美·中 뇌신경 질환 치료 기술 발전

정신 장애 연관된 외상성 뇌 손상
시상하부에 전극 심어 심부 자극
주의·문제해결·판단력 향상 가능

광선 요법, 치매 환자 수면 질 높여
머리에 전류 흘리면 인지 기능 개선

뇌과학은 21세기 들어 가장 빠르게 발전하고 있는 연구 분야 중 하나다. 덕분에 난치병으로 알려진 각종 뇌신경 질환의 예방과 진단 기술도 속속 등장하고 있다.

미국 코넬대 의대, 하버드대 의대, 유타대, 플로리다대, 스탠퍼드대, 밴더빌트대, 시애틀 워싱턴대 공동 연구팀은 외상성 뇌 손상(TBI)으로 장기 인지기능 결손 진단을 받은 환자들의 시상하부 부위를 ‘심부 뇌 자극’하면 인지 기능 개선 효과가 있다고 6일 밝혔다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘네이처 의학’ 12월 5일자에 실렸다.

TBI는 머리에 외부의 강한 물리적 힘이 가해지면서 뇌에 손상이 발생하는 것을 말한다. 손상 부위나 정도의 차이가 있지만 신체 기능, 언어나 의사소통, 기억 등 인지 기능, 성격, 심리상태 등 정신 기능에 종합적으로 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.

연구팀은 시상하부의 주요 뇌 회로 활동 손실이 인지 기능 장애와 관련이 있다는 기존 연구 결과들을 주목했다. 이에 연구팀은 중증 외상성 뇌손상을 앓는 22~60세 남녀 6명을 대상으로 실험했다. 우선 신경 영상기술로 손상된 신경 회로의 정확한 위치를 찾고, 인지능력 테스트를 했다. 그다음 외과 수술을 통해 시상하부 특정 부위에 전극을 이식하고 정기적으로 심부 뇌 자극을 했다.

실험 결과 심부 뇌 자극을 받은 사람들은 주의력이나 문제해결 능력, 공간 인식능력, 기억력, 판단력 등이 최대 52% 향상된 것이 관찰됐다.

그런가 하면 중국 웨이팡 의과대학 간호학과 연구팀은 빛을 이용해 뇌의 시교차상핵(SCN)을 자극해 인체 일주기 리듬을 조절해 알츠하이머 환자의 수면과 정신 기능 개선이 가능하다고 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 12월 7일자에 발표했다.

알츠하이머는 초기에 기억력에 문제를 보이다가 언어기능, 판단력 등 여러 인지기능 이상이 나타난다. 또 수면 장애와 성격 변화, 우울증, 망상, 환각, 공격성 증가 등 이상 증상이 동반되기도 한다. 빛을 이용해 수면 조절에 관여하는 시교차상핵을 자극하는 광(光)생체조절은 알츠하이머 증상 완화에 도움을 줄 것이라 주목받고 있지만 효능과 안전성에 대한 체계적 평가는 없었다.

이에 연구팀은 2005년부터 2022년까지 7개국에서 알츠하이머와 치매 환자를 대상으로 광생체조절 임상시험을 한 연구 15개를 정밀 메타분석 했다. 분석 결과 광선 요법이 환자들의 일주기 리듬을 안정적으로 유지해 수면 효율을 높인다는 것을 확인했다. 또 환자의 우울증, 강박증 같은 정신장애 증상을 완화한다는 사실도 밝혀냈다.

한편 중국 닝보대 의대 연구팀도 ‘경두개 직류 자극’(tDCS)을 실시하면 알츠하이머 환자의 인지기능 개선이 가능하다는 연구 결과를 영국의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘일반 정신과학’ 12월 6일자에 발표했다. tDCS는 뇌에 전극을 심지 않고 머리에 전극을 붙여 약한 전류로 뇌 신경세포를 자극하는 기술이다.

연구팀은 65세 이상 남녀 알츠하이머 환자 140명을 무작위로 선정해 최대 6주간 주 5일, 하루에 2번씩 tDCS를 실시해 의사 결정, 작업 기억 등에 관여하는 전전두엽 피질을 자극했다. 그 결과 tCDS를 받은 사람들은 언어 기능과 단어 인식, 기억 능력이 눈에 띄게 향상됐다.