뇌 신호로 스스로 조절하는 뇌심부자극, 파킨슨병 증상 개선 효과 확인

 

 

파킨슨병 증상을 조절하기 위해 오랫동안 사용돼 온 뇌심부자극술이 환자의 뇌 활동에 따라 스스로 조절되는 방식으로 진화하며 새로운 가능성을 보여주고 있다. 미국 국립보건원의 지원을 받은 소규모 타당성 연구에서, 뇌 신호를 실시간으로 분석해 자극 강도를 조절하는 적응형 뇌심부자극이 기존 방식보다 증상 완화에 더 효과적인 것으로 나타났다.

 

뇌심부자극술은 뇌 특정 부위에 전극을 삽입해 전기 자극을 전달함으로써 파킨슨병의 떨림이나 운동 저하를 완화하는 치료법이다. 기존 치료는 일정한 강도의 자극을 지속적으로 제공하는 방식으로, 뇌 상태 변화에 즉각적으로 대응하지 못해 부작용이나 잔존 증상이 남는 경우가 있었다. 이에 비해 적응형 뇌심부자극은 환자의 뇌에서 발생하는 신호를 분석하고, 기계 학습 기술을 활용해 자극 강도를 실시간으로 조정한다.

 

이번 연구에는 기존 뇌심부자극 치료를 받고 있던 파킨슨병 환자 4명이 참여했다. 연구진은 각 환자에게서 기존 치료로도 가장 불편하게 남아 있던 증상을 확인한 뒤, 기존 자극 방식과 적응형 자극 방식을 번갈아 적용해 효과를 비교했다. 자극 방식은 며칠 간격으로 교체됐으며, 환자들은 어떤 치료를 받고 있는지 알지 못한 상태에서 일상생활을 이어갔다.

 

분석 결과, 적응형 뇌심부자극은 기존 방식에 비해 각 환자의 가장 불편한 증상을 평균적으로 약 50% 정도 더 개선했다. 특히 참가자 가운데 세 명은 치료 방식을 고지받지 않았음에도 증상 변화만으로 적응형 자극이 적용되고 있음을 알아차릴 정도로 차이를 느꼈다. 연구진은 이러한 결과가 환자 맞춤형 자극 조절의 잠재력을 보여준다고 평가했다.

 

연구진은 이전 연구에서 개발한 폐쇄형 뇌심부자극 시스템과 일상생활 중 뇌 신호 기록 기술을 결합해 이번 연구를 진행했다. 다만 기존 자극이 뇌 신호 자체를 변화시켜 초기 예상 신호가 사라지는 문제가 발생했고, 이를 해결하기 위해 데이터 기반 분석을 통해 새로운 제어 신호를 찾아내야 했다. 이러한 과정은 적응형 치료 개발의 기술적 난이도를 보여주는 동시에, 향후 자동화의 필요성을 시사한다.

 

연구진은 적응형 뇌심부자극이 특히 레보도파 고용량 치료가 필요한 환자에게 도움이 될 수 있다고 설명했다. 약물 농도 변화에 따라 자극 강도를 조절함으로써 증상 변동을 완화할 수 있기 때문이다. 다만 현재는 장치 설정에 고도의 전문성이 필요해 접근성이 제한적이며, 이를 개선하기 위한 추가 연구가 필요하다는 점도 함께 제시됐다.

 

이번 연구는 적응형 뇌심부자극이 파킨슨병 치료의 새로운 방향이 될 수 있음을 보여주는 초기 단계 성과로 평가된다. 연구진은 향후 더 많은 환자를 대상으로 한 연구를 통해 장기 효과와 실제 임상 적용 가능성을 검증할 계획이다.