치매 이전의 고위험 단계로 분류되는 경도인지장애 환자 개개인의 치매 관련 위험인자를 고려한 ‘경두개직류전기자극’(transcranial Direct Current Stimulation, tDCS) 적용이 효과적이라는 연구결과가 국제학술지 두 편에 연이어 게재되었다.

이번 연구로 개인맞춤형 뇌자극치료가 인지기능 저하 강도를 개선하고 알츠하이머병의 보상성 기전에 관여하는 신경망의 연결성을 강화시키는 것으로 확인됐다.

치매 발병의 가장 많은 원인을 차지하는 알츠하이머병은 아밀로이드 베타 단백질과 타우 단백질의 원인 병리로 발병한다. 그 이전의 경도인지장애 단계에서는 명확한 효과를 가진 치료방법이 없어 다양한 치료가 시도되고 있다. 

tDCS 치료는 두피에 작은 전극을 부착하고 아주 약한 전류를 흘려보내 뇌의 특정 부분을 자극하는 방법으로 좌측배외측전전두엽 위치에 전류를 가할 경우 신경퇴행성질환으로 인한 신경망의 손상을 복구하고, 뇌세포의 성장과 연결을 돕는 뇌유래신경성장인자의 분비를 촉진하는 것으로 알려져 있다.

강동우 가톨릭대 서울성모병원(제1저자)·임현국 여의도성모병원 정신건강의학과 교수(교신저자)팀은 63명의 경도인지장애 환자를 대상으로 2주 동안 좌측 배외측전전두엽에 2mA의 미세한 전류를 가한 뒤, 개개인 치매 관련 주요 인자인 아밀로이드베타 단백질 침착 유무, 대표적 산발성 알츠하이머병 고위험 대립유전자인 APOE4 보유 여부, 뇌유래신경성장인자 관련 대립유전자 보유 유무(Val/Val, Val/Met 또는 Met/Met), 성별에 따라 치료효과가 달라지는지를 평가했다. 연구팀은 베이지안 분석 방법을 적용해 개개인의 요인과 그에 따른 인지기능의 변화(개선 정도)를 상호 연관성의 강도로 평가했다. 

그 결과 아밀로이드베타 단백질이 유의한 강도로 침착되지 않은 경우, 뇌유래신경성장인자의 생성을 줄이는 대립유전자를 보유하지 않은 경우(Val/Val)에 경두개직류전기자극을 적용한 이후 실행능력과 인지기능이 보다 유의하게 개선됨을 확인했다. 

또 경도인지장애 환자 중 알츠하이머병에 취약한 인자로 알려진 APOE4 보인자, 여성이란 성별 조건이 tDCS 치료에 따라 현저성 뇌신경망(salience network. 顯著性 神經網. 내외부 자극의 중요성을 평가하고 자극에 대한 뇌 반응을 조정하는데 협응하는 뇌 영역의 집합)와 관련된 신경망 연결성이 보상 작용으로 증가하고, 이런 신경망의 변화가 기억력 점수의 증가와 유의한 연관성을 갖는 것을 확인했다. 

   강동우 가톨릭대 서울성모병원(왼쪽)·임현국 여의도성모병원 정신건강의학과 교수

강동우 교수는 “알츠하이머병과 관련된 개개인의 위험인자를 고려함으로써 경두개직류전기자극에 보다 좋은 치료 효과를 보일 수 있는 경도인지장애 그룹을 선별할 수 있다는 점에서 뇌자극치료의 정밀의학적 적용의 필요성을 확인할 수 있었다”고 말했다.

임현국 교수는 “개인별 미세 뇌구조변화에 기반한 tDCS 치료 효과의 차이, tDCS의 더 나은 치료효과를 매개하는 개개인의 인자에 따르는 뇌기능적 변화의 차이에 대한 근거를 확인했다는 점에서 경도인지장애 환자 대상 개인맞춤형 치료에 대한 생물학적 단서를 제공할 수 있게 됐다”고 강조했다. 

이번 연구는 강동우 교수의 한국연구재단 우수신진연구를 통해 수행하였으며, 연구 결과는 국제학술지 ‘Scientific Reports’(IF=3.8)에 ‘Efects of transcranial direct current stimulation on cognition in MCI with Alzheimer’s disease risk factors using Bayesian analysis’라는 논문으로, ‘Frontiers in psychiatry’(IF=3.2)에 ‘Transcranial direct current stimulation and neuronal functional connectivity in MCI: role of individual factors associated to AD’라는 논문으로 지난해 8월에 각각 게재됐다.