뇌의 기적 - 1편 회복

뇌의 기적 – 1편 회복

생로병사의 비밀 600회 특집 2016-11-16

▣ 이안 버크하트(25) 척수 손상

“사고를 당한 직후에 의사가 어깨 아래로 대부분 움직일 수 없을 거라고 했습니다. 24시간 내내 가족이나 간병인, 간호사의 보호가 필요할 것이라고 했지요. 평생 걸을 수 없을 거라고 했습니다.”

- 브레인 임플란스 수술 이 후에 자유롭게 손을 사용가능. 손을 움직임을 통제하는 피질에 소형의 전기칩을 삽입하는 수술.

▣ 이안 버크하트

“영화에서나 나올 법한 이야기 같았습니다. 수많은 휼륭한 의료진들이 제 손을 움직이게 하려고 노력하고 있습니다. 간단한 훈련이지만 제가 뭘 하고 싶은지 생각하면 제 손이 그에 반응해 움직임을 재현할 수 있습니다. 이 수술이 큰 자립심을 키워주었습니다. 사고 후 다시는 운전을 할 수 없을 것으로 생각했는데 지금은 혼자 운전해서 가고 싶은 곳 어디든 갈 수 있어요.”

▣ 알리르자이 / 미국오하이오주립대 신경외과교수

“이안이 컴퓨터에서 손을 쥐었다 폈다 하는 영상을 볼 때 시각과 청각 신호가 이안에게 전달돼 이안의 뇌가 활성화 됩니다. 그러면 이안이 손을 움직이는 동작에 집중하게 됩니다. 이는 몸시 어렵기 때문에 운동 피질을 반복적으로 사용해야 합니다.

컴퓨터 화면에 보이는 손동작과 생각을 연결하는 과정을 반복하는 것이죠. 이렇게 모아진 신경신호가 손목까지 전달됩니다. 뇌가소성은 회복에 있어 매우 중요한 현상입니다. 특히 뇌졸중, 외상성 뇌 손상, 외상성 척수 손상, 알츠하이머, 감염, 종양등 뇌에 손상을 입은 환자들에게 매우 중요합니다. 왜냐하면 정상적으로 기능하는 뇌의 부분이 손상된 뇌의 기능을 대신할 수 있다는 점에서 뇌 가소성이 작동하기 때문입니다. 이안의 경우에도 뇌가소성이 적용됩니다. 재활훈련 2년 만에 동작에 대해 빠르게 생각할 수 있게 됐고 손의 움직임도 훨씬 정교해졌습니다. 이것은 이안의 뇌가 변화하는 동시에 컴퓨터도 이안에게 적응했기에 가능했습니다. 컴퓨터와 인간의 뇌가 동시에 학습하는 것입니다.

※ 뇌가소성 Brain Plasticity : 뇌가 외부 자극이나 환경 변화에 대응하기 위해 변화하려는 특성

- 평생에 걸쳐 뇌가 변화를 준다는 사실을 20년 전부터 알게 됨.

▣ 정한영 / 인하대병원 재활의학과 교수

“소뇌에 손상이 오는 경우는 주로 동측에 힘이 빠지면서 중심이 안 잡히고 목표물을 잡을 때 손이 막 흔들리거나 가만히 있어도 중심을 못 잡는다든지 아니면 빠른 운동을 할 때 조절이 안 된다든지 중심이 안 잡히고 균형이 안 잡히는 그리고 어지러운 증상이 특징적으로 나타납니다. 정상적인 신경망을 갖고 있다가 뇌가 손상을 입게 되면 그 신경망에 변화가 생깁니다. 그래서 뇌 신경망의 어떤 부분이 망가지면 그 부위를 보상할 수 있는 신경망이 생기는데 뇌졸중 같은 경우 우측 뇌가 손상됐다 하면 반대쪽 뇌에서 평소에 쓰지 않던 신경망이 활성화 됩니다. 이런 뇌가소성은 집중적이고 아주 조직화된 훈련을 통해서 활성화되기 때문에 제대로 된 재활치교가 필요하다고 말씀드리는 것입니다.”

- 뇌출혈이 발생하면 뇌조직이 죽게 되어 복구되지는 않지만 평소에 쓰지않던 신경망들이 재활성되면서 재 연결작업을 하게 된다.

▣ 마이클 머제니치 / 미국 캘리포니아주립대 신경공학과 명예교수

“뇌졸증이 일어나면 뇌세포 일부가 죽게 됩니다. 하지만 뇌는 스스로 최고의 상태를 만들기 위해 지속적으로 변화합니다. 회복할 수 있는 가장 좋은 방법은 이 사실을 이용하는 것이죠. 즉 뇌가 스스로 깨우치는 것입니다. 어떻게 적응해야 하는지 그리고 최선의 결과를 도출해낼지 기존에 해왔던 기능을 어떻게 새로운 곳에서 잘해낼 수 있을지 말이죠. 우리 뇌는 이런 것들을 하기 위해 스스로 변화하는 능력을 갖고 있습니다.”

▣ 로제 소더랜드(39) / 뇌졸중

“완전히 다른 세상이었어요. 저는 대부분의 능력을 상실했습니다. 읽거나 쓰고 말할 수가 없었고 생각할 수조차 없었습니다. 정말 극한의 상황이었죠. 제 오른쪽 시야의 각도가 이상해졌습니다. 제대로 보이지 않았고 뭔가 이상한 것을 느꼈습니다. 환각인지는 모르겠지만 뭔가 다른 것들이 보였죠.”

▣ 샬롯 스태그 / 영국 옥스퍼드대 뇌과학센터 교수

“우리 뇌의 여러 부위가 서로 원활하게 소통을 해야 글씨를 읽을 수 있습니다. 뇌졸중이 일어나면 뇌 신경망을 연결하는 통로 중 하나가 손상되어 서로 소통할 수 없게 되기 때문에 갑자기 글을 못 읽게 됩니다. 이런 증상은 완전히 회복될 수도, 그렇지 못할 수도 있습니다. 하지만 대부분은 호전됩니다. 뇌가 신경망을 연결하는 우회로를 찻기 때문이지요. 경두개 자기자극으로 뇌를 자극하면 뇌세포의 활동량이 많아집니다. 이런 치료법은 사람들이 무언가를 배울 때 학습능력을 높이는 효과를 줄 수 있습니다. 새로운 것을 배울  때 우리의 뇌는 뇌가소성에 의해서 뇌세포들이 서로 대화하며 새로운 경로를 만듭니다. 특히 뇌세포들이 동시에 신호를 주고 받을 때 더 빨리 많은 길을 만들게 됩니다. 뇌세포를 자극하면 뇌세포 간에 신호량을 증가시켜 새로운 길이 더 빨리 만들어집니다. 그래서 우리 뇌가 새로운 것을 더 빨리 배울 수 있게 됩니다.”

▶ 자가면역성 뇌염(

▣ 이순태 / 서울대병원 신경과 교수

“NMDA 수용체라는 것이 기억을 저장하는 기능을 하는 건데 당시 기억이 저장 없이 지금 지워진 거거든요. 머릿속 어디를 찾아봐도 그 기억이 남아 있지는 않아요. 그렇지만 앞으로 기억을 저장하는 데는 전혀 문제없고 일상적으로 생활하고 앞으로 평생 사는 데도 지장 없거든요. 뇌가 손상됐다고 하더라도 우리 몸의 신체 기능 일부가 손실됐겠지만 그런 것들은 다시 시냅스의 기능이 살아나면서 없어진 기능을 보조할 수 있는 다른 기능이 생기게 됩니다. 그렇게 하면서 신경학적인 문제를 극복해 나가게 되는 거죠. 자가면역뇌염 같은 경우에는 대표적으로 시냅스가 공격받는 질환인데 원인이 되는 공격만 잘 제거되면 나머지 시냅스들이 그런 과정으로 서서히 회복해서 기존의 정상적인 뇌 과정까지 회복하게 되는 겁니다.”

- 소리정보가 들어오지 않으면 청각기질대신 시각기질이 더 확장됨.

▣ 이효정 / 한림대 평촌성심병원 이비인후과 교수

“뇌라고 하는 것은 서로 다 연결이 되어 있는 거고요. 모든 영역이 서로 다 연결되어 있지만 그중에서도 선택적으로 자신의 기능과 관련되어 있는 영역과 좀 더 강력하게 연결이 되어 있죠. 하나의 감각이 없어질 때는 상호작용하는 방법이 남아 있는 감각을 좀 더 풍부하게 이용해서 자신이 받아들이는 정보를 최대한 이용하게 하는 방향으로 뇌의 기능이 바뀌는 거죠.”

 

▣ 이순태 교수

“항암치료를 받는 암 환자들이 항암치료를 받는 도중에  ‘내가 인지기능이 예전만큼 좋지 못하다’ 기억력도 떨어지고, 집중력도 좋지 못하다‘ 이렇게 느끼는 경우가 있습니다. 이런 경우를 키모브레인 이렇게 얘기 하는데요. 무언가 한 가지 오랫동안 작업하기가 어렵고요 그리고 집중력이 떨어지니까 주변에서 무슨 자극이 들어와도 머릿속이 복잡해서 다른 생각을 하면서 반응하지 못하는 경우가 있습니다.”

▣ 마이클 머제니치 교수

“첫 번째로 발견한 사실은 두뇌 훈련 직후 유방암 환자들의 인지기능이 정상으로 되었다는 것입니다. 훈련 시간은 30시간 정도였습니다. 두 번째로 놀라운 사실은 6개월 뒤에도 환자들의 인지기능이 정상이었다는 것입니다. 참가자들 대부분은 여성 유방암 환자들인데 훈련 직후 인지기능이 훨씬 좋아졌고 6개월이 지나도 좋은 상태를 유지했습니다. 더 추가적인 훈련을 받지 않더라도 회복 상태를 유지할 수 있는 것은 뇌가 스스로의 힘으로 작동하기 때문이죠.”

▣ 마이클 머제니치 교수

“어린 시절을 생각해보면 뇌는 경험을 바탕으로 당신이라는 존재를 만들어냅니다. 이런 엄청난 변화를 겪게 되는 순간 뇌는 놀라울 정도로 연결됩니다. 동시에 뇌는 다른 것들도 바꿉니다. 예를 들어 뇌 신경망이 끊어지게 되면 뇌 스스로가 빠르고 정확하게 끊어진 신경망을 다시 연결합니다. 이때 화학작용이 강하게 일어나 영향을 주게 됩니다. 뇌가 스스로 변할 수 있는 것은 뇌 가소성이 있기 때문입니다. 우리가 두뇌 훈련을 통해 힘을 기를수록 이러한 변화는 계속 일어납니다.”

▣ 정한영 교수 / 인하대병원 재활의학과

“뇌졸증 환자들에게는 초기에 여러 팀이 뭉쳐서 목적을 잘 짜고 집중적이로 반복적으로 훈련을 통해 뇌 가소성을 높이는 게 굉장히 중요한 거거든요. 그러기 위해서는 여러 가지 평가를 통해 여러 가지 문제점이 뭔지, 해결 가능한 부분이 뭐고 안 되는 부분들이 뭔지 잘 찾아야 하는데, 뇌신경이 살아날 수 있는 부분을 최대한 극대화 시킨 것이 큰 효과가 있는 것 같습니다.”