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Sep 12, 2023

이 의수족은 실제로 착용자의 신경에 부착됩니다.

매기 첸 올림픽과 패럴림픽 외에도 인간의 용기를 기리는 또 다른 장대한 행사가 있습니다. 바로 사이보그 올림픽이라고도 알려진 사이배슬론입니다. Max Ortiz-Catalan에 따르면,

매기 첸

올림픽과 패럴림픽 외에도 인간의 용기를 기리는 또 다른 장대한 행사가 있습니다. 바로 사이보그 올림픽이라고도 알려진 사이배슬론입니다. 스웨덴 찰머스 공과대학의 생체 공학 엔지니어인 Max Ortiz-Catalan에 따르면 이는 "기술을 사용하여 장애를 극복하는 사이보그를 위한 올림픽"입니다. 다른 행사와 달리 사이배슬론은 새로운 보철 기술을 기념하고 자전거 타기부터 빨래 걸기까지 시간 제한이 있는 대회를 운영합니다.

팔 보철물을 착용한 상태에서 티셔츠를 걸어 두는 것은 특히 어렵습니다. 이러한 보철물은 동작 범위가 제한되어 부피가 크고 조작하기 어려울 수 있습니다. 이는 Ortiz-Catalan의 연구 그룹이 10년 넘게 연구해 온 과제입니다. 그러나 최근 사이언스 중개 의학(Science Translational Medicine)에 발표된 연구에서 팀은 보철물 움직임을 보다 정확하고 제어 가능하게 만드는 중요한 진전을 이루었습니다. 이는 보철물 디자인을 착용한 사람이 2024년 사이배슬론이 "군비 경쟁"이라고 부르는 대회에서 승리하는 데 도움이 되기를 바랍니다. 대부분의 의수는 어깨나 팔꿈치와 같은 신체의 다른 부분을 사용하여 힘을 실어주기 때문에 민첩성이 제한됩니다. 그러나 이번 연구에서 팀이 시연한 것은 사용자 자신의 신경계에 직접 부착되어 각 의수를 마음대로 개별적으로 움직일 수 있게 했습니다. 이러한 움직임은 대회의 작업 중 하나인 티셔츠를 빨랫줄에 고정하는 것과 같은 작업에 유용할 것입니다.

Ortiz-Catalan은 환자의 경우 "보철물에 대해 가장 중요하게 생각하고 우선순위를 두는 것은 바로 통제력이었습니다"라고 말합니다. "그래서 우리는 통제를 위해 정보에 접근할 수 있는 방법을 개선하기 위해 수술 절차를 연구하기 시작했습니다."

보철물은 거의 3,000년 동안 존재해 왔으며 가장 먼저 발견된 것은 이집트 귀족 여성의 관에서 발견된 나무 발가락이었습니다. 수년에 걸쳐 보철물은 더 가볍고 인간과 유사하며 더 넓은 범위의 동작을 제공하도록 개선되었습니다. 그럼에도 불구하고 여전히 큰 과제는 남아 있습니다. 미시간 대학의 성형외과 의사인 폴 세더나(Paul Cederna)는 절단단에 부착된 케이블과 하네스를 통해 보철물을 제어하는 ​​"신체 동력" 보철물을 움직이는 데는 많은 노력이 필요하고 종종 통증이나 피로를 초래한다고 말합니다.

"근전위 보형물"로 알려진 새로운 종류의 장치는 절단단의 전기 신경 신호에 의해 구동됩니다. Cederna는 "놀라운 로봇 성능을 갖고 있지만 이를 제어할 수 있는 좋은 전략은 없습니다."라고 Cederna는 말합니다. 예를 들어 "차고에 페라리가 있지만 자동차 열쇠는 없습니다." 그들은 많은 문제에 직면해 있습니다. 예를 들어, 상지 절단이 있는 많은 환자의 경우 개별 손가락이나 작은 움직임을 제어하는 ​​근육이 더 이상 존재하지 않아 보철물로 할 수 있는 움직임이 제한됩니다. 뇌에서 나오는 신경 신호는 작기 때문에 신체의 다른 전기적 소음 중에서 포착하기 어려울 수 있습니다. 그리고 대부분의 근전위 보철물은 사용자의 절단단 피부에 배치된 일련의 표면 전극을 기반으로 작동하지만, 이러한 전극이 미끄러져 보철물을 신뢰할 수 없게 만들 수 있습니다.

2020년에 Cederna의 연구 그룹은 절단단의 신경을 작은 근육 조각에 연결하는 다른 수술 전략을 개발했습니다. 팔이 절단된 환자들을 대상으로 그들은 절단단의 전체 신경 끝 부분을 다발, 즉 신경 섬유의 작은 묶음으로 해부했습니다. 그런 다음 그들은 몸의 다른 곳에서 가져와 신경을 제거한 작은 근육 조각으로 각 다발을 감쌌습니다. (담요 안에 있는 돼지를 상상해 보십시오. 소시지는 신경이고 그 주변의 초승달 모양의 말은 근육 이식편입니다.)

그레고리 바버

셀리아 포드

아드리엔 소

아름다운 비온디니

몇 달에 걸쳐 각 다발은 근육으로 성장하여 신경 신호를 재공급합니다. 작은 근육-신경 다발에 전극을 배치함으로써 과학자들은 각 근막에서 어떤 신경 신호가 나오는지 실시간으로 기록할 수 있었습니다. "그러면 작은 신경 신호를 기록하는 대신 엄청나게 증폭된 근육 신호를 기록하게 됩니다."라고 Cederna는 말합니다. "그 작은 근육 조각은 생체 증폭기 역할을 하며 이제 신경이 말하는 것을 들을 수 있습니다."