인구고령화에 의한 뇌질환 문제는 우리나라를 포함한 많은 국가들이 당면하고 있는 문제이며, 노인 인구의 증가로 각종 뇌관련 질환 및 의료비가 증가하는 추세이다. 이에 따라 세계적으로 뇌에 대한 연구가 확대되고 있으며, 퇴행성 뇌질환의 조기 발견 및 치료를 위한 대규모 투자가 늘어나고 있다.

퇴행성 뇌질환 조기 진단 및 치료제 개발 중요
사람 뇌심부에 위치한 기저핵 장애 뇌질환은 알츠하이머 등과 함께 치료제가 아직 개발되지 않은 대표적인 퇴행성 뇌질환으로, 최대한 조기에 병의 진행을 늦추거나 막는 것이 중요하다. 대표적인 예인 파킨슨병은, 떨림, 근육 강직, 서동, 보행장애 등의 4대 운동증상을 바탕으로 임상적인 진단이 이루어지지만 정상적인 노화과정에 발생하는 운동장애와 감별이 어려울 때가 있고 운동증상외의 피로감, 우울증 및 수면장애와 같은 비운동증상의 호소로 인해 정신적인 문제로 오인되는 경우가 흔하게 발생하는 등 조기 진단이 어려움이 있다.
또한, 대부분 약물 치료를 하여 증상을 안정시키려 하지만 지속적으로 증상이 악화되는 것을 막을 수 있는 방법은 현재까지는 없으며 약물치료의 부작용이 발생하거나 약물치료로 호전이 안되거나 악화되는 증상이 발생하는 진행된 병기에서는 뇌심부자극술을 시행하여 약물치료와 함께 전기적 자극 치료를 병행하여 치료하는 것이 현재 가장 최선의 치료로 되어있는 것이 현실이다.
퇴행성 뇌질환의 조기 진단은 치료제의 개발과 함께 해결이 시급한 미충족 의료수요로 중요한 이슈가 되고 있다. 또한, 발병 유무를 미리 확인함으로서 앞으로 발생하게 될 치료과정을 미리 대비하는 한편, 경제적 부담에 대처와 남은 여생에 대한 계획 수립을 위한 시간을 마련할 수 있도록 도울 것이라는 기대로, 의료 현장에서는 매우 중요한 의료 수요로 인식하고 있다.

뇌 질병 치료·예방위한 뇌지도 작성 연구 현황
최근 주요 선진국에서는 국가적인 대형 뇌연구 프로젝트를 통해, 뇌회로 차원에서 정밀하고 종합적으로 뇌를 이해하기 위해 다양한 정보가 통합된 뇌지도를 작성하려는 노력을 기울이고 있다. 미국은 2013년부터 `BRAIN 이니셔티브` 프로젝트(10년간 30억 달러 규모)를 통해, 인간 뇌 활동을 이해함으로써 알츠하이머 증후군, 자폐증, 간질, 정신적 외상에 따른 뇌 손상 등 각종 뇌 질병을 치료ㆍ예방하기 위한 뇌지도 작성 연구를 진행 중에 있다. 유럽연합은 2013년부터 인간 뇌 프로젝트(10년간 12억 유로)를 통해, 인간 뇌의 컴퓨터시뮬레이션을 목표로 이를 위한 뇌지도 작성 연구를 추진 중이며, 일본은 감정 관련 신경활동 이해를 목표로 중국은 지능기술 개발 및 뇌질환 극복을 목표로 영장류 뇌지도를 작성하기 위한 프로젝트(각각 약 300억원, 미정)를 진행 중에 있다.
선진국에 비해 다소 늦었지만 우리나라도 2013년부터 국가 연구개발(R&D) 사업과 정부출연연구기관(출연연)의 고유 사업으로 뇌지도 작성기술 관련 연구를 수행해오고 있다. 하지만, 개별 기관에서의 독자적인 기술 개발에만 그치고 있어, 선진국의 경우처럼 국가 중심의 대형 프로젝트를 통해 국내 뇌연구 분야의 발전을 도모할 필요가 있다.

다양한 영상을 통합 활용하는 연구 필요
우리가 대학병원에 가면 흔하게 볼 수 있는 자기공명영상촬영시스템 MRI(Magnetic Resonance Imaging)나 양전자단층촬영시스템 PET(Positron Emission Tomography) 같은 의료영상장비를 통해 뇌의 구조 및 기능을 쉽게 볼 수 있다. 사람의 뇌를 비침습적인 방법으로 촬영할 수 있는 이 영상기기들은 퇴행성 뇌질환의 연구에서 필수적인 수단으로 인식되고 있어, 이를 이용한 퇴행성 뇌질환의 조기 발견 및 치료를 위한 영상 기법 연구가 활발히 이루어지고 있다.
이와 같은 비침습적 뇌영상법은, 뇌질환 초기의 미세한 구조적 변화 및 병리 소견을 감지하고 병의 단계 및 중증도에 따른 변화를 반영할 수 있는 영상 바이오마커 또는 임상적 증상이 나타나기 전에 관찰이 가능한 영상 바이오마커의 개발, 그리고 치료를 위한 신약 후보 물질의 검증 등을 중심으로 뇌질환 조기진단 및 치료를 위한 임상 연구를 선도해왔으며, 이를 뒷받침하기 위해 적절한 영상 표적(target) 발굴과 영상기술의 개발, 영상기법의 최적화 및 프로토콜 확립 등의 연구가 활발히 진행되어 오고 있다.
최근 단독 영상의 한계를 극복하거나 개별 영상으로는 얻을 수 없는 시너지를 얻기 위한 융합 영상 (예, MRI+PET) 혹은 다기능 영상이 많은 연구자들의 관심을 받고 있다. 하지만, 가능한 영상의 종류에 비해 융합 활용되는 영상의 종류가 아직은 상당히 제한적인 상황으로, 다양한 영상을 통합 활용하는 방법에 대한 연구가 필요하다. 

뇌질환 극복위해 뇌 동작 이해하려는 연구 활발
국소 영역의 구조 변화나 기능 활성화 등을 관찰하던 연구 방식에서 벗어나 최근에는 네트워크 이론을 통해 뇌영역간 연결성을 살펴봄으로써 뇌의 동작을 이해하려는 연구들이 늘어나고 있다. 이러한 이유로, 동물 또는 인간 뇌 연구에서는 고해상도의 비침습적 융합영상기기의 발전이 필수적이며, 국내에서도 이러한 영상기기의 원천기술 개발을 위해 초고자장 MRI와 고해상도 PET의 융합시스템 개발 연구가 진행되고 있다.
따라서 향후 가까운 미래에 최첨단 비침습적 뇌영상기기를 이용한 구조적, 기능적, 분자적 뇌영상들을 기반으로, 사람의 뇌신경회로망 매핑 및 뇌 네트워크 분석이 가능해, 기저핵 장애에 대한 이해 향상 및 진단/치료제 연구개발에 있어 탄력을 받을 것으로 기대된다.

가천의대 백현만 교수

문의 02-2606-3696(10단지)
     02-2061-3680(5단지)
(※ 목동 로드맵학원에서 주관하는 ‘청소년을 위한 재미있는 뇌과학이야기’ 초청연사)

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