주의력결핍과잉행동장애(Attention deficit hyperactivity disorder, ADHD)를 보이는 아동의 뇌 혈류량이 연령에 따라 뚜렷하게 달라진다는 사실이 밝혀졌다. 특히 ADHD 아동의 뇌 기능 변화는 만 7~8세에 집중적으로 발생, ADHD 증상의 발현이나 심화가 이 시기에 두드러질 수 있는 것으로 나타났다.

김붕년 서울대병원 소아정신과 교수팀(임유빈 정신건강의학과 임상강사)과 손철호 영상의학과 교수팀(송희진 의생명연구원 연구교수)은 동맥스핀라벨링 관류자기공명영상(arterial spin labeling perfusion magnetic resonance imaging, ASL-MRI)을 이용해 ADHD와 정상 아동의 뇌 활동 발달 경로를 비교 분석한 결과를 3일 발표했다.

기존 연구들은 ADHD 아동의 뇌 부피와 구조적 차이점을 밝혀왔지만, 나이에 따른 뇌 기능의 동적 변화를 조사하는 연구는 아직 부족한 실정이다.

이에 연구팀은 ADHD 아동 157명과 정상 아동 109명을 대상으로, 연령별로 △만 6~7세 △만 8~9세 △만 10~12세로 나눠 연구를 진행했다.

모든 참여자는 ASL-MRI로 동맥 내 혈액의 물 분자를 표지한 후 국소적인 뇌의 혈류량을 측정했다. 이 기법은 비침습적 뇌 혈류 측정기법으로, 방사선 노출 없이 뇌의 혈류 동역학을 시각화할 수 있어, 특히 어린이와 같은 민감한 그룹에 적합하다.

전체 그룹 비교 결과, ADHD 그룹은 정상 그룹에 비해 주의력과 실행 기능과 관련된 좌측 상측 측두엽 및 우측 중간 전두엽의 뇌 혈류량이 유의미하게 낮았다. 이 영역에서의 혈류 감소는 ADHD 아동이 주의력 결핍과 실행 기능 장애를 경험할 수 있음을 시사한다.

연령별 비교 결과, 만 6~7세의 ADHD 아동과 동일 연령의 정상 아동 간에는 유의미한 뇌 혈류량 차이가 없었다. 그러나 만 8~9세 및 만 10~12세 그룹에서는 ADHD 아동이 동일 연령의 정상 아동에 비해 특정 뇌 영역에서 더 낮은 혈류량을 보였다. 이는 ADHD 아동의 뇌 발달 경로가 정상 아동과 다르며, 특히 만 7~8세 사이에 뇌 기능의 중요한 변화가 일어난다는 점을 시사한다. 즉, ADHD 증상의 발현이나 심화가 이 시기에 뚜렷해질 수 있어 조절 기능 관련 뇌 발달 경로에서 중요한 시점임을 의미한다.

만 8~9세의 ADHD 아동의 경우, 동일 연령의 정상 아동과 비교했을 때 주로 운동기능과 관련된 좌측 중심후회 및 실행기능과 관련된 좌측 중간 전두엽의 혈류량이 유의미하게 낮았다. 이는 이 시기에 ADHD 아동이 집중력 및 실행 기능에서 더 큰 어려움을 겪을 수 있음을 의미한다.

만 10~12세의 ADHD 아동은 동일 연령의 정상 아동 대비 시각 처리 및 공간 인지와 관련된 좌측 상측 후두엽의 혈류량이 유의미하게 낮았다. 이는 이 시기에 ADHD 아동이 시각정보 처리나 공간인지 능력이 정상 아동보다 저하됐을 가능성을 시사한다.

김붕년 교수는 “이번 연구는 ADHD 아동의 기능적 뇌 발달이 정상 아동과 뚜렷하게 다르게 진행되는 변곡점(시점)을 추측할 수 있는 근거를 마련했다는 점에서 의미가 있다”며 “특히 연령에 따른 뇌 혈류량의 차이는 ADHD의 발달적 특성을 이해하고, 나이에 따른 맞춤형 치료 전략을 개발하는 데 중요한 기초 자료를 제공할 것”이라고 말했다.

손철호 교수는 “ASL-MRI가 ADHD 아동의 뇌 기능 변화를 나이에 따라 비침습적으로 평가할 수 있는 잠재력을 가지고 있음을 보여줬다”며 “추후 뇌의 구조적·기능적 변화에 대해 다각도로 추가적인 연구를 진행할 예정”이라고 전했다.

이번 연구는 과학기술정통부 바이오·의료기술 개발사업 뇌질환극복사업 및 국립정신건강센터의 재원으로 추진하는 연구개발사업의 지원을 받아 진행됐으며, Nature의 학술 자매지인 ‘사이언티픽리포트’(Scientific reports) 최신호에 게재됐다.