두개골 열지 않고도 뇌 치료 효과 높인다

2017년 02월 01일 15:00

 

GIB 제공
GIB 제공

 

두개골을 여는 개두(蓋頭) 없이도 뇌 질환 치료 효과를 최대 11배 높일 수 있음이 확인됐다.

 

 전성찬 광주과학기술원(GIST) 전기전자컴퓨터공학부 교수(사진)팀은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 ‘준(準)침습성 전기 자극법’의 효과를 입증하는 데 성공했다고 1일 밝혔다. 그간 두개골을 열지 않고 전기 자극을 주는 준침습성 치료는 이론적으로만 제안됐고, 효과를 입증한 것은 이번이 처음이다.

 

뇌에 전기를 가해 뉴런을 활성화하는 전기자극 치료는 여러 뇌질환에서 약물이나 수술과 병행해 환자의 재활을 돕는 효과적인 치료 수단으로 떠오르고 있다. 현재 임상에서는 침습성 및 비침습성 치료법을 적용하고 있으며, 두개골을 열고 뇌 깊숙이 집적 자극을 가하는 침습성 치료가 보다 효과가 높다.

 

하지만 수술의 위험성 때문에 대안으로 두피에 전극을 부착하는 비침습성 방식이 많이 활용된다. 비침습성 방식은 자극이 두피와 두개골, 뇌 척수액을 지나며 약해져 치료 효과가 떨어진다는 한계가 있다.

 

 

기존 비침습적 방식(왼쪽)은 전기 자극이 뇌까지 전달되는 과정에서 퍼져 약해지지만, 준칩습적 방식(오른쪽)은 뇌까지 바로 자극을 전달해 줄 수 있다는 장점이 있다. - GIST 제공
기존 비침습적 방식(왼쪽)은 전기 자극이 뇌까지 전달되는 과정에서 퍼져 약해지지만, 준칩습적 방식(오른쪽)은 뇌까지 바로 자극을 전달해 줄 수 있다는 장점이 있다. - GIST 제공

연구진은 자기공명영상(MRI)을 이용해 뇌의 특징을 복원, 3차원 뇌 컴퓨터 모델을 제작하고 이를 이용해 비침습성 치료와 준침습성 치료의 효과를 비교했다. 길이 5㎜의 티타늄 채널을 두개골에 심어 자극을 가하자 기존 치료에 비해 자극은 5배 높아졌고, 뉴런의 활성화 정도는 11배 커졌다. 티타늄 채널이 전극과 뇌 사이를 이어 전극에서 가해지는 전류가 손실 없이 뇌에 전달되기 때문이다.

 

전 교수는 “준침습적 치료법의 효용성을 시뮬레이션을 통해 입증했다”라며 “향후 이 치료법이 실제 임상에 적용돼 더 나은 뇌 자극 치료 전략을 세우는 데 도움을 줄 것”이라고 말했다.

 

연구결과는 학술지 ‘사이언티픽 리포츠(Scientific Reports)’ 1월 13일자에 실렸다.

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