세계 최초 정상 소아 뇌 발달 과정 '지도' 완성…"소아 신경질환 극복 기반"

분당서울대병원 김헌민 교수팀
'뇌신경 생리 연결성 지도' 완성

정상 뇌 소아기~청소년기 성장
효율적 변화 과정 분석·표준화

뇌파 검사 결과 비교 '정상대조군' 역할
"뇌전증·발달장애·ADHD 등 적용 가능"

분당서울대병원 소아청소년과 김헌민 교수.

[아시아경제 이관주 기자] 국내 연구진이 세계 최초로 건강한 정상 소아가 성인으로 성장하는 과정에서 뇌의 연결성 변화를 분석하는 데 성공했다.

분당서울대병원 소아청소년과 김헌민 교수 연구팀은 '뇌신경 생리 연결성 지도'를 완성했다고 21일 밝혔다.

연구팀은 정상적인 발달 과정을 거치며 신경계 질환이 없는 소아 212명을 연령별로 구분해 성장 과정에서 뇌신경세포의 연결이 어떻게 변화하는지를 분석해 세계 첫 정상 소아의 뇌파 기반 뇌신경 생리 연결성 지도를 만들었다.

연구팀은 뇌파 분석에 사용되는 가장 중요한 6개 주파수 대역을 기반으로 ▲4~6세 ▲6~9세 ▲9~12세 ▲12~15세 ▲15~18세로 연령이 증가함에 따라 정상적인 뇌 성숙 과정에서 뇌신경계의 연결성이 변화하는 과정을 분석했다. 그 결과, 연령이 증가하면서 뇌 영역 간 연결 강도는 점점 강해지고, 기능은 분리되며 정보를 전달하는 시간은 감소하는 양상을 보였다.

연령대 별로 나타낸 뇌신경 생리 연결성 지도. 소아기에서 청소년기로 성숙할수록 주변 뇌 영역과의 연결성이 강화되고 있다.[자료=분당서울대병원]

이는 소아기부터 청소년기에 이르는 성장 과정에서 정상적인 뇌가 점점 효율적으로 변하는 과정을 나타낸 결과로, 다양한 질환에서 관찰되는 뇌파 검사 결과를 분석할 수 있는 기준점, 즉 정상 대조군의 뇌신경 생리 연결성을 표준화한 이른바 '지도'를 마련했다는 점에서 의미가 크다.

연구팀은 또 주파수 8~13㎐ 알파 대역에서 뇌 연결성의 변화 과정이 가장 뚜렷하게 나타난다는 사실도 확인했다. 이를 바탕으로 해당 주파수 대역에서 뇌 질환 환자들의 뇌파 검사 결과를 정상군과 비교 분석하는 연구를 수행한다면, 연결성에 문제가 생긴 신경세포의 네트워크를 파악해 보다 정확한 진단과 치료를 가능하게 할 것으로 기대된다.

김 교수는 "그간 정상 대조군의 지표가 없어 뇌파 검사 결과를 정밀하게 해석하는 데 어려움이 많았다"며 "이번에 완성한 뇌신경 생리 연결성 지도가 이러한 문제를 해결할 것"이라고 설명했다. 이어 "현재는 신경세포의 전기적 작용과 연관이 깊은 경련발작, 뇌전증 등의 치료에서 활용 가능성이 가장 높지만, 향후 발달 장애나 주의력 결핍 과다행동 장애(ADHD), 자폐 스팩트럼 장애와 같은 다양한 소아 신경 질환에도 적용될 가능성이 높다"고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부가 후원하고 정보통신산업진흥원(NIPA)이 주관한 의료 인공지능 개발 사업 '닥터앤서 1.0' 프로젝트의 일환이다. 연구 결과는 국제 저명학술지 'Journal of Clinical Neurology' 최근호에 게재됐다. 분당서울대병원은 닥터앤서 1.0 사업의 주요 참여기관이자 '닥터앤서 2.0' 사업의 주관 기관으로 활동하고 있다.

이관주 기자 leekj5@asiae.co.kr