약물 없이 소리·빛으로 알츠하이머병 잡는다…기술 특허 등록

춘천성심병원 손종희 교수팀, 40㎐ 감마 주파수 자극 효과 확인

한림대학교춘천성심병원 [한림대학교춘천성심병원 제공. 재판매 및 DB 금지]

(춘천=연합뉴스) 강태현 기자 = '40㎐ 감마 주파수 자극'으로 알츠하이머병 관련 뇌 병리와 인지 기능을 동시에 개선할 수 있다는 사실이 연구 결과를 통해 입증됐다.

알츠하이머병은 기억력과 인지 기능이 점진적으로 저하되는 대표적인 퇴행성 뇌 질환이다.

뇌에 아밀로이드 베타와 같은 독성 단백질이 쌓이면서 신경세포가 손상되는 것이 주요 원인으로 꼽힌다.

건강보험심사평가원에 따르면 국내 알츠하이머병 환자 수는 2019년 49만5천117명에서 2023년 62만4천178명으로 12만9천61명(26%) 늘었다.

현재 알츠하이머병 치료는 크게 아밀로이드 베타를 표적으로 하는 항체 치료제와 인지기능 완화 중심 약물치료로 나뉜다.

그러나 치료 효과의 한계와 약물 장기 투여에 따른 부담으로 새로운 치료에 대한 필요성이 꾸준히 제기됐다.

14일간 실험결과를 보여주는 그래프 [한림대춘천성심병원 제공. 재판매 및 DB 금지]

이 같은 한계를 극복하기 위해 연구하던 한림대학교춘천성심병원 신경과 손종희 교수팀은 40㎐ 감마 주파수에 주목했다.

연구팀은 뇌의 인지 기능과 밀접하게 연관된 주파수를 소리와 빛으로 외부에서 자극하면 약물 투여 없이도 뇌 기능 개선을 유도할 수 있다는 점에 착안해 연구를 시작했다.

연구팀은 전 세계 치매 환자의 95% 이상을 차지하는 후기 발병 산발성 알츠하이머병을 재현하기 위해 알츠하이머 발병 위험 유전자(ApoE4)를 가진 6개월령(사람의 중장년기) 실험용 쥐를 연구 모델로 택했다.

실험에 앞서 물속에서 숨겨진 발판을 찾는 수중 미로 훈련을 5일간 실시해 모든 실험군의 학습 능력을 균일하게 맞췄다.

이후 소음이 차단된 환경에서 하루 2시간씩 14일간 40㎐ 주파수 소리와 빛 자극을 줬다.

그 결과 공간 기억력을 평가하는 행동 검사에서 40㎐ 자극 군의 정답률이 71.46%로 치료를 받지 않은 대조군의 정답률 43.17%를 크게 앞질렀다.

뇌 해마 영역 정밀 분석 결과 그래프 [한림대춘천성심병원 제공. 재판매 및 DB 금지]

뇌 조직 분석에서도 의미 있는 변화가 확인됐다.

기억을 담당하는 뇌 부위인 해마에서 알츠하이머병의 주요 물질인 아밀로이드 베타 수치가 대조군 대비 청각 자극 군에서 약 3분의 1 수준으로 급감했다.

기억 형성에 중요한 신경전달물질인 아세틸콜린 농도는 대조군보다 시청각 복합 자극 군에서 유의미한 증가세를 보였다.

이는 감마 주파수 자극이 뇌 내 독성 단백질 축적을 억제하고 신경전달 체계 회복에도 긍정적으로 작용했음을 보여주는 결과다.

세포 단위에서도 보호 효과가 확인됐다. 뇌에서는 세포의 생존과 사멸을 조절하는 단백질들이 균형을 이루며 작동하는데, 40㎐ 소리와 빛 자극은 '세포 생존 균형'을 뇌세포 보호 방향으로 변화시키는 것으로 나타났다.

세포 사멸 억제 및 단백질 증가 확인 그래프 [한림대춘천성심병원 제공. 재판매 및 DB 금지]

병원은 이번 연구가 실제 환자의 대다수를 차지하는 후기 발병 산발성 알츠하이머병 모델을 활용했다는 점에서 기존 유전성 치매 모델 중심 연구들과 차별화된다고 강조했다.

비용 부담과 부작용 위험이 따르는 약물 치료의 한계를 넘어 소리와 빛이라는 비침습적 자극만으로도 뇌 기능 회복을 유도할 수 있다는 점을 처음으로 입증했다는 게 병원 측 설명이다.

연구팀은 이 같은 기술에 대한 특허를 등록해 독점적인 기술력을 확보했다.

연구팀은 앞으로 개인 맞춤형 스마트 치매 관리 시스템과 가정용 치료 기기 개발에 나설 방침이다.

손 교수는 16일 "40㎐ 감마 주파수의 감각 자극이 뇌의 콜린성 신경계를 활성화해 아밀로이드 축적을 억제하고 신경세포 손상을 방어한다는 사실을 과학적으로 규명했다"며 "이번 특허 등록은 환자가 일상에서 부작용 없이 안전하게 사용할 수 있는 표준화된 디지털 치료제 및 개인 맞춤형 스마트 치매 관리 시스템 개발의 핵심 교두보가 될 것"이라고 말했다.

한림대학교춘천성심병원 신경과 손종희 교수 [한림대학교춘천성심병원 제공. 재판매 및 DB 금지]

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