뇌 신호에 반응하는 맞춤형 뇌심부자극, 파킨슨병 치료 새 단계

 

파킨슨병 치료에 25년간 활용돼 온 뇌심부자극술이 한 단계 진화한 새로운 방식으로 주목받고 있다. 기존에는 일정한 전기 자극을 지속적으로 전달하는 방식이 사용됐지만, 최근 연구에서는 환자의 뇌 신호를 실시간으로 감지해 자극을 조절하는 완전 이식형 적응형 뇌심부자극 시스템이 처음으로 사람에게 적용됐다. 이번 연구는 미국 국립보건원의 뇌연구 혁신 이니셔티브와 신경계질환연구소의 지원을 받아 수행됐다.

 

뇌심부자극술은 뇌의 특정 부위에 전극을 삽입해 전기 신호를 전달함으로써 파킨슨병의 운동 증상을 완화하는 치료법이다. 전통적인 방식은 기저핵 부위에 일정한 자극을 지속적으로 제공하지만, 이 과정에서 이상운동증과 같은 부작용이 나타날 수 있어 전문 의료진이 반복적으로 자극 강도를 조정해야 했다. 새롭게 개발된 시스템은 이러한 한계를 보완하기 위해 자극을 고정적으로 주는 대신, 뇌 상태에 따라 자동으로 조절하는 방식을 채택했다.

 

이번 연구에서 사용된 장치는 뇌 자극과 동시에 뇌 활동을 감지할 수 있도록 설계됐다. 연구진은 운동 조절에 중요한 역할을 하는 대뇌 운동피질에 전극을 추가로 삽입해 뇌 신호를 실시간으로 수집했다. 이 신호는 장치 내부에 탑재된 프로그램으로 전달돼, 이상운동증과 연관된 특정 뇌 활동 패턴이 감지되면 자극을 줄이고, 해당 신호가 없을 때는 자극을 다시 늘리는 방식으로 작동했다.

 

단기 타당성 임상시험에는 파킨슨병 환자 2명이 참여했다. 연구진은 적응형 자극 방식과 기존의 일정 자극 방식이 운동 증상 개선 측면에서 유사한 효과를 보인다는 점을 확인했다. 의사와 환자 모두에서 운동 기능 개선 정도에 차이를 느끼지 못했으며, 새로운 시스템은 지속적인 자극이 필요하지 않아 기존 방식 대비 약 40%의 배터리 에너지 절감 효과도 나타냈다.

 

이번 연구 기간이 짧아 이상운동증 발생 빈도 자체를 직접 비교하기에는 한계가 있었지만, 연구진은 자극을 상황에 따라 조절하는 방식이 장기적으로는 부작용 감소로 이어질 가능성이 있다고 보고 있다. 특히 자극 부위와 떨어진 운동피질에서 신호를 감지함으로써, 자극 전류에 의한 간섭 없이 보다 안정적인 피드백을 얻을 수 있다는 점이 장점으로 꼽힌다.

 

파킨슨병 환자 중에는 자극 강도를 조금만 높여도 이상운동증이 발생하는 경우가 적지 않아, 적절한 자극 수준을 유지하는 것이 쉽지 않다. 연구진은 이러한 상황에서 적응형 뇌심부자극 시스템이 보다 정밀하고 개인화된 치료 대안이 될 수 있다고 설명했다. 다만 실제 임상 적용을 위해서는 더 많은 환자를 대상으로 한 장기 추적 연구가 필요하다는 점도 함께 강조됐다.

 

연구진은 이번 결과를 토대로 향후 대규모 임상시험을 계획하고 있으며, 적응형 뇌심부자극이 파킨슨병 환자의 일상 기능 개선과 부작용 감소에 어떤 영향을 미치는지 본격적으로 검증할 예정이다.