뇌파 변조 '경두개 교류전기 자극술' 노인 기억력 개선효과 포착
뇌파 변조 '경두개 교류전기 자극술' 노인 기억력 개선효과 포착
  • 원종혁 기자
  • 승인 2022.08.26 16:58
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4일간 1회 20분 뇌 특정 영역에 전기 자극 "단기 및 장기기억 개선 확인"
출처: 국제학술지 Nature Neuroscience 웹페이지.

뇌에 미세한 전류를 흘려보내 뇌파를 변조시키는 '경두개 교류전기 자극술(Transcranial alternating current stimulation, 이하 tACS)'이 노인의 기억력 개선에 치료적 효과가 있다는 최신 연구 결과가 나왔다. 

4일간 연속적으로 1회 20분 동안 자극술을 받은 노인들의 경우, 최소 1개월은 장·단기 기억력이 증진되는 혜택이 관찰됐기 때문이다.

노인층 연령을 대상으로 tACS의 기억력 개선효과를 평가한 연구 결과는 국제학술지 'Nature Neuroscience' 8월 22일자 온라인판에 게재됐다.

책임저자인 미국 보스턴대학 인지영상센터 Robert Reinhart 박사는 "데이터 분석 결과 자극술의 효과는 일단 큰 것으로 나타났다"며 "임상참가자의 85~90%가 자극술 이후 기억력 개선이란 혜택을 경험했다"고 밝혔다.

◆뇌 영역에 따라 전기 자극 주파수 구분…"4 Hz 단기기억, 60 Hz 장기기억 개선"

연구를 살펴보면, 임상에는 65세~88세 연령의 노인 150명이 등록됐으며 대부분은 전형적인 기억상실 또는 경도인지장애를 가지고 있었다. 이들 참가자가 착용한 모자에는 내장된 전극을 설치해 일정 전류 자극을 보낼 수 있도록 했다.

관건은 두 개의 특정 뇌 영역을 표적으로 주파수 자극을 달리했다는 부분이다. 하두정엽 피질(inferior parietal cortex)에는 4 Hz의 낮은 주파수를 흘렸고, 배외측 전전두엽 피질(dorsolateral prefrontal cortex)에는 60 Hz의 주파수를 보냈다. 

그 결과, 하두정엽 피질을 표적으로 4 Hz의 낮은 주파수를 보냈을 경우 장기기억을 바꾸지 않고 선택적으로 작업(단기)기억을 향상시켰다. 더불어 배외측 전전두엽 피질에 60 Hz 주파수로 자극을 주자 단기기억을 변경시키지 않고 장기기억을 개선한 것으로 관찰됐다.

연구팀은 "공간적 위치와 전기 자극의 빈도에 따라 단기기억이나 장기기억을 별도로 향상시킬 수 있다"며 "이러한 기억력 개선속도와 유지기간은 개인별로 치료에 얼마나 잘 반응하는지에 따라 다를 수 있다"고 설명했다.

아울러 연구시작 당시 인지 능력이 가장 낮은 참가자들에서 자극술 1개월 후 가장 높은 기억력 개선혜택이 확인됐다.

연구팀은 "경두개 교류전기 자극을 이용하는 중재술의 혜택은 더 심각한 기억력 장애로 고통받는 알츠하이머병 환자를 대상으로 한 임상진입에 근거를 제시한다"며 "자극술 시행과정에서 보고된 중증 부작용은 없었으며 환자들이 충분히 견딜 수 있는 수준이었다. 비약물치료 전략으로 기대가 크다"고 언급했다.

다만 논문에 따르면, 임상참가자들에서는 전기 자극이 시작될 때 30~60초와 자극술이 끝날 때 30~60초 동안 약간의 가려움증과 따끔거림을 경험한 것으로 보고했다.

Reinhart 박사는 "자극술의 효과가 1개월 이상 지속되는지 여부를 조사하고 뇌 자극에 따른 기억력 개선의 기능적 결과를 평가하기 위해 추가연구를 계속할 예정"이라며 "단순히 실험실적 결과가 아닌 리얼월드 평가를 준비할 필요가 있다"고 전했다.

<논문> Grover, S., Wen, W., Viswanathan, V. et al. Long-lasting, dissociable improvements in working memory and long-term memory in older adults with repetitive neuromodulation. Nat Neurosci (2022). https://doi.org/10.1038/s41593-022-01132-3.


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