과학자들이 지속적인 우울증 완화와 관련된 3가지 핵심 뇌 경로를 발견했습니다.

치료 저항성 우울증에 대한 뇌량하대상회(SCC) 심부뇌자극술의 성공에 중요한 세 가지 백질 다발: 대상회 다발(노란색), 소뇌겸자(빨간색), 그리고 내측 갈고리섬유/복측 편도체원심경로(파란색). 사진 제공: 송하늘

마운트 시나이 병원의 과학자들이 기존 치료법에 반응하지 않는 중증 우울증 환자에게 심부뇌자극술(DBS)을 시행했을 때 장기적인 증상 개선과 관련된 세 가지 중요한 뇌 연결 부위를 확인했습니다. 이번 발견은 연구자들이 이 실험적인 치료법을 더욱 정밀하고 효과적으로 만드는 데 도움이 될 수 있습니다.

10월 1일 미국 정신의학 저널 에 발표된 이 연구는 치료 저항성 우울증으로 인해 뇌량하 대상회 심부뇌자극술(SCC DBS)을 받은 환자들을 대상으로 여러 독립적인 코호트를 종합하여 지금까지 가장 큰 규모의 환자 집단을 조사했습니다.

연구진은 지속적인 개선 효과가 특정 백질 경로 세 가지, 즉 대상회 다발, 소뇌겸, 내측 갈고리섬유/복측 편도체원심경로에 도달하는 전기 자극과 일관되게 연관되어 있음을 발견했습니다.

이러한 연구 결과는 해부학적 기준점에 따라 전극 위치를 선택하는 대신, 뇌 연결망에 대한 상세한 지도를 활용하여 전극을 정확히 어디에 이식해야 하는지 결정하는 것이 더 효과적이라는 주장을 뒷받침합니다. 커넥톰 기반 타겟팅이라고 알려진 이 전략은 이미 진행 중인 애보트 TRANSCEND 임상 시험에 적용되어 있으며, 이 시험은 개별 뇌 연결망 지도를 사용하여 SCC DBS 치료를 안내하는 무작위 대조 연구입니다.

"이번 연구는 우울증에 대한 심부뇌자극술의 최적 결과를 얻기 위해 환자 개개인에 맞춘 수술적 표적 설정이 중요하다는 점을 강조합니다."라고 마운트 시나이 아이칸 의과대학 신경치료학 교수이자 내쉬 가족 첨단 회로 치료 센터 설립자인 헬렌 메이버그 박사는 말했습니다. "신경조절 치료에 대한 무작위 대조 임상시험에서 정확한 전극 배치와 의도한 뇌 표적 부위에 도달했는지 확인하는 것은 필수적인 첫 단계입니다. 어떤 환자가 이 특정 표적 자극으로부터 가장 큰 효과를 볼 가능성이 높은지에 대해서는 아직 배워야 할 것이 많지만, 환자에게 가장 적합한 치료법을 찾을 수 있도록 영상 기반 특징을 개발하는 것은 우리 연구의 핵심 목표입니다."

심부뇌자극술이 심각한 우울증을 치료하는 방법

치료에 잘 반응하지 않는 우울증 환자의 경우, 표준 치료법으로는 충분한 효과를 보지 못하고 있습니다. 연구진들은 심각하고 지속적인 증상을 겪는 사람들을 위한 치료법으로 심부뇌자극술을 연구하고 있습니다.

이 시술은 뇌 내부에 전극을 외과적으로 삽입하여 우울증과 관련된 회로에 제어된 전기 신호를 전달하는 방식입니다. 하지만 전극을 정확하게 위치시키는 것이 여전히 가장 큰 난제 중 하나입니다.

전기 자극은 이식된 전극에 가장 가까운 뇌 조직에만 영향을 미치는 것이 아닙니다. 서로 다른 뇌 영역을 연결하는 백질 경로를 통해 더 큰 신경망에도 영향을 줄 수 있습니다. 따라서 거의 동일한 위치에 전극을 이식한 두 환자라도 실제로 어떤 연결 부위가 자극되는지에 따라 매우 다른 결과를 경험할 수 있습니다.

마운트 시나이 병원과 에모리 대학교의 초기 연구는 이러한 네트워크의 중요성을 확립하는 데 도움이 되었습니다. 2014년부터 2023년 사이에 Biological Psychiatry , Molecular Psychiatry , Nature 에 발표된 연구에서 연구팀은 SCC DBS 치료의 성공과 관련된 백질 경로를 확인하고 뇌 연결성 지도를 사용하여 전극 배치 계획을 세우는 방법을 개발했습니다.

이번 연구는 다른 연구 센터에서 치료받은 환자들에게도 이러한 연결이 중요한지 여부를 확인하는 것을 목표로 했습니다. 또한, 자극이 도달하는 경로의 차이가 치료 효과를 보지 못한 환자들을 설명하는 데 도움이 될 수 있는지 알아보고자 했습니다.

지속적인 개선과 관련된 세 가지 두뇌 연결

이를 조사하기 위해 연구진은 BROADEN 임상시험과 SCC DBS가 처음 개발된 토론토 대학교의 환자 코호트를 포함한 여러 임상 연구의 정보를 검토했습니다.

연구팀은 이식된 전극에서 발생하는 전기장의 컴퓨터 모델과 뇌 연결성 지도를 함께 사용했습니다. 이를 통해 어떤 경로가 자극을 받았는지 추정하고, 서로 다른 환자 그룹 간의 자극 패턴을 비교할 수 있었습니다.

연구 결과는 지속적인 개선과 대상회 다발, 소뇌겸, 내측 갈고리섬유/복측 편도체원심경로 자극 사이에 일관된 상관관계가 있음을 보여주었습니다.

특히 주목할 만한 결과가 하나 있었습니다. 연구 참여 기관 전반에 걸쳐 2년 후에도 치료에 반응하지 않은 환자들은 좌측 대상회 다발에 대한 자극 반응이 부족한 것으로 나타났습니다.

연구진은 전극을 이동시켜 해당 경로에 도달하는 것이 환자들의 증상 개선에 도움이 되는지 여부를 조사하지는 않았습니다. 그럼에도 불구하고, 이 패턴은 겉보기에는 유사한 전극 배치에도 불구하고 왜 다른 결과가 나타나는지에 대한 가능한 설명을 제공합니다. 전극이 대략적인 위치는 적절하더라도 지속적인 증상 개선과 관련된 모든 연결을 활성화하지 못할 수 있다는 것입니다.

"이번 연구는 심부뇌자극술(DBS)에서 중요한 질문, 즉 단순히 뇌의 어느 부위를 자극해야 하는지가 아니라 그 부위 내에서 어떤 연결 고리를 활성화해야 하는지에 대한 해답을 제시합니다."라고 마운트 시나이 신경조절센터 소장인 브라이언 코펠 박사는 말했습니다. "우울증과 같은 신경망 장애의 경우, 자극이 우리가 조절하고자 하는 경로에 도달하는지 여부는 단 몇 밀리미터의 차이로 결정될 수 있습니다. 이러한 경로를 식별하고 재현성 있게 활성화함으로써 보다 정확한 수술 목표를 설정하고, 다른 조건이 유사한 전극 배치에도 불구하고 임상 결과가 다르게 나타나는 이유를 이해하는 데 필요한 틀을 마련할 수 있습니다."

보다 개인 맞춤형 우울증 치료를 향하여

이 세 가지 경로에 접근하는 것이 중요해 보이지만, 연구진은 전극 배치만으로는 환자의 호전 여부를 판단하기 어렵다고 강조합니다.

이번 연구는 자극을 받아야 할 뇌 연결 부위를 파악하는 데 집중했습니다. SCC DBS의 효과를 가장 잘 볼 수 있는 환자를 판별하고 치료 과정에서 전기 자극을 어떻게 조절해야 하는지 알아내기 위해서는 추가 연구가 필요합니다.

뇌 영상 데이터에도 한계가 있었습니다. 개인의 백질 연결에 대한 정보를 제공할 수 있는 확산 자기공명영상(DMI) 스캔을 모든 참가자에게서 얻을 수 있었던 것은 아닙니다. 따라서 분석의 상당 부분은 각 환자에게 특화된 연결성 지도가 아닌 일반화된 뇌 연결성 지도를 사용했습니다.

에모리 환자 그룹의 경우, 연구진은 일반화된 연결성 지도에서 얻은 결과와 개별 확산 영상에 기반한 결과를 비교할 수 있었습니다. 두 접근 방식 모두 일관된 결과를 보여주었으며, 이는 확인된 경로의 중요성을 더욱 뒷받침합니다. 그러나 환자 맞춤형 영상의 가치를 확립하기 위해서는 더 많은 연구가 필요합니다.

향후 연구에서는 백질 무결성 및 기능적 연결성을 포함한 추가적인 뇌 영상 측정값이 적합한 환자를 식별하고, 전극 배치를 개선하며, 치료 설정을 안내하는 데 도움이 될 수 있는지 살펴볼 것입니다.

"이번 연구 결과는 이러한 백질 경로를 정확하게 자극하는 것이 지속적인 치료 효과를 얻기 위한 중요한 첫걸음임을 보여줍니다."라고 마운트 시나이 첨단 회로 치료 센터의 영상 코어 리더이자 이번 연구의 교신 저자인 최기승 박사는 말했습니다. "다음 단계는 이러한 경로를 따라 나타나는 비정상적인 기능적 및 구조적 뇌 상태를 규명하여 정밀 의학을 위한 환자 맞춤형 자극 매개변수(진폭, 주파수, 펄스 폭 등)를 설정하는 데 필요한 보다 상세한 모델을 구축하는 것입니다."

점점 더 세밀해지는 뇌 지도와 개인 맞춤형 자극 설정을 결합함으로써, 과학자들은 왜 어떤 사람들은 지속적인 증상 완화를 경험하는 반면 다른 사람들은 그렇지 않은지 더 잘 이해하고자 합니다. 이번 연구 결과는 중증 우울증에 대한 보다 효과적인 치료법 개발을 향한 또 다른 진전이지만, 이러한 접근법이 치료 결과를 얼마나 개선할 수 있는지 확인하기 위해서는 추가적인 임상 연구가 필요합니다.

연구 자금 지원 및 공개 정보

본 연구는 미국 국립보건원 BRAIN 이니셔티브의 UH3NS103550 보조금, Hope for Depression Research Foundation, 그리고 DANA Foundation의 지원을 받았습니다.

애보트의 신경조절 사업부는 BROADEN 임상 시험 데이터를 제공했지만, 이번 연구의 설계 또는 분석에는 참여하지 않았습니다.

이해충돌 공개: 브라이언 코펠 박사는 애보트 연구소의 유료 컨설턴트로 재직 중입니다.

헬렌 메이버그 박사는 특정 뇌 영역(뇌량하대상회)에 심부뇌자극(DBS)을 적용하여 치료 저항성 우울증을 치료하는 방법의 공동 발명자로 등재되어 있습니다. 이 방법은 애보트 연구소에 라이선스되었습니다. 메이버그 박사는 이 기술과 관련하여 기능성 신경과학 연구소로부터 로열티를 받았으며, 향후 추가 지급금을 받을 자격이 있습니다. 또한, 그녀는 애보트 연구소의 우울증 치료를 위한 DBS 임상 시험과 관련하여 유료 컨설턴트로 활동하고 있습니다.

최기승 박사와 Martijn Figee 박사는 Abbott Laboratories의 유급 컨설턴트이기도 합니다.

메이버그 박사, 코펠 박사, 그리고 최 박사는 우울증에 대한 심부뇌자극술에서 최적의 전극 위치를 식별하는 기술에 관한 특허 출원에 공동 발명자로 등재되어 있습니다. 이 특허 출원은 마운트 시나이 병원을 통해 제출되었으며, 해당 기술은 아직 라이선스가 부여되지 않았습니다. 그러나 이 접근법은 TRANSCEND 임상 시험에 사용되었습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2026/10/261017230021.htm