당신이 얼마나 아픈지 누구나 이해하는 시대 온다

우충완 성균관대 교수팀 캡사이신 '매운맛'으로 통증 측정기술 개발

우충완 성균관대 글로벌바이오메디컬공학과 교수(오른쪽)가 캡사이신을 바른 종이를 무는 이재중 박사과정생을 보고 있다. 우 교수 연구팀은 캡사이신으로 통증의 정도를 파악하는 기술을 개발했다. 유튜브 캡처

통증은 모호한 감각이다. 각자 느끼는 정도가 다를뿐더러 외부 자극에 의한 반응 외에도 감정과 생각, 신념, 기억의 영향을 받는다. 이런 이유로 지금까지 통증을 정확히 측정할 방법을 찾지 못해 왔다. 국내 연구팀이 ‘매운맛’을 내는 캡사이신으로 통증 정도를 정확하게 파악하는 방법을 알아냈다.

우충완 성균관대 글로벌바이오메디컬공학과 교수와 토이 웨이거 미국 다트머스대 교수 연구팀은 캡사이신이 유발하는 뇌 속 신호를 이용해 통증의 수준을 가늠하는 지표를 발견해 국제학술지 ‘네이처 메디신’에 이달 5일 공개했다. 

몸이 얼마나 아픈지 다른 사람이 헤아리기는 매우 어렵다. 통증을 수치로 표현할 수 없기 때문이다. 통증의 진단과 치료를 위해서는 정확하고 객관적으로 측정하고 평가해야 하지만 아직까지 이를 표준화한 기준이 없다.  통증은 뇌의 여러 영역이 어떻게 연결됐는지를 나타내는 뇌지도인 ‘뇌기능 커넥톰’ 속 복잡한 상호작용을 통해 발생한다. 뇌기능 커넥톰에서 통증을 측정할 도구가 필요하지만 이에 쓰일 도구는 없다.

연구팀은 고추 등에 들어있는 매운맛 성분인 캡사이신에 닿았을 때 유발되는 통증에서 방법을 찾았다. 연구팀은 통증을 오랜 시간 안전하게 주는 방법으로 캡사이신을 혀에 발라 약 10분간 통증을 유발하는 방법을 고안했다. 캡사이신을 바른 종이를 혀에 대고 10초간 문 다음 빼낸다. 다음 1분간 입으로 숨을 쉬며 캡사이신이 혀에 스며들게 하는 방식이다.

지속적 통증의 강도를 예측하는 뇌기능 커넥톰 마커다. 각 선은 뇌기능 커넥톰 마커에서 다른 뇌 영역 간 상호작용의 세기를 나타낸다. 성균관대 제공

연구팀이 만든 캡사이신 통증 지표는 실제로 통증 정도를 정확하게 파악하는 것으로 실험결과 확인됐다. 일반인 109명에게 캡사이신을 물린 후 뇌 속에서 통증이 나타나는 패턴을 기계학습으로 분석한 결과 통증 강도에 따른 뇌의 변화를 정확하게 예측했다. 여기서 얻은 통증의 뇌기능 커넥톰을 허리통증 환자 192명에게 적용한 결과 환자들의 주관적으로 말한 통증 점수를 뇌를 읽어 정량적으로 예측하는 데 성공했다.

논문의 1저자인 이재중 박사과정생은 "이미 통증에 연관됐다고 알려진 일부 뇌 영역만이 아닌 전체 뇌의 역동적인 상호작용이 관찰됐다"며 "지속적인 통증이 뇌 커넥톰을 통해서 생기는 다차원적인 경험임을 보여주는 새로운 증거를 찾았다"고 말했다.

우 교수는 “실험실에서 캡사이신으로 만든 지속적인 통증에 대한 뇌의 반응이 만성 통증 환자들에게 나타나는 뇌의 반응 양상과 유사하다는 사실을 발견했다”며 “만성 통증이 일어나는 뇌 기제를 이해하고 궁극적으로는 통증 환자들을 돕는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.

연구에는 이수안 박사과정생, 이재중 박사과정생, 우충완 교수, 김홍지 박사과정생(왼쪽부터)이 참여했다. 성균관대 제공

[조승한 기자 shinjsh@donga.com]