바이오인

핵심내용

외상후 스트레스 장애의 뇌 신경학적 회복과정 실마리 찾아

외상후 스트레스 장애 치료 방법 개발에 기여할 것으로 기대

□ 미래창조과학부(장관 최양희)는 국내연구진이 대구 지하철 참사 생존자 대상 5년간의 추적 연구를 통하여, 외상 후 스트레스 장애(PTSD)* 극복에 주요한 역할을 하는 편도체 중심 뇌내 네트워크의 종적 변화 양상을 규명하였음을 밝혔다. 이번 연구로, 특정 국소 뇌내 네트워크 강화를 통해 외상 후 스트레스 장애로부터의 회복을 빠르게 할 수 있는 방안을 강구할 수 있는 기반이 마련되었다.
  * 성폭력, 전쟁, 교통사고와 같은 외상 사건 후에 발병하는 정신장애로, 사건과 관련된 불안한 생각, 감정, 꿈, 사건 관련 단서에 대한 심리적·신체적 반응, 사건 관련 단서 회피, 생각과 감정의 변화 및 각성 증가 등의 증상을 보임.

○ 이화여대 윤수정·류인균 교수팀은 고해상도 뇌영상기술을 이용하여 외상 후 스트레스 장애(PTSD)의 회복 과정에서, 편도체를 중심으로 한 뇌의 주요 부위 연결성(네트워크)이 역동적으로 변화하며, 특히 이러한 변화의 양상이 회복 정도나 속도와 연관되어 있다는 것을 관찰하였다. 이 과제는 미래창조과학부가 지원하는 뇌과학원천기술개발사업을 통해 지원 받았으며, 연구결과는 뇌 과학 및 정신의학 분야 권위 있는 학술지인 Neuropsychopharmacology(IF 6.399, JCR 분야 상위 4.2% 해당) 온라인판(8월 18일자)에 게재되었다.

   - 논문명 : Recovery from posttraumatic stress requires dynamic and sequential shifts in amygdalar connectivites
   - 저자 정보 : 류인균(교신저자), 윤수정·김지은(공동 제1저자) 교수

○ 본 연구에서는 첨단 뇌영상 획득 및 분석 방법인 확산텐서영상(Diffusion tensor imaging, DTI) 분석 방법을 활용하여 PTSD 발병 및 유지의 핵심 구조물로 알려진 편도체와, 공포기억과 관련된 주요 회로(해마, 시상, 뇌섬엽, 안와전두피질)를 잇는 연결성의 정도가 PTSD 회복 과정에서 역동적이고 순차적으로 변화한다는 것을 최초로 보고하였다.

○ 윤수정 교수는 “이번 연구를 통하여 우리의 뇌가, 어떻게 충격으로부터 회복하고, 조화와 균형을 회복해 가는가와 관련된 관찰을 할 수 있었다. 특히 편도체와 안와전두피질, 편도체와 시상의 연결성이 강해질수록 외상 후 스트레스장애 증상이 약화되는 것으로 나타나, 향후 다양한 뇌자극기법이나 신약 등을 통해 이러한 구조물 간 연결성을 강화할 수 있는 방법을 강구함으로써, 외상 후 스트레스 장애(PTSD)의 근본적인 원인 치료법 개발에 힘쓰고자 한다.” 라고 연구 의의를 밝혔다.

□ 논문의 주요 내용은 다음과 같다.

1. 연구의 필요성
 ○ 기존 PTSD 연구는 외상 후 증상 발현 및 유지과정에 집중되어 있었다. 그럼에도 불구하고 현재까지의 PTSD 치료제는 PTSD의 근본적인 원인이라고 할 수 있는 공포기억으로부터 발생하는 우울, 불안, 불면 등의 일반적인 증상만을 완화할 뿐, 공포기억 제거나 억제를 타겟팅 하지 못하고 있다.

2. 발견 원리
 ○ 본 연구팀은 대구 지하철 참사 생존자 중 PTSD를 가졌던 생존자(30명)를 5년간 추적 관찰 하여, PTSD 증상 회복 정도를 평가하고 그들의 뇌영상을 정상군(29명)과 비교 분석하였다. 이를 통해 편도체와 주변 뇌 부위 연결성의 강도가 PTSD 회복과정에서 순차적이고 역동적으로 변화함을 확인하였다.

 ○ 대구지하철 참사 생존자의 뇌영상분석 결과 편도체와 뇌섬엽의 연결성은 측정시점1(외상 사건 약 1.43년 후)에는 정상군에 비하여 강하였다가 증상이 회복될수록(측정시점3-외상 사건 약 3.9년 후-이 될수록) 정상인의 수준으로 감소하였으며, 편도체와 시상의 경우 측정시점1에는 정상군에 비하여 약화된 연결성을 보이다가 회복이 진행될수록(측정시점3이 될수록) 정상인 수준으로 회복되었다. 편도체와 안와전두피질의 연결성의 경우 측정시점1에는 정상인에 비하여 약화된 연결성을, 측정시점2(외상 사건 약 2.7년 후)에는 정상인보다 강화된 연결성을 보이고 측정시점 3에는 정상인 수준으로 연결성이 회복되었다.

 ○ 임상 증상의 경우는, 편도체와 안와전두피질의 연결성이 높을수록, 편도체와 시상의 연결성이 높을수록 약화되는 양상을 보여, 편도체와 이러한 구조물(안와전두피질, 시상)의 연결성을 뇌자극기법이나 약물을 통해 강화시킬 경우 증상을 빠르게 경감시킬 수 있는 가능성이 있다고 판단되었다.

3. 연구성과
 ○ 본 연구에서는 PTSD 환자군과 정상군의 고해상도 뇌영상자료의 분석을 통하여 PTSD의 회복 정도에 따른 역동적이고 순차적인 뇌의 연결성 변화를 확인하였다. 기존 연구에서 PTSD 형성과 유지에 주요 역할을 한다고 알려진 구조물인 편도체와 시상 이외에도 뇌섬엽, 안와전두피질과 편도체의 연결성이 공포기억 회복 과정에서 주요한 역할을 한다는 사실을 확인하였다.

 ○ 첨단 뇌영상 연구를 통해 PTSD 회복 과정을 규명함으로써, 향후 PTSD 치료법 개발 과정에서, 불안이나 우울 등 비특이적 증상완화가 아닌 근본적인 원인에 대한 접근이 가능할 것으로 기대한다.

상세내용

연 구 결 과  개 요

1. 연구배경
 ㅇ 외부의 위협에 대한 공포를 학습하고 이에 반응하는 것은 생존을 위해 필수적인 반응이다. 하지만 공포기억을 제대로 처리 하지 못할 경우 PTSD가 발생할 수 있다.
 ㅇ 예기치 못한 사고와 재난은 누구에게나 언제든지 발생 할 수 있으며, 현대 사회를 살아가는 사람들은 누구나 외상을 겪을 가능성을 가지고 살아가고 있다.
 ㅇ 따라서 PTSD의 발병과 유지에 대한 신경학적 메커니즘에 대해서는 많은 연구가 진행되었다. 그럼에도 불구하고 현재까지 PTSD 치료제는 외상기억으로부터 발생하는 우울, 불안, 불면 등의 비특이적이고 일반적인 증상만 완화할 뿐, 외상 후 스트레스장애로부터 회복시키는 근원적인 접근은 이루어지지 못하였다. PTSD의 회복 과정에 관여하는 뇌구조물과 이 구조물간의 연결성에 대해 밝혀야 PTSD의 보다 근본적인 원인 치료법 개발에 다가설 수 있을 것으로 평가되고 있었다.

2. 연구내용
 ㅇ 본 연구팀은 대구 지하철 참사이후 PTSD를 겪는 환자 30명(외상군)과 성별과 나이를 맞춘 29명의 정상 성인(정상군)을 5년간 추적 관찰하였다.
 ㅇ 외상 사건 발생이후 평균 1.43년 후인 ‘측정시점 1’에 외상군의 77%가 PTSD로 진단되었다. 외상군은 정상군에 비해 편도체-뇌섬엽 간 연결성이 강화되어 있었고, 편도체-시상 간 연결성은 약화되어 있었다. 뿐만 아니라 PTSD 증상이 심각할수록 편도체와 뇌섬엽의 연결성은 강화되어 있었고, 편도체와 시상의 연결성은 약화되어 있었다.
    뇌섬엽은 공포에 따른 불안을 조절하는 기능을 하는 것으로 알려져 있으며 이번 연구 결과를 통하여 편도체-뇌섬엽 연결성의 정도가 PTSD 증상의 심각도에 영향을 줄 수 있음을 확인하였다.
 ㅇ 외상 사건 발생이후 평균 2.68년 이후인 ‘측정시점 2’에는 외상군의 48%가 PTSD로 진단되었다. 외상군은 정상군에 비하여 편도체-안와전두피질 간 연결성이 강화되어 있었다. 반면 편도체-뇌섬엽, 편도체-시상의 연결성은 정상군과 차이가 없는 정도로 회복되었다. 즉, 뇌의 부위에 따라 회복과정에서 연결성의 변화 양상이 다른 것이 확인되었다 (그림 2).
 ㅇ 뿐만 아니라 안와전두피질-편도체, 시상-편도체간 연결성이 강화되어 있을 수록 PTSD 증상의 회복 정도가 높아, PTSD 회복과정에 이러한 구조물 간의 연결성 강화가 주요하게 관여함을 확인할 수 있었다. 반대로 증상이 심할수록 뇌섬엽-편도체간 연결성은 강화되어 있었다.
 ㅇ 외상 사건 발생이후 평균 3.91년이 지난 ‘측정시점 3’에는 참여 외상 군 17명 중 2명만 PTSD로 진단되었으며, 대부분의 참여자는 외상 후 스트레스 장애 증상에서 회복하였다. 외상군은 편도체-뇌섬엽, 시상, 안와전두피질의 연결성이 모두 정상수준으로 회복되었다.
 ㅇ 본 연구는 첨단 뇌영상 분석기법을 사용하여 PTSD 회복과정에 편도체 및 주변 뇌부위의 구조적 연결성이 역동적 순차적으로 관여함을 밝힌 최초의 종적 추적 관찰 뇌영상 연구이다.

3. 기대효과
 ㅇ PTSD 회복 과정에 관여하는 다양한 뇌 구조물들의 뇌 연결성 변화 과정을 규명함으로써, 향후 PTSD의 근본적인 치료제 및 치료방법 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

★ 연구 이야기 ★

□ 연구를 시작한 계기나 배경은?

공포기억의 생성과 억제, 외상 후 스트레스 장애의 발병에 대한 연구가 꾸준히 진행되어 왔지만, 공포기억 억제, 소거를 타겟팅 하는 치료방법이나 약물 개발은 아직까지 미미한 실정이다. 이에 본 연구팀은 기존의 연구와 달리 회복 과정에서의 뇌의 변화를 확인하고 이를 타겟팅하는 치료 방법 개발을 위한 기초 데이터를 확보하기 위해 본 연구를 시작하게 되었다.

□ 연구 전개 과정에 대한 소개

본 연구는 대구 지하철 참사 생존자를 5년간 추적 관찰한 연구이다. 첨단 뇌영상 방법론을 활용한 이번 연구에서는 생존자들의 PTSD 증상 심각도와 뇌 구조 간 연결성을 비교 분석하여 PTSD 회복과 편도체와 주변 뇌 구조물과의 연결성에 대해 긴 시간을 두고 관찰을 한 최초의 연구이다.

□ 이번 성과, 무엇이 다른가?

이번 연구는 기존 PTSD 발병 및 유지 기전에 대한 연구와 달리 회복 과정에 대하여 초점을 맞춘 연구이다. 또한 동일한 정도의 심각한 외상을 겪은 이들을 대상으로 종적 추적 관찰을 진행한 연구이다. 이러한 외상으로부터 회복되는 과정에서 뇌 연결성이 역동적, 순차적으로 변화함을 확인하였으며, 이러한 회복과정의 뇌기전은 앞으로 PTSD의 근본적인 치료타겟 발굴에 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

□ 꼭 이루고 싶은 목표와, 향후 연구계획은?

이번 연구는 외상을 겪은 후 PTSD가 발병한 생존자와 정상인을 대상으로 진행 되었지만, 같은 외상을 겪은 후 PTSD가 발병하지 않은 생존자 집단을 포함한 연구 진행이 필요할 것으로 생각한다. 단일 외상 사건이 아닌 다중 외상사건(가정폭력 등)을 겪은 PTSD 환자군을 대상으로 한 연구 또한 필요하다. 더 나아가, 본 연구결과를 기반으로, 외상 회복에 주요한 역할을 한 것으로 보이는 신경다발의 강화를 타겟으로 하는 치료법 개발을 위해 노력하고자 한다.

...................(계속)

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