즘으로 생성해 뇌에 전달하는 원리다.
연구진이 손을 잃은 두 환자에게 이를 이식해 시험한 결과, 의수에 문지른 솜 뭉치를 감지하고 미약한 통증도 느낄 수 있었다.
타일러 교수는 “오랫동안 단절됐던 환자와 현실을 연결시켰다”며 “해당 기술을 의족에도 적용해볼 예정”이라고 밝혔다.
오르티즈 카탈란 스웨덴 찰머공대 교수팀도 외부 조작 없이 착용자 의지만으로 조작 가능한 의수를 개발했다. 의수를 골격에 직접 부착하고 신경근육전극(neuromuscular electrodes)으로 움직임을 제어할 수 있게 했다.
기존 의수에 비해 동작 범위가 넓어졌을 뿐만 아니라, 욕창이 생기는 부작용도 없앴다. 의수를 이식받은 환자는 화물 포장, 기계 조작, 끈 묶기 등을 성공적으로 해냈다. 달걀을 쥐는 등 미세한 동작도 가능해 일상 생활에 무리가 없는 신체 기능을 구현했다.
카탈란 교수는 “인체와 기계 간 혼동을 안정화하기 위해 세포융합반응(osseointegration)을 활용했다”며 “신경 제어를 완전히 구현해 감각 기능을 회복하는 단계까지 발전시킬 것”이라고 말했다.
송준영기자 songjy@etnews.com