만성 통증 치료 후 뇌신경학적인 변화 밝혀

경희대학교 한의과대학 김동원 학생(본과 4학년·사진)이 최근 만성 통증의 치료에 따라 체성 감각 변별을 담당하는 뇌 부위의 기능적 활성이 감소하는 반면 포도당 흡수, 혈류 등 대사 활성이 증가한다는 연구결과를 SCI(E) 저널인 ‘Frontiers in Neuroscience’(IF: 4.677)에 게재했다. 또한 이번 연구에서는 감각뿐만 아니라 인지활동의 여러 부분과 관련된 시상(thalamus)의 기능적 활성이 만성 통증의 치료에 따라 유의하게 감소한 것도 함께 확인했다.

경희대 한의대에서는 학부생 스스로 창의적인 아이디어를 제안하고 직접 연구를 수행할 기회를 제공함으로써 국제적인 한의학 연구자를 양성하는 프로그램인 학부생 연구 프로그램(URP)을 운영하고 있는 가운데 김동원 학생은 UPR의 지원을 받아 연구를 진행, ‘Effects of Chronic Pain Treatment on Altered Functional and Metabolic Activities in the Brain: A Systematic Review and Meta-Analysis of Functional Neuroimaging Studies’라는 제하의 논문을 해당 학술지에 게재하게 됐다.

국제통증연구협회에서는 통증을 ‘실재적 또는 잠정적인 조직 손상과 연계된, 또는 이와 유사한, 불쾌한 감각적·감정적 경험’이라고 정의하고 있다. 통증은 적절한 수준에서는 인체의 생존과 직결돼 유해자극을 피하게 하는 신호로서 기능하지만, 불필요하게 지속되면 병적인 상황에까지 이를 수 있으며, 이를 ‘만성 통증’(chronic pain)이라 한다.

선행 연구에 따르면 만성 통증은 통증 감각을 느끼는 기간이 단순히 연장된 것이 아니며 구조적·기능적·대사적 차원에서 신경계 이상을 수반하는 질환의 범주다. 이러한 만성 통증 상태에서는 통증을 담당하는 뇌 영역을 포함해 피질-변연계, 현저성, 체성 감각-운동, 디폴트 모드 네트워크(Default Mode Network) 등 복합적인 뇌 부위가 변화하게 된다.

이같은 부분에 착안해 김동원 학생과 경희대 한의대 이인선 교수팀은 만성 통증 환자들의 뇌의 기능과 대사활동이 통증 치료에 의해 어떻게 변화하는지 관찰하고자 연구를 진행했다.

이를 위해 우선 만성 통증과 관련 기능적 뇌 영상법(functional MRI와 PET)을 활용한 연구 1572편을 검토하고, 이들 중 연구방법론에 적합한 75편을 대상으로 체계적 문헌 고찰 및 메타 분석 연구를 시행했다.

그 결과 만성 통증 치료 전후를 비교했을 때, 일차 감각 및 운동 피질과 시상 등의 부분에 대한 기능적 활성이 치료 후에 유의하게 감소하는 경향과 더불어 앞대상회피질(ACC), 뇌섬엽(insula)의 기능적 활성 또한 감소하는 경향이 있다는 것을 확인했다.

또한 이들의 대사 활동도 일차 감각 및 운동 피질과 시상, 그리고 뇌섬엽은 포도당 흡수와 혈류량 증가, 진통 효과와 관련이 있는 뮤(μ) 아편양 수용체 결합 전위가 유의하게 증가하는 것으로 나타났으며, 전대상회피질에서는 반대로 이들 대사 활성이 감소하는 경향으로 나타났다.

특히 이번 연구에서 만성 통증 치료에 가장 일관되게 기능적 활성이 변화하는 것으로 나타난 ‘시상’은 통증 전달 및 조절에 중추적인 역할을 하며, 시상 기능에 장해가 생기면 만성 통증 증상이 나타날 수도 있다는 것을 확인, 이 부위의 기능적 활성 감소 경향은 통증 자극을 더 이상 현저하게 느끼지 않는다는 것을 반영할 가능성이 있으며, 이는 만성 통증에 의해 과민해진 뇌의 통증 처리 활동이 치료에 의해 개선되었기 때문으로 분석했다.

이와 관련 김동원 학생은 “향후 뇌 영상과 실제 만성 통증 환자 사이의 진단 민감도와 특이도에 관한 연구가 더 필요하지만, 이번 연구 결과가 만성 통증의 진단 및 예후 관찰에 도움이 될 수 있는 부분이 있으며, 또한 만성 통증의 병태 생리를 이해하는데 단서를 제공할 수도 있을 것”이라며 “이번 연구를 통해 뇌 영상 연구의 정성적·정량적 합성이라는 특수한 연구 방법론을 이해하고, 신경과학적인 수준에서 연구 결과를 해석하는 역량을 키울 수 있는 기회가 됐다”고 밝혔다.

그는 이어 “연구 주제를 탐색하고 실제적인 연구를 수행하는 능력을 배양할 수 있는 좋은 기회를 얻게 됐다고 생각되며, 앞으로 신경과학적 방법론과 한의학적 지식 및 인식론적 관점을 통합해 새로운 패러다임을 선도하는 한의과학자로 성장하고 싶다”며 “좋은 연구 기회를 주신 경희대 Cognitive Medical Science Lab 채윤병·이인선 교수님과 URP 프로그램 지원에 감사드린다”고 덧붙였다.