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- 미국 의료진 3명의 식물상태 환자 3명 중 2명의 의식을 되돌려
- 초음파로 뇌역역의 시상을 자극
- 환자의 진전은 작지만 환자가 잘 견디며 뇌나 혈액 순환에 부담을 주지 않아

초음파는 혼수상태 환자를 깨운다
시상 자극은 만성 식물 상태에서도 의식 상태를 개선해

혼수상태 환자를 위한 희망 :
뇌의 표적 초음파 자극은 일부 혼수상태 환자를 의식 상태로 되돌릴 수 있다.
미국 의사들은 수년간 식물 상태에 있었던 환자 3명 중 2명을 깨우는 데 성공했다.
며칠 또는 몇 주 안에 그들은 다시 접근 할 수 있었고 물건을 담을 수 있었다.
이러한 성과를 만들게 된 것은 의식의 중심으로 간주되는 뇌 영역 시상 자극이었다. 

▲ 시상(Thalamus)은 우리 의식의 '문지기'로 간주된다. 그것이 의료 전문가들이 자극으로 혼수 상태 환자를 깨우려고하는 이유다. pixabay

뇌로의 혈액 공급이 사고 나 뇌졸중으로 인해 중단되면 혼수상태(의식상실)가 발생할 수 있다. 대부분의 뇌 기능이 실패하고 일부 반사 신경도 더이상 깊은 혼수상태에서 작동하지 않는다. 식물 상태에서는 뇌간과 뇌간의 일부 기능이 유지된다.
결과적으로 환자는 눈을 뜨고 비자발적인 움직임을 보이지만 주변의 자극에는 거의 반응하지 않는다. 

▲ 뇌 구조 출처: 네이버 백과

그러나 적어도 일부 혼수상태 환자를 황혼 상태에서 벗어나는 방법이 있을 수 있다.
2016년 초 미국 연구팀은 초음파를 이용한 표적 뇌 자극을 통해 25세 남성을 식물 상태에서 깨우는 데 성공했다. 이를 위해 그들은 의식의 "문지기"로 간주되는 뇌 영역 집중 초음파 처리를 통해 환자의 시상을 자극했다. 원숭이는 시상을 자극하여 혼수상태에서 빠져 나왔다.

▲ 시상을 자극하기 위해 초음파 발생기가 머리에 적용되어 집중된 음파 펄스를 생성한다. © Martin Monti / UCLA

만성 식물성 환자의 초음파 검사

최근 로스 앤젤레스에 있는 캘리포니아 대학의 마틴 몬티(Martin Monti)가 이끄는 팀은 더 많은 성공을 보고하고 있다. 환자가 2016년에 잠깐동안 식물 상태에 있었지만 이제 몇 년 동안 의식을 잃은 3명의 환자를 대상으로 초음파 자극을 테스트했다.
"이러한 만성 환자의 경우 자발적인 회복 가능성이 훨씬 적으며 이것이 발생하면 일반적으로 몇 개월에서 몇 년이 걸린다"고 Monti는 설명했다.
치료를 위해 디스크 모양의 초음파 송신기를 환자의 머리 옆에 배치했다.
이것은 시상에서 정확하게 100 Hertz에서 10개의 30초 초음파 펄스를 집중시켰다.
환자들은 교통사고 후 5년 반 동안 식물 상태에 있었던 58세 남성, 2년 반 전에 심장 마비 이후 이 상태에 있었던 50세 여성이었다. 그리고 14개월 전에 뇌졸중을 앓았던 56세 남성이 고통을 겪었다.

며칠 후 다시 연락 가능

치료 후 3명의 식물성 혼수상태 환자 중 2명의 상태가 크게 개선되었다.첫 소리가 난 후에도 56세의 남성은 고개를 흔들거나 고개를 끄덕이고 이름이 붙은 친척 사진을 보며 질문에 답했다. 일주일 후, 그는 공을 잡고 종이에 펜을 씌우고 술병을 입에 넣을 수 있었다고 연구원들은 보고했다.

▲ 치료 후 3명의 식물성 혼수상태 환자 중 2명의 상태가 크게 개선됐다.

50세 여성은 초음파 치료에도 반응했다.
첫 번째 치료를 받고 며칠 후 그녀는 몇 년 만에 일상적인 물건을 볼 수 있었다.
그녀는 또한 말에 응답했고, 예를 들어 요청 시 머리 나 손가락을 움직였다.
"이러한 행동은 의식 회복의 진단 표지다"고 Monti는 설명했다. 그러나 세 번째 환자는 초음파 치료에 반응하지 않았고 그의 상태는 과학자들이 보고한대로 크게 개선되지 않았다.

인식을 위한 작은 단계

그럼에도 불구하고 Monti와 그의 팀은 그들의 결과가 매우 유망한 시작이라고 생각한다.
"두 환자 모두 개입 시작 후 불과 며칠 만에 의미 있는 반응을 보인 것은 놀랍다"고 Monti는 말했다. 환자의 상태가 개선되는 속도를 감안할 때, 그는 이것이 자발적이고 우발적인 개선 때문일 가능성이 매우 낮다고 생각한다.

식물성 혼수상태 환자의 진행 상황은 아직 작다.
초음파 치료 중에 아직 완전한 의식을 회복하지 못했다.
"그러나 가장 작은 단계조차도 이 환자들에게 중요 할 수 있다. 그들과 가족들에게 그것은 세계 전부다.“
이 검사는 또한 이 치료법을 한자가 잘 견디며 환자의 뇌나 혈액 순환에 부담을 주지 않는다는 것을 보여주었다.

추가 연구는 다음과 같다.

과학자들에 따르면, 저주파 집중 초음파 치료(LIFU)는 혼수상태 환자가 의식을 회복하는 데 도움이 되는 새로운 기회를 열 수 있다. 이 치료법이 확립되기 전에 더 많은 환자를 대상으로 한 추가 임상 연구가 필요하다.
그럼에도 불구하고 이러한 예비 결과는 LIFU가 만성 의식 장애 환자를 위한 새롭고 안전하며 광범위하게 적용할 수 있는 개입으로서 잠재력이 있음을 시사한다”고 Monti와 그의 팀은 말했다.

연구진은 코로나 전염병이 끝나고 환자의 안전한 치료가 다시 보장되는 즉시 이 방법에 대한 첫 번째 대규모 임상 연구를 시작할 계획이다.
(Brain Stimulation, 20231; doi : 10.1016 / j.brs.2021.01.008)

출처 : University of California – Los Angeles

[더사이언스플러스=문광주 기자] "no science, no future"

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