N. D. T. 개념과 신경생리학적 접근

      N. D. T. 개념과 신경생리학적 접근

                                  물리치료과 부교수 안소윤

 1. 서론

  신경발달적 치료는 1940년대 초반경 영국 물리치료사인 보바스선생과 남편 의사인 보바스박사에 의해 창시되었다. 보바스부부는 50여년간 뇌병변으로 인한 중추신경계환자 마비를 신경발달적 방법으로 치료했으며 후학들에게 전수했다. 이 치료가 추구하는 바는 첫째, 환자에게 실용적 기능을 추구하고 둘째, 상위 중추신경계의 협조성을 추구하고 셋째, 감각 지각과 행동 적응의 문제점에 대해 운동장애와 같이 치료한다고 하는 전인적인 접근(Holistic Approach)이다. 특히 이들의 중요한 업적은 한번 손상 받은 신경세포는 원래 기능을 재생할 수 없다는 불가역성이 인정받던 1940년대에 뇌손상에 대한 치료를 외부에서 여러 가지 적절한 자극을 통하여 이미 고정된 경련의 상황을 변화시켜 움직일 수 없는 마비 부위에 자동운동을 일으킬 수 있다는 주장을 했다. 비과학적이라는 비판을 받으면서도 뇌 손상환자 변화하는 모습을 기록하고 당시의 신경학이나 신경생리학 지식에 따라 해석했던 일은 그 후에 보바스법 발달에 크나큰 재산이 되었다. 실제 이들이 주장했던 뇌 가소성은 오랜 연구를 통해 현대에 더욱 활발히 증명되고 있다. 1960년대 중반에는 이들이 초창기에 사용했던 반사억제자세를 반사억제패턴으로 적용 방법을 바꾸었다. 이것은 인간의 기능적 활동을 기초로 해 볼 때 인간은 정적인 상태에 머물러 있다는 것이 아니라 항상 동적으로 움직이고있다는 것을 전제로 한다. 뇌손상 환자는 억제되어지지 않는 이상한 긴장이나 운동, 정신활동이 나타나므로 치료 중에 억제개념은 중요시되고 있다.

  1970년대 중반 이후에는 보바스치료라는 명칭을 신경발달적치료로 바꾸도록 하였다. 이때 기본원칙은 바꾸지 않고 인간의 여러 발달 요소와 뇌 생리와 통합성 및 반사와 자동운동요소를 치료에 도입해서 가장 자연스럽고도 자율적인 운동을 일으킬 수 있는 신경발달적인 면을 강조하였다. 환자의 필요에 따라서 보바스개념은 끓임없이 변천해 오고 있다. 특히 우리가 생각하지 않으면 안되는 중요한 일은 신경생리학적인 분야에 대해 관심을 갖는 일, 다시 말하면 신경 가소성의 의미를 이해하고 활용하는 일이다.

  최근 많은 신경생리학자들은 중추신경계 손상 후의 신경지배 효과적 치료에 관하여 다양한 연구를 하고 있다. Edward Armold는 신경근계의 가소성을 강조하며 효과적 치료는 보통의 자연적인 수단을 통하여 정상적인 운동을 촉진시킬 수 있다고 했다. 여기에 자연적인 방법이라고 하는 것은 신경학적으로 장애가 있는 사람에게 정상인과 똑같은 정보를 자연스럽게 사용하는 것이다.

  1990년대 신경생리학자들은 환자 치료에 최적의 생리적인 스트레스는 무엇일까를 확인하지 않으면 안된다고 했다. 앞서 언급한 것과 같이 보바스개념이 추구하는 것에 접근하기 위해서 중추신경계의 생리학적인 기능과 시스템을 이해하고 임상에서 환자를 치료하는 과정이 외부에서 뇌를 치료하고 있다는 개념을 갖고 올바로 적용할 수 있어야 할 것이다.    

2. 본론

  뇌 기능의 통합성을 살펴보면 운동의 시작과 끝은 의식 수준에서 행해지는 것이 분명하지만 그 외의 대부분의 운동 수행 과정은 무의식적이거나 반자동 또는 자율적이다. 만약 뇌가 하나 하나의 근육을 일일이 의식하며 일을 수행하다면 대단한 의식적 소모가 일어날 것이다. 그러나 뇌는 고도로 분리된 몇 가지 섬세한 운동이외는 큰 근육의 움직임과 같은 방향으로의 운동 패턴을 의식할 뿐이다. 

  우리 몸은 이와 같은 원리를 기초로 좌우대칭 유지, 항중력 자세 유지, 활동 부위를 위한 근위부의 안정적 고정 등 수많은 요소들이 신경의 성숙 및 발달과 함께 점차 누적되어 가면서 보다 고차원적인 기능이 가능해지는 것이 정상 발달 과정이며 정상인은 누구나 이런 과정을 거쳐 운동 기능이 성숙되고 완성된다. 그러나 뇌병변이나 발달 장애가 있을 때는 이와 같은 일련의 정상적인 과정이 저해를 받거나 지연 혹은 정지된다. 

  중추신경계 성숙은 낮은 차원에서 높은 차원의 중추지배 양상으로 변화해 나간다. 중추신경계 성숙은 억제와 촉진의 균형을 가져와서 원하는 부위의 원하는 동작을 다양한 패턴 중에서 선택적으로 수행할 수 있게 된다. 이것을 통합 협조라고 한다.

1) 운동 조절에 관한 통합기전의 요소

  인간은 무수한 감각 입력에 대한 정보 처리 능력의 발달에 의해서 기억, 학습, 의식과 감정 및 자율신경계로의 적절한 정보 선별이 자동적으로 이루어지고 있다. 정보 처리 능력은 다수의 억제기구의 관여를 필요로 한다.

  선별된 정보에 따라서 한정된 운동을 형성하기 위한 상호 관계 즉 선택, 기획, 구성, 준비를 위한 충분한 간섭이 이루어질 것이다.

  준비된 운동 프로그램이 언제나 정확히 규정된 운동을 발현할 수 있는 특성을 갖고 있는 것은 기본적으로 본래부터 가지고 있으나 아직 표면에 나타나지 않았던 중추프로그램이 존재하고 이것이 전개되기 때문이다. 이 요소들이 만족스럽게 이루어진 결과 환경에 적응할 수 있는 효율성이 좋은 프로그램이 생후에 형성되는 과정을 우리는 정상 발달 안에서 볼 수 있다.   

  뇌 장애의 병태상 특징은 첫째 사람마다 서로 다른 증상을 갖고 있는 다양성에 있다. 발병시기, 병 원인, 병소, 체질과 손상 단계 등이 다르다. 둘째 중복장애를 피할 수 없으며 다면적인 장애를 갖게 되므로 여러 전문 분야의 팀에 의한 치료가 필요하다. 세째 초기에는 이상자세나 경증이라도 성장함에 따라서 중증으로 변하여 발달장애를 필할 수 없게 된다.

  ① 감각 입력의 정보 처리 ; 학습, 기억, 자극 등이 운동과 어떻게 관계 있는 것일까? 정보 처리 능력은 뇌 병변이 생긴 사람이 처리하는 능력을 실제 병변이 있는 사람을 통하여 증명해 나가고 있다. 정보 처리 통합의 가장 중요한 요인은 억제 작용이며 이는 동물 실험을 통해 연구하고 있다. 실질적으로 50년 전에 보바스가 임상적으로 억제기전이 작용한다는 것을 실시해 봄으로서 이를 증명하였다.

  ② 입력된 감각 ; 정보가 통합이 되어 다시 우리 운동계에서 활성화되기 위해 그 정보를 선별적으로 선택하여 말초에 있는 근육에 작용할 수 있도록 하는 새로운 감각회로를 위해서는 중간에 감각입력이나 통합 사이에 개재하는 기관이 작용한다는 것을 보바스여사는 가정하였으며 10년 이내에 증명하였다. 들어온 정보가 보조운동야를 통해 개재된 다음 출력된다는 사실이 원숭이 실험을 통해 증명되었다.

  

頭頂連合野

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前頭連合野

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側頭連合野

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補助運動野    運動前野

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시  상

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뇌  간

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대뇌기저핵

         

운동야

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시상

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소뇌

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                                     뇌간 , 척추     (그림) 운동야 운동전야와 보조운동야

  ③ 운동프로그램은 미리 프로그램이 짜여 있던 것이 유아가 성장함에 따라 하나 하나 외부로 나와 사용되어 진다. 이와 같은 운동 프로그램의 특이성은 인간이 환경을 이용하여 시간이 지남에 따라 발달을 가져온다. 지구상에서 인간은 어느 곳이나 적응할 수 있는 이 훌륭한 프로그램이 있기까지는 오랜 발달의 역사가 있었다. 인간 걸음걸이를 예를 들어 보면 생후 1-2년 혹은 1년 만에 가능해지나 아기 걸음과 어른 보행은 상당한 차이가 있고 어른 될 때까지는 엄청난 발달이 필요하다. 보행기전에 대한 정확한 근거는 정상아의 발달 과정을 통해 인식되었다. 보행은 중추프로그램에 의해 보편성과 다양성을 함께 갖고 있다. 다양성에 대한 것을 임상적으로 각자마다의 특성이 다르게 나타나는 면이라 하겠다. 같은 뇌손상 환자일지라도 뇌장애 병태상의 특징이 다르다. 이와 같은 점에 있어서 보바스접근에서는 재활팀의 여러 구성원이 함께 치료할 때 좋은 결과를 맺을 수 있다. 보바스 접근의 특징 중 하나는 이론을 통해서 치료 접근이 되기보다는 치료 접근 뒤에 이것이 정말 합당한가를 증명해 나간다. 아래 제시한 내용은 보바스여사가 치료를 위해 사용하는 핸드링 방법을 요약 정리한 것이다.

    ㉮ 통합시스템의 손상으로 인한 장애 - 인간의 모든 움직임은 거의 자동 움직이기 때문에 뇌병변이 생겨서 환자가 자동 운동이 되지 않을 때는 그중 몇 가지만 사용하면서 손가락을 굴곡되는 현상을 보인다. 자동적인 것이 저해 받으면 운동이 대단히 어려워진다. 자율적인 반응이 손상을 받고 정상인과 같은 움직임의 양상이 나타나지 않는다. 이것은 운동을 인도하는 선택의 폭이 제한되기 때문에 과도한 노력으로 움직이게 되어 원시운동 프로그램에 지배받는 운동 패턴이 나오게 된다.

    ㉯ 외부 자극에 대한 반응 과정의 손상으로 인한 장애 - 뇌 기능은 활동적인 기능이기보다는 반응적인 시스템이다. 뇌병변이 있으면 외부 자극에 대한 반응은 all or none 반응으로 표현된다. none는 무반응이어서 처음에는 움직일 수 없고 근긴장의 변화도 적다. all은 과잉반응이 일어나는데 과도한 반응이 나타나는 현상이다. 이때 사지가 원하지 않았는데 꿈틀거린다든지 멋대로 움직이는 불수의 운동이 일어나거나 과긴장이 출현한다.

    ㉰ 우리가 일상 생활에 사용하는 자세는 거의 대부분 의식하지 않는다. 움직이고 있다는 사실은 의식하나 움직임의 정도(각도 등)등을 기억하는 것은 아니다. 몸이 편안할 때는 의식하지 않으나 어느 부분이 아프거나 불편하면 의식한다. 보통 때는 장애없이 움직일 수 있으나 환경이 바뀌어 통증자극이 있으면 우리는 자세를 의식하게 된다. 무의식적으로 움직일 때는 대단히 부드럽다가 의식적으로 움직이면 지나친 긴장이 나타난다. 이것은 또한 자율적 반응요소가 적고 긴장항진, 대상적인 되새김 항진이 나타나고 운동은 천천히 확인하면서 아주 어색하고 느리며 주저주저하고 불수의적으로 나타나게 된다.

    ㉱ 운동 감각을 학습할 수 없어서 생긴 장애에는 움직임에 대한 느낌을 가르쳐야 한다. 이것은 본래 운동 프로그램을 기능화 시키기 위한 시냅스 형성에 관한 감각 입력의 저해로 생긴다. 태어난 뒤 이미 짜여진 운동 프로그램이 진행되려면 학습과 반복을 해야 한다. 특히 성장하는 어린이의 숙련운동과 평형운동 발달의 지연과 장애는 인격, 성격, 사회성 발달에도 영향을 준다.

    ㉲ 운동 프로그램의 선택이나 기획, 명령이 정상적으로 이루어지지 않아서 나타날 수 있는 장애가 있다. 우리 뇌는 개개의 근육 활동을 기억하지 못하고 몇 개의 근육이 협조하여 움직이는 것을 기억한다. 뇌병변이 있을 때 환자는 근육이 움직이지 않는 것이 아니다. 말초신경은 정상적으로 자극 전달이 가능하다. 그러나 그 움직임은 어떤 목적을 위해 움직이지 못하고 비효율적이 된다. 가령 움직일 수 있어도 협응되지 않는 동작을 형성하므로 중추성마비는 협조성 장애가 된다.

                

추 상 적   사 고

               ↗↙             ↕↕          ↖↘

        

외계 정보

 ⇔

기억 정보

⇔

체내 정보

         시각. 청각.             ↓            배고픔. 갈증.

         체성감각               ↓            체온. 혈압.

         취각. 미각              ↓           장기 정보

             ↘↘               ↓              ↙↙

             

연합

       

연합

       

연합

               참조↘↘구동       ↓         ↙↙   

                      ↘↘      ↓     ↙↙       

                          

interface  선 기 구 준  택 획 성 비

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출력부

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조정

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                              운동지령

  수의운동은 근육과 관절 하나 하나의 움직임과 배열 등이 의식과 의식 외의 자동운동에 의해 구성된다. 결국 수의운동은 자세 변화의 하나에 불과하며 두 가지의 모순을 동시에 가능하게 한다. 즉 중력을 이겨 낼 수 있는 충분한 근긴장과 고도의 기술적인 운동을 가능하게 하는 잘 조정된 운동성을 동시에 발휘하는 협조적인 운동패턴이 가능한 것이다. 평가를 할 때 우리가 별 의미 없이 행하고 있는 동작에서 우선적으로 주동근의 작용을 생각하지만 그 동작이 가능하도록 해 주는 길항근의 작용이 아주 중요하다. 또한 중추신경계의 계층을 포함한 여러 단계의 제어기구도 고려하지 않으면 안된다. 이때 다수의 감각입력에 대한 처리를 끓임 없이 필요로 한다. 이와 같이 사람의 자세기전은 태어날 때는 확립되지 않은 상태지만 단계적으로 발달하게 된다.

  환자 정보는 편마비와 뇌성마비를 치료하는 중에 분석을 통해 얻어진다. 그러므로 평가와 치료는 동시에 이루어진다. 이것을 뒷받침해주는 보편적 이론으로는 쉐링톤의 뇌병변에 대한 설명이 있다. 보바스여사가 경련성마비로 움직이기 어려웠던 환자를 특정자세를 만들어 주었더니 움직임이 원활히 되었다. 그 이유를 임상적으로 설명할 수 있었다. 중추신경계 신경은 한번 파괴되면 재생이 안된다는 것이 정설이며 뇌손상 환자들을 다시 움직이게 한다는 것은 불가능하다. 오래 전의 재래식 치료는 생리학적으로 방법은 파괴된 부분을 포기하고 남아있는 기능만 가지고 치료하자는 것이었다. 또한 자세 양상은 어떻든지 구축을 개선하기 위한 수술을 하거나 보조기를 착용시키는 것 등의 현상만을 개선했던 시기가 있었다. 이런 경우치료사 역할은 매우 미미했다. 그 후 많은 학자들이 불가역성의 신경병변을 개선하고자 도전하는 것은 종래의 종설에 대한 역설이었다. 그것은 손상 받은 중추신경계에 외부의 자세변경을 통해 감각자극을 주면 다른 반응이 나타날 수 있다는 것으로 일종의 도전이었다. 중추신경계가 파괴되었다가 재생되도록 한다는 것은 신경생리학자에게는 하나의 꿈이었다. 50여년 전 중추신경계 손상의 치료로 외부에서 자세 변경을 시도했을 때 아무도 미지 않았다. 이것을 설명하기 위해서 도입한 것이 션팅스법칙이었다. 이것은 마그너스가 공식화 한 것으로 운동 혹은 자세 변화를 하는 동안 언제나 중추신경계는 신체 근육 상태를 정확하게 비추어 내고 있다. 즉 운동 중에 신체 골격근의 수축과 이완의 상태의 변화에 의해 중추신경게 내에서의 흥분계와 억제계의 자극에 대한 배분이 언제나 반영되어 있다. 골격근은 고유수용성감각계이므로 운동 표출량, 즉 중추신경계로부터 발산되는 반응을 결정짓고 있다. 그리고 가소성이라는 말은 보편적으로 쓰여지는 말이 되었다. 션팅스법칙을 보바스부부가 도입하여 이것을 설명할 때 자세 변환을 시켜서 뇌와 연관성을 개선하겠다고 제시했을 때 많은 사람들이 믿지 않았다. 이완자세라고 하는 자세로 바꾸어 주니 경련성으로 굳어져 있던 환자 팔이 움직이기 시작했는데 이것은 자세 변화를 통해 근긴장이 이완되면서 입력되는 정보가 중추에서 말초쪽으로 되새김되어 나오는 것으로 생각된다. 신경계에선 조절된 것 이외의 것이 생기는 것을 막아주는 것을 종래의 교과서에서는 억제라고 강조했다. 이와 같이 외부에서 자세를 바꾸어 주면 들어가는 입력이 중추신경계에서 시냅스할 때 이전과 달라지는 것을 기대할 수 있었다. 당시의 이런 생각을 아무도 받아들이지 않았다. 최근에 와서는 션팅스법칙이 아니더라도 말초로부터의 자극이 중추에 많은 시냅스 변화를 가져온다고 확신하게 되었다. 이 현상들은 세포생물학, 세포생화학, 전기생리학, 신경생리학 등에서 연구되었다.

  수많은 신경세포 하나 하나 정상인의 뇌를 구성하고 있으나 신경세포가 개개로 작용하는 것이 아니라 신경망을 형성하고 있다. 이 상황에서 뇌가 가지고 있는 특정 부위 특성이 있는데 뇌손상으로 이 특성이 손상 받더라도 외부에서 가해지는 자극을 통해 다시 재활동 할 수 있는 기능이 뇌 안에 있다. 이것은 뇌의 단일 신경세포가 손상 받더라도 신경망에서 흘러나오는 자극들이 특성을 되살리는데 기여한다고 본다.  

2) 중추 프로그램에서의 억제기전

  쉐링톤에 의하면 인체 외계에 대한 감각기능 즉 시각, 청각, 촉각 등을 받아들이는 외수용기와 인체내부의 고유수용기 등으로부터 들어오는 입력이 중추신경계에서 운동계로 가서 출력으로 바뀌면서 서로를 연결함은 물론 출력의 강도를 조절해서 넘치지도 않게 하고 또 부족하지도 않도록 해주는 일련의 과정을 통합(integration)이라고 한다.

  중추신경계 중에서도 뇌의 계통발생학적 과정에서 인간이 지상에서 생활하면서 외적으로 가해지는 요인과 내적으로 생겨진 요인들이 태생기 초기부터 중추신경계로 프로그램 되어 짜여져 들어간다는 것이 중추(CNS)프로그램이다. 반사(reflex)프로그램은 중추신경계를 중개로 해서 말초로부터의 자극에 응답하면서 반응을 일으키는 운동과정을 말한다. Somatic 반사, 신장반사 그밖에 다른 반사들이 있다.    

  중추프로그램이다. 반사프로그램은 상호작용한다. 상위중추는 필요할 때마다 굴근과 신근에 대해서 서로 상반되는 명령을 각각 따로 할 필요가 없다. 즉 상호신경지배 작용에 의한 방아쇠적 신호에 따라 굴근이나 신근의 어느 한 쪽(agonist) 운동신경을 흥분시킴과 동시에 다른 쪽(antagonist) 운동신경은 억제개재신경이 중개해서 억제되도록 한다. 즉 운동의 질이나 부하조건에 따라 상위중추로부터의 작용과 근방추에서의 반사작용의 비율이 바뀐다. 그러나 수의운동의 여러 가지 다양한 운동패턴 형성에 중추프로그램이 어느 정도 관여하는 가는 아직까지 불분명하다. 계층성은 중추신경계의 기본 단위이다.

  억제신경은 사람의 뇌에 가장 많고 뇌 발달에서 보면 비교적 늦게 발달한 세포에 많다. 이것을 고려한다면 기능발달이나 감각의 세련 등, 후천적으로 얻어지는 인간의 높은 적응능력 달성에는 이들 억제신경계의 발달이 매우 중요한 역할을 한다. 억제기전은 신경계에 있어 운동에만 사용되는 것은 아니다. 제일 많이 사용되는 것은 자율신경계이다. 자율신경계는 흥분과 억제가 밀접하게 관련되어 있고 교감과 부교감 신경의 상호작용이 있다. 그러나 운동신경만 말하면 흥분뿐이다. 자세히 보면 척주 전각에서 나오는 신경섬유는 근육을 흥분시키는 작용밖에 없다. 운동계의 억제라는 것은 거의 반드시 척추단계보다 높은 곳에서 작용한다는 것을 알 수 있다. 그래서 반사억제패턴에서의 억제라는 말은 자세 설명에서 척수보다 더 높은 단계에서 어떤 억제가 일어나는가 논란이 많았다. 보바스부부는 억제계를 다음과 같이 설명했다. 인간이 태어나서 서서 걷는 과정 중에 중요한 2가지 요소는 첫째 항중력 작용을 해서 안정성을 얻는 과정과 둘째 거기서 적절하게 조절되어 collepse 되지 않으면서 모비리티를 갖는 두 가지 요소가 작용한다. 이것을 잘 생각해보면 대단히 모순된 점이 있다고 생각되나 항중력 활동이 강하게 일어난 상황을 제뇌동물에서 볼 수 있고 운동성이 지나치게 강하게 나타난 것은 무도병(chorea)에서 볼 수 있는데 이것을 둘 다 양극단 상태이다. 

  사람은 정상적으로 적당한 안정성과 모비리티를 갖는다. 극단적인 강직과 과모비리티가 나타나는 것은 억제기전 해제이다. 항중력작용을 통해 자세를 유지하면서도 어느 때라도 이것이 풀리면 움직임이 가능하도록 적절히 조화를 이루는 것이 정상 자세 긴장이다. 항중력작용과 모비리티를 유지하는 것을 신경학적으로 자동반응이라고 볼 수 있다. 생리학교과서에서 평형반응은 균형을 유지하기 위한 여러 가지 활동으로 설명되어 있다. 보바스는 항중력과 모비리티를 보장하기 위한 가장 기본적인 것을 정위반응과 평형반응이라고 했으며 이 반응을 통해 긴장의 정상화를 유지하도록 시도했다. 억제기전은 신생아에서부터 얻어지는 것은 아니다. 걷는 능력은 1년이나 1년반 정도에서 얻어지지만 보바스는 보행이 완성되려면 청소년기에 된다고 했다. 억제기전이 아이 발달과정에 있어서 어떻게 획득되는가와 연관하여 편마비와 뇌성마비를 평가했다. 보바스부부는 정상 어린이 발달 과정을 통해 출생 당시의 원시 반사가 성숙되어가며  나타나는 과정이 언제이며 낮은 곳에서 높은 차원으로의 성숙을 살펴 볼 수 있었다. 평가에서 중요한 것은 어린이가 언제 목을 들고 언제 앉고 기었고 섰는냐가 중요한 것이 아니라 목을 가누기 위하여 무엇이 작용하는가? 앉기 위해 무엇이 갖추어져 있어야 하는가를 세분화하여 살펴 나가는 것이 중요하다. 이론적으로 아는 것뿐만 아니라 필요한 동작이 불가능한 사람에게 무엇이 문제인지 세분화된 설명이 뒤따라야 한다. 억제기전 획득 과정은 발달 과정에 있어 많은 정보를 받아 들여 선택해 처리하고 그것을 다시 외부로 내보내는 능력의 폭이 넓어지며 기능도 더 많이 획득하게 된다. 평가를 하며 치료를 할 때 특정 기능을 할 수 있게 되는 것도 중요하지만 전체적 비대칭(Asymetrical)상태를 개선하고 자세를 정상으로 바로 잡았더니(Setting) 머리 조정이 정상화 될 수 있었다는 점도 고려해야 한다. 치료를 통해 앉게 되었다보다는 어떻게 몸통이 대칭이 되고 머리 조절이 좋아졌는가가 중요한 것이다. 치료 장면에서 인간 중추신경계에서는 가능하면 원상 회복하려는 보이지 않는 힘이 작용하고 있다는 것을 염두에 두어야 한다. 한가지 예로 편마비 환자를 전혀 치료하지 않아도 스스로 걷고 움직일 수 있다. 이때 자세히 살펴보면 상하지, 마비측에 연합반응이 나타나고 머리위치도 정상에서 벗어난 경우가 많다. 뇌졸중 뒤 스스로 노력하여 걷는 경우 전혀 효율적이고 합리적이지 않다. 정상보행패턴(normal gait pattern)은 좌우가 같고 에너지 소모가 최소화되고 매끄럽게(smooth) 앞으로 이동한다. 그래서 여러 가지 평가에 강조하는 것은 걷는 것보다 원활하게 경제적으로 만들기 위해서는 어떻게 해야하는 가를 생각해야 한다. 뇌성마비의 경련성 양마비 보행 패턴 경우 몸 중심이 앞으로 기우려지며 발뒤꿈치를 들며 재빠르게 앞으로 이동한다. 우리가 이렇게 100m 정도 걸어보면 대단히 힘든 것을 알 수 있다. 이것은 에너지가 대단히 많이 소모되고  효율은 대단히 적은 보행패턴이다. 이때 심폐기능은 물론 온몸에 지나친 활동을 요구한다. 이때 해결 방법은 간단히 앞쪽 중심을 뒤로 옮기고 다리에서 위쪽으로 스텝(step)이 되도록 해주면 보행 패턴이 개선된다. 이 양마비 어린이는 앞쪽으로 가려고 할 때 이 아이의 억제기전의 앞쪽 중심을 위로 정상적으로 보내주는 기구가 결여되어 있는 것을 보충 시켜 주어야 한다. 추상적인 억제 기전이라도 세포생리(cellbiology)와 세포 구조(cell structure)와 연결해 보면 상당히 구체적으로 알 수가 있다. 

  상호신경지배의 계층성의 모식도는 쉐링톤의 설명을 좀 더 구체화 한 것인데 굴근 자극이 척수후근을 통해서 올라간 그림이다. 구심성신경이 올라가 같은 쪽은 굴근(+), 신근(-)로 반대쪽에는 굴근(-), 신근(+)로 작용한다고 하는 대단히 유명한 그림이다. 말초에서 몇 가지 반사를 일으키는 것을 반사프로그램이라 한다. 반사프로그램에 의해서 우리의 보행이 잘 이루어진다고 쉐링톤이 언급했다. 보행주기와 맞추어 보면 한쪽이 유각기 일 때 한쪽이 입각기가 동시에 나타나는 것이 조화롭게 되어야 한다. 이런 것에 대해 브라운은 척수 후근 신경을 잘라서 실험을 했다. 쉐링톤의 상호신경지배는 이때 나타나지 않았다. 이론적으로 이때 다리가 교대로 이루어지지 않는다고 생각할 수 있지만 실제로 다리는 교대로 움직였다. 그렇다면 다리가 교대로 움직이는 것을 어떻게 설명할 수 있을까? 쉐링톤이 말한 반사프로그램 뿐 만 아니라 척수 안에서 그밖에 다른 작용이 있다는 것을 예측하게 한다. 여기에 대한 논쟁은 심했는데 현재 알려진 것은 척수프로그램 뿐 만 아니라 연수나 그 윗부분 등으로부터 하나가 아닌 여러 기능이 관여하고 있다는 것을 알게 되었다. 쉐링톤의 척수반사프로그램과 상위중추프로그램과의 관계가 어떻게 되느냐가 오랜 동안 연구되었다. 사실 두 가지 다 중요한 의미인데 상위 중추에서의 프로그램은 양다리를 교대로 움직임과 동시에 가능하면 에너지를 적게 쓰고 원활한 운동이 일어나도록 하고 있다. 그러나 이와 같은 보행리듬이 우수하다고 하는 것은 평지에서이고 만약 장애물이 있으면 이것이 깨진다. 이와 같은 때에 그런 장면에서 평지 아닌 곳에서 쉐링톤의 반사프로그램이 많이 작용하고 있다. 이두가지 프로그램을 통해서 환자 보행은 평지에서 뿐 만 아니라 장애 표면에서도 연습시켜야 한다. 이런 것을 학습시키기 위해서는 무의식적으로 유도해서만은 안된다. 그것은 근육, 관절만의 문제가 아니며 몸통의 균형, 상지 흔들림(swing)도 관여한다. 효율이 좋은 보행은 상지에서 뿐 만 아니라 몸 전체가 작용하여 동시 다발적으로 작용한다. 환자 보행을 위해 환자 체중을 환측다리로 충분히 옮기라고 강조하지 말고 환자가 견딜 수 있는 범위 안에서 점차 체중을 옮겨가며 지구력이 생기면서 감각적 경험을 통해 운동시켜 나가는 것이 바람직하다. 이때 상호신경지배와 함께 억제기전이 같이 조화를 이룰 수 있도록 환자를 핸드링해야 한다는 문제가 제기된다. 상호신경지배의 문제는 하지에서 볼 때 척수에서 작용뿐 만 아니라 그보다 훨씬 위 단계인 뇌간 근처에서 다른 프로그램과 연관되어 이루어진다고 확실해 졌다. 굴곡근을 강하게 작용하는 중추는 신전근을 느슨하게 해준다. 반대로 신전근을 강하게 하는 중추는 굴곡근을 느슨하게 해주는 두 가지 역할을 겸하고 있다. 더 나아가 뇌간으로부터 중뇌로 가고 또 대뇌피질을 통하여 반동적으로 나오는 복잡한 과정의 조화를 이루고 효율을 높여 말초로 나와서는 척추프로그램에서 상호신경지배에서 교차가 일어날 수 있도록 작용한다. 그렇다고 척추단계만으로 설명된 상호신경지배현상이 무의미한 것은 아니다.

  보바스책 제1판에는 potential ability라는 말이 있는데 이것은 중추프로그램의 의미로 전기생리학적으로 확인하여 사용되고 있다. 환자가 갖고 있는 능력을 평가해서 치료와 연결시키는 일이다. 중추프로그램은 진화되는 과정에서 유전프로그램 안에 들어 있으며 중추에 있다가 활동과 함께 풀려 나온다. 아기는 자궁 안에서 무중력상태로 있다가 태어남과 동시에 엄청난 중력을 받기 때문에 외계 변화로 인한 자극이 들어가 중추프로그램을 끌어내어 그것이 하나 하나 활동과 연결이 되는 것이다. 인간 뇌 가소성은 뇌를 사용하는 것에 따라 활성화된다. 손상 받는 개개 신경세포는 재생하지 않지만 손상 받은 주위 신경세포가 장애가 나타난 부위 신경세포 특성을 보완할 수 있는 것이 필요한데 이것이 바로 외부자극이다. 만약 말초 어느 부위가 없어지면 그 옆 가장 유사한 것 옆에 붙어서 작용하는 것을 동물실험을 통해 설명되었다. 선팅법칙에서 중추프로그램은 외부 상황에 맞추어 적응해 나가는 것을 설명한다. 뇌손상으로부터 임상상이 비정상이 되었더라도 그것의 역으로 치료하면 감각 영역 정보가 달라지고 그것이 중추의 상태를 개선되며 그것에 의한 출력이 나온다. 인간은 반사와 다양성의 집합체이므로 개인적으로 무한히 다르다.

  억제기전에 있어 운동계와 감각계 관계에 대해 말하겠다. 주변억제라는 말은 10여년전부터 사용되어 왔고 감각과 관계가 되는 억제를 말한다. 피부로 자극이 가서 수용기로 통하여 중추로 옮겨지는 과정에서 시냅시스가 바뀌어지며 빛나는 것이 브라운관내에서 막변위의 potential를 나타낸다. 가운데 부분이 시냅스가 바뀌어질 때마다 증가하는 것을 볼 수 있다. 몇 번 시냅스 하게되면 가운데는 엄청나게 증가하고 양주변은 약해진다. 이것은 중추신경계에 가해지는 흥분에 의해 가운데는 많이 양옆은 상대적으로 적은 자극이 가해지는 과정이다. 일반적인 촉각은 이와 같은 상태로 작용한다. 손끝의 2PD 자극이 전달되는 모습이다. 두 점 자극은 두 점에서 receptor-synapse-impulse가 전달되면서 가운데를 중심으로 측면에서 억제가 가해지고 상황이 그림으로 보여진다. 가운데가 많이 강조되었는데 이것이 시냅스를 바꿔 나갈 때 가운데만 강조되고 양옆은 지워지는 것처럼 된다. 이와 같은 상황으로 손가락 끝에 만져지는 것이 하나의 점으로 중추에 전달된다. 이 현상 때문에 2mm 정도의 간격이 있어도 그것이 다르다는 것을 느낄 수 있다. 시냅스를 바꾸어 가며 중추로 가야하는데 그 중에 중추에 문제가 있다면 그렇게 느껴지는 기전 중에 이상이 생기게 된다. 그래서 이것이 편마비의 감각이상의 문제를 만든다. 이 때 고유수용성 감각으로는 정확한 감각을 느끼지 못하기 때문에 다름 감각 정보를 받지 않으면 안된다. 치료장면에서 다른 감각계를 동원해서 보충한다지만 근본적으로 주변억제가 되지 않는다. 주변억제를 발견한 것은 눈 망막에서 시각영역으로 감각이 전달되는 과정에서 이 말이 더 많이 사용되었다. 망막에서 받은 자극이 시각영역까지 가는 과정에 있어서 시냅시스를 여러번 바꾸는 과정에서 주변억제가 작용하여 어느 특정 물체를 구별 할 수 있게 된다. 신생아를 보면 망막으로 물체를 받아들이기를 하지만 물체가 영상으로 식별되지 않기 때문에 구분하는 능력이 결여되어 있다. 생후 3주 이후부터 망막에 전달되는 물체를 식별해 나가는 능력이 발달해 간다. 편마비는 뇌병변에 의해 물체를 받아 영상화하는 능력이 되지 않는 현상이 나타난다. 약시는 물건을 분별하는 능력이 떨어진다. 이것은 뇌성마비에게서도 나타나 작업치료할 때 물체를 분별하는 지각훈련을 할 때 약시현상은 큰 문제가 된다. 거리를 눈으로 제거나 보이지 않는 부분까지 입체화하여 영상화하는 능력도 떨어진다. 뇌병변이 있을 때 주변악제의 장애로 영상분별의 장애가 있다는 것은 임상에서 고려해야 한다. 이때 시각만으로 정상인은 가능하지만 시각의 분별력이 저하되어 있을 때 촉각을 동원하거나 청각을 동원할 수 있다. 우리가 강의 중에 잡음은 차단하고 강의 내용에 집중하려고 할 때 이것은 주변억제가 작용하고 있다고 할 수 있다. 뇌 장애가 있는 사람이 어떤 과제에 대해 집중 못하는 것을 볼 수 있다. 뇌 장애가 있을 때 치료에 집중하라고 하지만 그 사람 능력으로 불가능하다. 주변억제는 망막에서부터 우리 몸 여러 부위에 분포되어 있지만 그러나 신체 부위에 따라 분포정도의 차이가 있다.

              환       경                

                              ↘       ↓      ↙

                              

척수  삼차신경계

                                ↙         ↘

                              ↙            ↘

                  

뇌간망상체

              ↘

                     ↙         ↘                     ↘

                   ↙              ↘                     ↘

          

시상하부

    

시상     비특성핵

    

시상      복측기저핵

                ↓         ↖↘    ↓        ↘          ↓

                ↓           ↖↘  ↓           ↘       ↓

          

자율계  효과기

       

대뇌   변연계

   

활성화	투사
신피질

               ↓                ↓         ↘  ↙           ↓

               ↓                ↓         ↙  ↘           ↓

        

신체의 자율성 운동

    

감정	식별
의식적지각

   

동기	인지요소
운동행동

                ↓                    ↓                  ↓

                ↓                    ↓                  ↓

               행    동                 

                            interaction of the specific and nonspecific system

  위 그림은 두 가지 루트가 우리의 일상 생활에 어떤 영향을 미치는가를 나타내어준다. 환경으로부터 가해지는 자극이 척수로 해서 뇌간으로 해서 하나는 thalamus ventrobasal nucleus 쪽으로 가고 다른 것은 뇌간망상체로 향한다. 여기에서는 hypothalamus와 thalamus nonspecific nuclei로 둘로 나간다. 이것이 피질로 들어가서 감정, 식별, 동기 등이 표현되어 행동으로 나타난다. 뇌손상이 있을 때 1차적으로 nonspecific pathway는 잘 알 수 없다. 환자의 경우 시상쪽에서만 출혈이 있거나 ventrobasal에 출혈이 있다면 움직이는 것은 움직이는데 본인 스스로 움직이는 양상을 구분하지 못하는 경우가 있다. 손을 그냥 움직일 때는 움직이는데 치료사가 명령하여 움직이라면 머리만 끄덕일 경우, 팔에 위치가 어디에 있느냐고 할 때 시각이 없으면 판별이 불가능하다. 만약 이와 같은 시각 되새김 보조가 필요하다고 할 때 손을 보며 식사를 가능하게 할 것이다. 이런 경우 정상 어린이가 발달에서 눈과 손 협조성은 6개월 경에 발달하며 이때 아기는 눈으로 확인하여서는 가능하다. 그래서 6개월 이후 우유를 잔에 넣어주면 눈으로 확인하여 입까지 가져가는데 때로 엎질러 버릴 수가 있다. 이와 같이 정상적인 성장 과정 중에서도 협조가 어려운 시기가 있으며 만약 뇌병변이 있어도 손과 눈의 협조 작용이 어렵다. 되새김시스템으로 손과 눈의 협응작용이 있고 중간에서 되새김 없이 손이 입으로 가는 작용도 있다. 이런 감각협응을 이루는 상황을 open loop라하고 closed loop는 되새김을 필요로 한다. 어린이 발달 과정 중에서 어린이의 바쁜 활동은 자신 활동을 통해 스스로 확인하는 과정이다. 이렇게 closed loop를 통해 확인하고 반복하여 배우는 과정에서 점차적으로 상당히 적은 퍼센트가 되새김을 필요로 하지 않는 open loop를 이룬다는 사실이다. 예를 들면 어린이가 걸을 때 보행패턴은 wide stance와 short step을 사용한다. 이때 고관절 움직임은 고관절 굴곡과 함께 다리가 앞으로 나아가게 되는데 이때 골반과 고관절이 같이 움직인다. 동시에 어깨도 통체로 움직여 분절 독립(segmental isolation)이 일어나지 않는다. 이것은 3년 간격을 두고 걸음을 관찰하면 초기와 반대 상황을 관찰 할 수 있다. 3년 뒤에는 고관절과 골반, 어깨가 분리되어 걷게된다. 이때는 narrow stance와 long step이 가능하다. 3-5세이면 이때 자세나 걷는 양상은 중심점이 허용 범위 안에서 이탈되지 않는다. 그러나 우리 몸에서는 그 반대 현상이 나타난다. 어린이가 초기 걸음에서 wide stance와  short step을 하는 것은 closed loop를 사용하는 것이다. 그것은 발바닥에 가해지는 자극을 통해 중추신경계의 도움으로 가능하다. 뇌병변이 있으면 open loop가 현저하게 줄어들어 모든 걸 closed loop를 사용하지 않으면 안되게 된다. 보바스 접근 중 효율을 얻기 위해 몸통의 운동성을 많이 사용하게 된다. 몸통의 운동성을 증가시키는 이유는 어린이의 초기 보행이 한 덩어리로 움직이는 것처럼 뇌병변이 있을 때도 이와 같은 현상이 일어나므로 골반, 몸통, 어깨부 운동에 분리가 일어날 수 있도록 해주기 위해서이다. open loop를 확립하기 이전에 감각을 되새김하는 closed loop가 정립되고 그 후 open loop가 발달된다. 환자 치료에 있어서 치료사가 면밀히 평가하여 open loop를 만들기 위해서 closed loop와의 관계가 어떻게 되어 있는가. closed loop를 통해서 점차 open loop로 옮겨가는 것이 잘 이루어지고 있는가를 매 치료 장면에서 확인해야 한다. 매 치료할 때마다 합리적으로 했으나 치료마다 구분되는 영역이 있다고 생각지는 않겠지만 이것이 open loop 쪽으로 진행해 나가는 것을 확인하는 습관을 갖는 것이 바람직하다.

  신경세포 망은 억제성 신경세포의 개입에 의해 자극이 전달되고 안되는 상쇄작용이 있다. 이것을 아주 간단하게 우리환경에서 생각을 하면 엄청나게 많은 자극이 들어오지만 우리는 우리에게 꼭 필요한 것만 선택하여 반응한다. 환자 치료할 때마다 반응이 나와주었으면 하지만 그것과 반대의 비정상반응이  나타나는데 그것은 일부가 서로 상쇄되어 원치 않는 반응이 일어날 수 있는 것이다. 이와 같이 생리학적인 근거로 입력시킨 것이 원하는 대로 되지는 않지만 치료사가 조절하는 것에 따라 원하는 반응도 일으킬 수 있다. 어느 부분은 흥분시키며 어느 부분은 억제시키는 회로 자극을 구사하는 프로그램을 시도 할 수 있음을 고려해야 한다. 학습 과정을 통하여 점차 open loop 쪽으로 회로를 바꾸어 가는 것이 가능하다. 현재 하는 치료에서 다음 단계로 올라갈 때는 평가를 통해서 무엇인가를 하려고 하면 그전에 무엇이 준비되어야 하는 것인가를 알아야 한다. 그러므로 NDT에 있어서 평가와 핸드링과 치료는 하나가 되어야 한다.

   

3. 결론

  우리는 중추신경계 손상환자를 대하면서 그들의 다양성을 보며 치료사로 많은 고민을 한다. 환자가 가지고 있는 여러 가지 문제점을 자문자답해 보면 더욱 더 근본적인 해결책을 찾고 싶은 욕구가 생긴다. 무엇이 문제가 되어 이와 같은 반응이 보이는가? 어떻게 하면 환자의 문제가 개선될 수 있는가? 과연 내가 적용한 치료는 적합한 것이었나? 등등의 의구심을 갖게 된다.

  신경발달치료 접근을 실시하는 치료사는 의사의 진단 평가와는 별도로 치료를 목적으로 한 독자적인 평가 분석을 한다. 치료사 평가는 치료와 밀접하게 묶여 있어서 치료 중에 환자 반응을 분석하고 평가는 치료와 함께 수정되어 완성된다. 관절범위운동검사, 근력검사, 건반사검사, 일상생활동작검사 등 평가가 중추신경계손상의 치료 프로그램을 주도한다고는 생각하지 않는다. 치료사는 치료할 때 환자 반응을 분석할 때 환자 신체 운동면 뿐만 아니라 환자 감정적인 면 반응이나 모자관계도 포함시킨다. 소아신경과학이나 신경병리학의 정확한 지식에 기초해서 환자의주요 문제점을 파악하여 치료 장면을 다양하게 변화시켜 나간다. 정보 수단이 발달한 현대에서는 지식의 축적에는 조금의 어려움도 없다. 오히려 정보 제고 d과다로부터 치료 지침으로 지식을 치료에 올바로 활용하는 치료사의 센스가 중요하다. 환자의 분석 평가는 치료사 각각의 능력에 의존하는 일이 많지만 근 타입과 근 긴장도의 강함, 원시적 운동 패턴과 정상운동패턴의 량, 병적자세패턴 및 병적운동패턴의 분석, 정상자율자세반응의 분석, 대상작용과 잠재능력의 분석, 연령적 고려, 구축변형의 분석 등의 일곱 가지를 최저한의 조건으로 하고 있다.

  50여년전 영연방의 보바스부부는 자신들이 적용한 치료에 대한 반응을 평가하고 이론적인 바탕을 신경생리학자들과 토의 해가며 신경발달치료 기초를 다졌다. 한국에서는 이 치료가 1990년대초 소개되었으며 탁월한 치료 효과를 통해 많은 치료사들이 활용하고 있다. 보다 중요한 일은 보바스법을 단지 기술로 받아들이지 말고 기본원리를 알고 적절하게 사용하는 일이다. 그렇게 하기 위해 신경생리학적 기초 지식이 더욱 더 많이 요구된다. 

 

 

1 NDT개념과_신경생리학적_접근.hwp

 

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