[의학,약학][물리치료학] 보행에서의 central pattern generator(CPG)의 기전과 역할

보행에서의 central pattern generator(CPG)의 기전과 역할

Ⅰ. 서 론

최근에 들어서 불완전 척수손상을 입은 환자들이 집중적인 트레이드밀 훈련(intensive treadmill training)을 받은 결과 어느 정도의 보행능력이 개선 또는 재획득되었다는 보고가 많다. 이러한 보행훈련의 접근방법은 동물연구를 통해 이루어져 왔다. 여러 연구에서 완전한 척수 절단을 만든 고양이(척수 고양이; spinal cat)를 가지고 집중적인 보행훈련을 시킨 결과 보행기능이 회복될 수 있음이 보고되었다.
인간에게 있어서 걷기와 달리기와 같은 활동은 매우 단순하고 쉬운 활동으로 생각되지만 이러한 자동적인 움직임이 어떻게 조절되는지를 이해하는 것이 오늘날 신경과학의 주된 관심사가 되고 있다. 중추신경계(CNS)는 신경과 근육의 활동을 통해 관절을 움직여 보행이 원활하게 이루어지도록 적절하게 조정할 수 있다. 결국 보행은 신경계에서 적절한 전기적 신호 패턴의 형태로 신경망을 통해 전달되어 근육활동을 유발시켜 인체의 생역학적인 요구biomechanical requirements)를 만족시킬 수 있을 때 적절하게 조절된다. 보행을 위한 움직임은 또한 환경과 밀접한 연관성을 가지고 있다. 보행의 과정에서 직면하는 여러 장애물을 통해 보행 능력은 계속해서 적응되며 더욱더 부드러운 움직임을 진행시켜 갈 수 있다. 이는 CNS가 말초신경계로부터 들어오는 상당히 다양한 구심성 정보들 중에서 가장 적합한 정보를 선택하고 선별하여 움직임을 수정하고 조절하여 실행시킬 수 있는 능력이 있다고 할 수 있다는 것을 의미한다.
이렇게 부드러워 보이는 보행은 신경회로망(neural networks)의 상당히 복잡한 통합과정과 특정 활동의 계속적인 반복을 통해 특성화되어져 결국 단순한 형태를 이루게된다. 많은 종(…