뇌파 모사한 초음파로 만성 통증 비수술 치료

[파이낸셜뉴스] 기초과학연구원(IBS) 기억 및 교세포 연구단 박주민 연구위원 연구팀은 비침습적인 저강도 초음파 자극을 통해 만성 신경병증성 통증을 장기적으로 완화할 수 있음을 확인하고, 그 작동 원리를 규명했다고 12일 밝혔다.

신경병증성 통증은 신경 손상 이후에도 통증 신호가 쉽게 사라지지 않고 장기간 지속되는 질환이다. 치료는 주로 약물이나 척수 자극기 삽입과 같은 침습적 시술이 이뤄지지만, 효과가 제한적이고 부작용이 발생할 수 있다.

초음파 역시 통증 완화를 위해 일부 활용돼 왔으나 이미 형성된 만성 통증 상태 자체를 장기적으로 되돌리는 데에는 한계가 있었다.

연구진은 통증을 단순히 일시적으로 억제하는 접근이 아니라, 통증 상태가 장기간 유지되는 신경 회로의 병리적 불균형 자체를 회복시킬 수 있는지에 주목했다. 연구진은 앞선 연구를 통해 실제 뇌파에서 관찰되는 세타-감마 결합 리듬을 모사한 저강도 연속 세타버스트 초음파(LI-cTBUS) 자극을 개발하고, 이 자극이 비신경세포인 별세포(성상교세포, astrocyte)의 반응을 변화시켜 신경 활동을 조절할 수 있음을 확인한 바 있다. 이번 연구에서는 이 초음파 자극을 만성 신경병증성 통증 동물모델의 척수에 비침습적으로 적용해 그 효과를 분석했다.

신경병증성 통증이 만성화된 생쥐의 척수 위 피부에 하루 한 차례씩 저강도 초음파 자극을 반복 적용한 결과, 통증을 느끼기까지 필요한 자극의 강도가 5배 이상 높아지며 장기간 지속되던 통증 행동이 뚜렷하게 감소하는 것을 확인했다. 또 척수 통증 회로의 과흥분 상태가 점차 정상 수준으로 회복됐으며, 그 효과는 자극이 끝난 이후에도 장기간 유지됐다.

특히 이러한 효과는 초음파의 세기와는 무관하게 나타났으며, 뇌파 리듬을 모사한 특정 자극 패턴에서만 장기적으로 유지됐다.

이는 초음파 기반 신경조절 치료에서 자극의 강도보다 자극 패턴 설계가 치료 효과를 결정하는 핵심 요소임을 보여준다.

박주민 연구위원은 “이번 연구는 수술 없이 초음파 자극만으로 만성 통증을 조절할 수 있음을 보여줬으며, 신경세포를 돕는 것으로 알려진 별세포를 조절해 통증 신경회로를 직접 변화시킨 것이 핵심”이라며 “별세포 외에도 초음파 자극의 영향을 추가로 분석하고, 알츠하이머병·뇌졸중 등 다른 신경계 질환으로 적용 범위를 넓히는 후속 연구를 진행할 계획”이라고 밝혔다.

이번 연구는 국제학술지‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications, IF 17.2)’에 지난해 12월 6일 게재됐다.

[e-mail] 연지안 기자