망막에 부착되는 전기 이식물인 인공 망막이 황반이나 망막세포 변성으로 맹인이 된 사람들의 시력을 부분적으로 회복시킬 수 있는 것이라고 지난 16일 BBC가 보도했다.

서던 캘리포니아대 마크 후마윤(Mark Humayun) 교수는 전기 신호를 보내 뇌를 속이는 전기이식물을 미국 내 5개 센터에서 50-75명의 환자를 대상으로 추가적으로 임상실험을 진행, 2년 안에 이 장치를 실용화 할 것이라고 샌프란시스코에서 진행중인 미국과학진흥회(AAAS, American Association for the Advancement of Science) 연례대회에서 발표했다.

현재 망막 손상자 6명을 대상으로 이 장치를 이식했는데, 시각 장애인들은 빛과 모양, 움직임을 구분할 수 있었다.

시력을 잃어도 망막의 신경세포는 그대로

세뱃돈을 받았다. 지폐 색에 따른 고유 파장은 눈을 통해 망막에 있는 원추세포와 간상세포를 자극한다. 이들은 빛을 신경 신호, 즉 전기 펄스 형태로 바꾸어 뇌에 전달한다. 뇌는 이를 이용해 지폐가 무슨 색인지 알게 되고, 새뱃 돈이 얼마나 되는지 판단한다.

이런 일련의 과정으로 성립되는 시각. 하지만 망막세포 변성증이나 황반 변성증에 걸리면 광 수용체가 제 역할을 하지 못하기 때문에 시력을 잃게 된다. 다만 뇌로 연결되는 망막의 신경세포는 원래 상태인 채로 남아 있다.

정상적인 신경세포는 있지만 시력을 상실했다면, 시경세포가 제 기능을 할 때, 시력을 되찾을 수 있다. 연구진은 이에 착안, 전기 이식물인 인공망막을 만들었다.

따라서 망막 임플란트는 광 수용체가 손상된 환자에게만 해당되는 기술이다. 현재 망막세포 변성증은 약 150만명이 앓고 있고, 황반 변성증은 55세 이상 인구 10명중 한 명 꼴로 발생되는 노인성 질병이다.

망막 보조기구인 ‘아거스 2’(the Argus II)는 눈 속 카메라와 전극, 그리고 기타 다른 장치로 이뤄졌다. 빛은 카메라를 통해 이 장치에 전송된다. 이 기계는 이미지인 빛을 전기신호로 전환하고 전극에 신호를 보낸다. 전극들은 망막의 신경을 자극해 뇌가 빛이 감지 된 것으로 인식하게 되는 것이다.

망막 임플란트를 하면 디지털 카메라에 접속된 안경을 착용해야 한다. 디지털 카메라로 모은 시각 정보는 무선신호로 변환돼 눈 흰자위 안에 장착된 칩에 보내진다. 여러 개의 전극들은 망막 신경을 자극하고 뇌는 이를 빛이 감지된 것으로 착각, 시각이 성립된다.

이때 전극의 수에 따라 화질이 결정되는데, 후마윤 교수가 1차 임상 실험으로 16개의 전극을 사용해 16 해상도로 실험을 했다. 보통 사람의 눈은 대게 1억 화소의 해상도를 갖고 있는 것에 비해, 이는 매우 낮은 수치다.

임상 실험 참가자 중 2004년에 시력을 상실한 테리 바일랜드씨는 “모양 구별이 가능”하다며 “전기 이식물을 사용한 이후 좀더 편리한 생활을 하게 됐다”고 말했다.

후마윤 교수는 “2차 임상 실험에서는 해상도를 높이기 위해 60개의 전극을 사용할 것”이라고 밝혔다.

시력 회복에 대한 연구는 1929년 독일 신경학자 ‘오트프리드 포에스터’가 실명자의 뇌 속에 있는 피질을 전기로 자극해 섬광을 볼 수 있게 한 것을 시작으로 지금까지 연구 중에 있다.