소아에서 성인까지 뇌연결 변화 분석...자폐 원인 밝힌다

김헌민 분당서울대병원 교수 '뇌신경 생리 연결성 지도' 세계 첫 완성

김헌민 분당서울대병원 교수가 세계 최초로 정상 소아의 '뇌신경 생리 연결 지도'를 만들었다. 게티이미지뱅크 제공

국내 연구진이 소아의 ‘뇌신경 생리 연결성 지도’를 세계 최초로 완성했다. 소아가 성인으로 성장하는 과정에서 뇌의 연결성 변화를 자세하게 살필 수 있어 다양한 소아신경질환 연구에 활용될 것으로 기대된다.

분당서울대병원은 김헌민 소아청소년과 교수가 건강한 정상 소아가 성인으로 성장하는 과정에서 뇌의 연결성 변화를 분석한 ‘뇌신경 생리 연결성 지도’를 완성했다고 21일 밝혔다.

현재 뇌파 검사는 환자의 뇌파에서 특정 질환과 관련된 이상이 있는지를 확인하는 방식이다. 건강한 소아의 지표와 비교하는 것이 아니기 때문에 질환의 근본적인 기전을 자세히 밝히는 데는 한계가 있다.

연구팀은 이번 연구에서 정상 소아의 뇌파 지표를 확인할 수 있도록 뇌신경 생리 연결성을 표준화한 이른바 ‘지도’를 만들었다고 설명했다. 다양한 질환에서 관찰되는 뇌파 검사 결과를 분석할 수 있는 기준점이란 것이다.

연구팀은 정상적인 발달 과정을 거치며 신경계 질환이 없는 소아 212명을 연령별로 구분해 성장 과정에서 뇌신경세포의 연결이 어떻게 변화하는지를 분석했다. 이를 통해 정상 소아의 뇌파 기반 뇌신경 생리 연결성 지도를 만들었다.

연구팀은 뇌파 분석에 사용되는 가장 중요한 6개 주파수 대역을 기반으로 4-6세, 6-9세, 9-12세, 12-15세, 15-18세로 연령이 증가함에 따라 정상적인 뇌 성숙 과정에서 뇌신경계의 연결성이 변화하는 과정을 분석했다. 그 결과 연령이 증가하면서 뇌 영역 간 연결 강도는 점점 강해지고 기능은 분리되며 정보를 전달하는 시간은 감소하는 것으로 나타났다.

연구팀은 또 주파수 8~13헤르츠(Hz) 알파 대역에서 뇌 연결성의 변화 과정이 가장 뚜렷하게 나타난다는 사실을 밝혔다. 해당 주파수 대역에서 뇌 질환 환자들의 뇌파 검사 결과를 정상군과 비교 분석하는 연구를 수행하면 연결성에 문제가 생긴 신경세포의 네트워크를 파악해 보다 정확한 진단과 치료가 가능해진다.

김헌민 교수는 “그간 정상 대조군의 지표가 없어 뇌파 검사 결과를 정밀하게 해석하는 데 어려움이 많았는데 뇌신경 생리 연결성 지도가 이러한 문제를 해결할 것”이라고 말했다. 이어 “현재는 신경세포의 전기적 작용과 연관이 깊은 경련발작, 뇌전증 등의 치료에서 활용 가능성이 가장 높지만 향후 발달 장애나 주의력 결핍 과다행동 장애(ADHD), 자폐 스팩트럼 장애와 같은 다양한 소아 신경 질환에도 적용될 가능성이 높다”고 덧붙였다. 연구 결과는 국제학술지 ‘임상신경학저널’ 온라인판에 5월 20일 게재됐다.

김헌민 분당서울대병원 소아청소년과 교수. 분당서울대병원 제공

[박정연 기자 hesse@donga.com]