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초음파로 뇌졸중 후유증 고친다

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초음파로 뇌졸중 후유증 고친다

2018.09.10 12:01
한국과학기술연구원 바이오닉스연구단 김형민 박사와 백홍채 연구원이 뇌졸중 쥐에 초음파 자극을 통해 경과를 확인하고 있다. 한국과학기술연구원.
한국과학기술연구원 바이오닉스연구단 김형민 박사와 백홍채 연구원이 뇌졸중 쥐에 초음파 자극을 통해 경과를 확인하고 있다. 한국과학기술연구원.

미국 신경재활학회에 따르면 전 세계 뇌졸중 환자는 1500만 명에 달한다. 이 중 치료가 가능한 경우는 3분의 1 정도. 3분의 1은 사망에 이르며 나머지 3분의 1도 영구적 장애를 가지고 살아간다. 국내 연구진이 초음파를 이용한 뇌자극법을 개발했다. 동물실험 결과 뇌졸중 발병 후 발생하는 마비증상 치료에 실제로 효과가 있을 것으로 밝혀짐에 따라 임상시험을 거쳐 의료현장에 도입될 것으로 기대된다.

 

한국과학기술연구원(KIST) 의공학연구소 바이오닉스연구단 김형민 선임연구원팀은 저강도 집속초음파 뇌자극 기술을 이용, 소뇌의 특정 영역의 신경활성을 조절할 수 있는 기술을 처음으로 개발했다고 10일 밝혔다.

 

김 연구원팀은 뇌졸중의 경우 각종 독성물질로부터 뇌를 지키는 뇌장벽(BBB) 때문에 적절한 약물치료를 진행하기도 어렵다는 점을 감안해 약물이 아닌 다른 물리적 방법으로 뇌를 자극하는 방법을 개발했다. 초음파를 이용해 실험한 결과 뇌졸중에 의한 뇌신경 손상을 보상하고 편마비에 의한 운동장애를 치료할 수 있다는 사실을 처음으로 알아냈다.

 

김 연구원팀은 특히 소뇌에 집중했다. 급성 뇌졸중이 생길 경우, 병변과 거리가 있지만 기능적으로는 연결되어 있는 소뇌에서 이차적인 혈류 저하 및 대사저하가 관찰된다는 이전 연구들을 검토한 결과 ‘소뇌에 자극을 줄 수 있다면 위축된 기능적 회복을 돕고, 나아가 경색 부위로 연결되는 신경경로를 활성화 시킬 수 있다고 생각했다.

 

연구진은 뇌졸중으로 마비증세를 보이는 실험용 쥐의 소뇌를 저강도 집속초음파로 자극한 결과, 양쪽 앞다리에서 운동능력을 일부 회복하는데 성공했다. 4주 동안 초음파 자극을 받은 실험군이 대조군에 비해 향상된 운동 능력을 유지했으며, 뇌부종의 감소한다는 사실 역시 확인했다.

연구진은 이번에 개발한 기술은 뇌심부 영역의 수 mm 크기의 작은 영역을 선택적으로 자극할 수 있어, 향후 뇌신경 재활에서 효과적인 치료기술 개발을 위한 다양한 응용 연구가 가능할 것으로 기대하고 있다. 다만 이번 연구를 실제 치료에 이용하기 위해선 추가적인 연구를 거쳐 임상실험을 포함한 안전성 검증 역시 필요하다.

 

김형민 연구원은 “환자의 뇌손상 정도와 손상위치 등의 다양성을 고려하여, 최적의 효과 알아내기 위한 장기적인 추가 연구를 진행해 나갈 계획”이라고 밝혔다.

 

이번 연구결과는 재활 분야 최상위 국제학술지 ‘신경재활과 신경개선(Neurorehabilitation and Neural Repair)’ 최신호에 게재됐다.

 

뇌졸중 재활 목적의 소뇌 초음파자극 실험 모식도. 한국과학기술연구원 제공
뇌졸중 재활 목적의 소뇌 초음파자극 실험 모식도. 한국과학기술연구원 제공

 

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