보건타임즈 : 조현병, 뇌 시상의 '미세구조 감소'가 원인?

MRI 통한 '질병예측이나 치료반응 지표'로 활용 기대

[보건타임즈] 뇌 시상 부분의 '미세구조 감소'가 조현병의 원인과 연관이 있다는 연구결과(논문)가 나왔다.

'시상'은 뇌의 여러 부위를 연결, 조절하는 '허브'역할을 한다고 알려져 있다.
뇌의 미세구조란 세포와 세포내부의 복잡성을 의미한다.
미세구조는 뇌가 진화하는 만큼 발달하는 서로 밀접한 비례관계에 있다.(위 그림 참조)
즉 뇌의 미세구조는 특정 뇌 부분의 크기를 뜻하는 용적과 달리 세포간의 밀집정도를 의미한다.

권준수 교수

조강익 연구원

서울대병원 정신건강의학과 권준수 교수연구팀(1저자 조강익 연구원)은 조현병 초기 환자들의 자기공명영상(MRI)을 분석한 결과 뇌의 시상 미세구조 감소가 질병과 관련이 있다고 3일 밝혔다.

시상은 뇌의 5개 부분 중 하나인 간뇌의 대부분을 차지하는 부분을 가리킨다.(그림)
겉으론 두 개의 작은 타원형으로 구성돼 있으며 이것이 좌우 대뇌반구에 하나씩 자리 잡고 있다. 주 기능은 여러 수용기에서 대뇌피질로 전도되는 감각의 임펄스를 중계하는 역할을 수행한다.
시상은 각종 수용기로부터 신경충격을 대뇌피질로 전달하며 이곳에서 신경충격은 깨어 있는 동안 촉각·통증·온도 등의 적절한 감각을 감지한다.

지금까지 조현병에서 시상의 용적이나 다른 부위와 연결성 감소가 원인될 수 있을 것이란 꾸준히 보고돼왔지만, 시상 내부 미세구조 변화에 대한 것은 아직 구체적으로 밝혀진바 없었다.

이에 연구팀은 발병 1년 미만의 조현병 환자들을 상대로 뇌의 구조를 살피는 최신 MRI 촬영기법(T1-weighted MRI)과 기존의 T1-weighted MRI로선 시상을 핵으로 나눠 내기가 어려운 물 분자의 '분산 방향'을 측정할 수 있는 'DTI(diffusion tensor imaging)', 물 분자의 '분산 분포'를 측정할 수 있는 'DKI(diffusion kurtosis imaging)'을 적용, 시상 핵들의 미세구조를 나타내는 확산첨도를 계산한 뒤 이를 정상대조군과 비교했다.

DKI(diffusion kurtosis imaging)는 구조들의 확산첨도를 확인할 수 있다.
이 확산첨도는 미세구조의 복잡성을 의미한다.

이 결과, 초기 조현병 환자들의 시상에서 미세구조가 감소돼있는 것으로 나타났다.(위 그림 참조)
이들은 정상대조군에 비해 안와전두피질과 높은 연결을 보이는 시상의 '등쪽안쪽핵'과 측두엽과 높은 연결을 보이는 시상의 '베개핵'의 확산첨도가 8~9% 정도가 감소한 것으로 확인됐다.
특히 이 미세구조 감소를 보인 시상 부위는 피질과 연결에 중요한 핵들로 밝혀져 있다는 게 연구팀의 설명이다.

뇌세포 미세구조는 뇌가 발달할수록 복잡해진다.
이들의 감소는 뇌세포 간 신경전달 능력을 감소시킬 가능성이 있다.
연구에선 시상의 미세구조 감소가 심할수록 환자의 '공간 운용 기억'이 더 감소했다.

서울의대 조강익 연구원은 "이 연구는 초기 조현병 환자들에게서 시상 미세구조 감소가 일어난다는 것을 밝혀낸 최초 결과"라며, "이는 향후 MRI를 통한 조현병의 치료반응이나 질병 위험도를 예측할 수 있는 생체지표로써 활용할 수 있는 가능성을 시사한다"고 전했다.

이 연구논문은 'Microstructural Changes in Higher-order Nuclei of the Thalamus in Patients with Firstepisode Psychosis'이란 SCI 국제학술지 Biological Psychiatry(IF=11.98) 5월호 인터넷 판에 게재됐다.