과학자들은 알츠하이머병을 예측할 수 있는 뇌의 숨겨진 맥박을 발견했습니다.

Guo 외 연구진은 7테슬라에서 새로운 MRI 기술을 제시하여 피질 및 백질 영역에 걸친 뇌 미세혈관 체적 맥동의 1차 층 해상도 매핑을 가능하게 했습니다. 출처: Stevens INI

USC 케크 의대 마크 앤 메리 스티븐스 신경영상 및 정보학 연구소(Stevens INI)의 과학자들은 뇌의 가장 작은 혈관들이 심장 박동에 맞춰 어떻게 박동하는지 포착하는 선구적인 뇌 영상 기법을 개발했습니다. 이러한 미묘한 움직임은 노화와 알츠하이머병과 같은 질환에 대한 중요한 통찰력을 제공할 수 있습니다.

Nature Cardiovascular Research 에 게재된 이 연구는 살아있는 사람의 미세 혈관이 규칙적으로 부풀었다가 수축하는 "미세혈관 체적 맥박"을 측정하는 최초의 비침습적 접근법을 제시합니다. 초고자장 7T 자기공명영상(MRI)을 이용하여 연구진은 이러한 미세혈관 맥박이 나이가 들면서, 특히 뇌의 심부 백질에서 더욱 강해진다는 것을 발견했습니다. 이 영역은 뇌 네트워크 간의 소통에 필수적이지만, 심장에서 신체 가장 바깥쪽으로 혈액을 운반하는 원위 동맥의 혈류 감소에도 취약합니다. 이러한 맥박이 강해짐에 따라 뇌 기능을 방해하고 기억력 감퇴와 알츠하이머병 진행에 영향을 미칠 수 있습니다.

"동맥 박동은 뇌의 자연 펌프와 같아 체액을 이동시키고 노폐물을 제거하는 데 도움을 줍니다."라고 케크 의대 신경과 및 영상의학과 교수이자 이 연구의 수석 저자인 대니 JJ 왕 박사는 말했습니다. "이 새로운 방법을 통해 최초로 사람에게서 미세 혈관의 부피가 노화와 혈관 위험 요인에 따라 어떻게 변하는지 확인할 수 있었습니다. 이는 뇌 건강, 치매, 그리고 소혈관 질환 연구에 새로운 지평을 열었습니다."

과학자들은 대동맥의 경직과 과도한 맥박이 뇌졸중, 치매, 그리고 소혈관 질환과 관련이 있다는 사실을 오랫동안 인지해 왔습니다. 그러나 지금까지 동물 연구에 국한된 침습적 시술을 사용하지 않고는 뇌의 가장 작은 혈관에서 이러한 리듬 변화를 관찰하는 것은 거의 불가능했습니다.

이를 극복하기 위해 USC 연구팀은 혈관 공간 점유도(VASO)와 동맥 스핀 표지(ASL)라는 두 가지 첨단 MRI 기술을 결합하여 심장 주기 전반에 걸쳐 미세혈관 용적의 미묘한 변화를 모니터링했습니다. 연구 결과, 고령자는 젊은 사람에 비해 심부 백질에서 미세혈관 박동이 더 강하며, 고혈압은 이러한 효과를 더욱 심화시키는 것으로 나타났습니다. "이번 연구 결과는 대혈관 영상에서 관찰되는 것과 노화 및 알츠하이머병에서 관찰되는 미세혈관 손상 사이의 연결 고리를 제공합니다."라고 왕 교수 연구실의 박사후 연구원인 주저자 판화 궈 박사는 말했습니다.

과도한 혈관 박동은 최근 발견된 뇌의 "글림프계"를 교란시킬 수도 있습니다. 글림프계는 알츠하이머병에서 축적되는 단백질인 베타 아밀로이드와 같은 노폐물을 제거하는 신경망입니다. 시간이 지남에 따라 이러한 체액 순환 장애는 인지 기능 저하를 가속화할 수 있습니다.

스티븐스 INI 소장인 아서 W. 토가 박사는 "생체 내에서 이러한 미세한 혈관 맥박을 측정할 수 있게 된 것은 매우 중요한 진전입니다."라고 말했습니다. "이 기술은 뇌 노화에 대한 이해를 증진시킬 뿐만 아니라 신경퇴행성 질환의 조기 진단 및 모니터링에도 큰 가능성을 제시합니다."

연구진은 이 방법을 보다 널리 사용되는 3T MRI 스캐너를 포함한 광범위한 임상 용도로 어떻게 적용할 수 있을지 연구하고 있습니다. 향후 연구에서는 미세혈관 체적 맥박이 인지 기능 결과를 예측하는지, 그리고 알츠하이머병 및 관련 질환의 조기 개입을 위한 바이오마커 역할을 할 수 있는지 여부를 검증할 예정입니다.

"이건 시작에 불과합니다."라고 왕 박사는 말했다. "저희의 목표는 이 연구를 연구실에서 임상으로 옮겨, 치매 위험에 처한 수백만 명의 사람들을 위한 진단, 예방, 그리고 치료 전략을 수립하는 데 도움을 주는 것입니다."

연구에 관하여

왕 외에도 이 연구의 다른 저자로는 스티븐스 INI의 판화 과오, 천양 자오, 친양 쇼우, 케이 얀, 싱펭 샤오, 그리고 지멘스 헬스케어의 닝 진이 있습니다.

이 연구는 미국 국립보건원(NIH)의 UF1-NS100614, S10-OD025312, R01-600 NS114382, R01-EB032169, RF1AG084072, R01-EB028297, R01-NS134712, R01-NS121040 연구비 지원을 받았습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/10/251014014418.htm