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'오늘은 몇시쯤부터 아프려나'…통증 바이오리듬 예측 모델 나왔다

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'오늘은 몇시쯤부터 아프려나'…통증 바이오리듬 예측 모델 나왔다

2019.07.12 14:44
미국 연구팀이 통증에서 ′바이오 리듬′을 찾아 통증 완화제를 개발할 실마리를 찾았다. 신경통 등 만성통증 예측해 치료효과 높일 전망이다. 게티이미지뱅크 제공
미국 연구팀이 통증에서 '바이오 리듬'을 찾아 통증 완화제를 개발할 실마리를 찾았다. 신경통 등 만성통증 예측해 치료효과 높일 전망이다. 게티이미지뱅크 제공

미국 과학자들이 통증이 주기적으로 나타나는 '바이오 리듬'을 찾아 예측하는 방법을 처음으로 개발했다. 

 

제니퍼 크로델 미국 뉴욕대 수학과 박사후연구원과 메건 하겐아우어 미국 미시간대 분자및행동신경과학연구소 박사후연구원팀은 하루 동안 느껴지는 통증도 물질대사나 집중력처럼 리듬 같은 패턴이 있다는 사실을 알아내, 이것을 시뮬레이션하는 수학모델을 만들어 국제학술지 '플로스 컴퓨터생명과학' 11일자에 발표했다.

 

신체 일부분을 콕콕 찌르는 듯한 신경통이나, 외부 상처로 인해 욱신욱신 쑤시는 통증 등은 낮에는 조금 나아지는 듯 싶다가도 한밤중에 참을 수 없을 만큼 심해지기도 한다. 특히 류마티즘이나 섬유근육통, 신경통처럼 통증을 지속적으로 느끼는 환자들에게는 고통이 배가 된다.

 

연구팀은 하루 중 변화하는 통증 세기도 물질대사나 주의력처럼 일종의 리듬 같은 패턴을 가졌을 것으로 추측했다. 그리고 사람의 척수등뿔이 통증을 느낄 때 투사뉴런과 억제성 인터뉴런, 자극성 인터뉴런 등 세 가지 뉴런이 활성화하는 패턴을 관찰해 시간에 따른 변화를 분석했다. 투사 뉴런은 뇌의 다른 영역까지 뻗어 신경망을 이루며, 인터뉴런은 뉴런과 뉴런 사이를 연결해 정보를 전달하는 역할을 한다.   

 

그 결과 통증이 시간에 따라 리듬적인 패턴을 갖고 세기가 달라진다는 결과가 나왔다. 실제로 대부분 사람들이 느끼는 것처럼 대개 늦은 오후에 통증이 약해졌다가 한밤중에 가장 세졌다. 연구팀은 이 데이터를 토대로 통증 세기 변화를 시뮬레이션할 수 있는 수학모델을 만들었다. 이 모델을 이용하면 환자 본인이 느끼는 것보다 훨씬 민감하게 통증 변화를 예측할 수 있다.  
 
연구를 이끈 크로델 박사후연구원은 "이 모델을 이용해 질병마다 통증이 나타나는 패턴을 분석하거나 통증을 효과적으로 완화하는 치료법을 개발할 수 있을 것"이라고 기대했다. 예를 들면 가장 적절한 시간에 진통제를 먹게해 통증을 낮추는 효과를 높일 수 있다. 

 

다만 통증은 생리적인 현상이기 때문에 개인에 따라 세기나 패턴이 조금씩 달라진다. 크로델 박사후연구원은 "추후 수면 부족이나 시차로 인한 피로 등 통증 세기에 영향을 미칠 수 있는 다양한 변수를 넣어, 훨씬 민감한 시뮬레이션 모델을 개발할 계획"이라고 밝혔다.

 

기상한 지 8시간 후와 20시간 후에 척수등뿔의 각 뉴런이 느끼는 통증의 변화. 늦은 오후(8시간 후)보다 한밤 중(20시간 후)일 때 통증이 더 큰 것으로 나타났다.
기상한 지 8시간 후와 20시간 후에 척수등뿔의 각 뉴런이 느끼는 통증의 변화. 늦은 오후(8시간 후)보다 한밤 중(20시간 후)일 때 통증이 더 큰 것으로 나타났다. 플로스 컴퓨터생명과학 제공
연구팀이 개발한 모델로 통증 변화를 예측한 결과와, 실제로 사람이 느낀 통증의 변화가 서로 비슷하게 나타났다. 플로스 컴퓨터생명과학 제공
연구팀이 개발한 모델로 통증 변화를 예측한 결과와, 실제로 사람이 느낀 통증의 변화가 서로 비슷하게 나타났다. 플로스 컴퓨터생명과학 제공

 

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