“약하게 초음파로 자극줬더니”…만성통증 눈에 띄게 줄었다

IBS, 초음파 자극으로 만성 신경병증성 통증 완화 입증
자극 패턴설계가 핵심..별세포 조절해 통증 신경회로 변화

LI-cTBUS가 통증을 완화하는 작동 원리. IBS 제공.

수술 없이 비침습적 초음파 자극만으로 만성 통증을 조절할 수 있는 기술이 개발됐다.

기초과학연구원(IBS)은 박주민 기억 및 교세포 연구단 연구위원팀이 저강도 초음파 자극으로 만성 신경병증성 통증을 장기 완화할 수 있는 작동 원리를 규명했다고 12일 밝혔다.

신경병증성 통증은 신경 손상 이후에도 통증 신호가 장기간 지속되는 질환이다. 현재 치료는 주로 약물이나 척수 자극기 삽입 같은 침습적 시술로 이뤄지지만 효과가 제한적이고 부작용이 있다. 초음파도 통증 완화에 일부 활용돼 왔으나 이미 형성된 만성 통증을 장기적으로 되돌리는 데에는 한계가 있다.

만성 통증 상태에서는 뇌유래신경영양인자(BDNF)가 증가해 통증 억제 신경 회로의 조절 기능이 약화되고 통증 신호가 차단되지 못한 채 지속된다. 그러나 통증 신호가 척수에서 어떻게 장기간 유지되는지 이미 형성된 통증 상태를 되돌릴 수 있는지는 명확히 밝혀지지 않았다.

연구팀은 통증 상태가 장기간 유지되는 신경 회로의 병리적 불균형 자체를 회복시킬 수 있는지에 주목했다.

만성 신경병증성 통증 생쥐의 척수에 하루 한 차례씩 저강도 초음파 자극을 반복 적용해 효과를 분석했다. 그 결과 통증을 느끼기까지 필요한 자극 강도가 5배 이상 높아지고 장기간 지속되던 통증 행동이 뚜렷하게 감소하는 것을 확인했다.

또 척수 통증 회로의 과흥분 상태가 점차 정상 수준으로 회복됐으며, 그 효과는 자극이 끝난 후에도 장기간 유지됐다.

이런 효과는 초음파 세기와 무관하게 나타났으며 뇌파 리듬을 모사한 특정 자극 패턴에서만 장기적으로 유지됐다. 초음파 기반 신경조절 치료에서 자극 강도보다 자극 패턴 설계가 치료 효과를 결정하는 핵심 요소임을 보여준 결과라고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 만성 신경병증성 통증 상태에서 척수의 별세포의 ‘반응성 별세포’로 변화하면서 통증을 증폭시키는 신호분자가 커지고 오래 지속되는 것도 확인했다.

박주민 IBS 연구위원은“신경세포를 돕는 것으로 알려진 별세포를 조절해 통증 신경회로를 직접 변화시킨 것이 핵심”이라며 “별세포 외에 초음파 자극의 영향을 추가 분석하고 알츠하이머병·뇌졸중 등 다른 신경계 질환으로 적용 범위를 넓히는 후속 연구를 진행할 계획”이라고 말했다.

연구결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 지난달 6일에 실렸다.

이준기 기자 bongchu@dt.co.kr