초록 ▼

□ 연구개요
고령화와 생활환경의 변화로 인해 다양한 신경관련 질환에 노출되어 있으며, 이러한 신경질환들중 대표적인 예가 바로 신경퇴행성 질환인 파킨슨병이다. 병의 초기단계에는 약물에 의한 치료가 주로 진행되지만, 질환의 말기에 이르러서는 뇌심부자극술이 일반적으로 시행된다. 이러한 수술적인 방법은 비정상적인 운동조절 능력 개선에 있어서는 효과적이지만, 수술과정의 복잡성과 수술에서 요구되는 정교함, 그리고 전기자극을 위해 뇌 속에 침습적인 전극 설치라는 점등은 다양한 문제점을 야기한다. 이에 최근 많은 연구들은 갈바닉 자극을 이용

□ 연구개요
고령화와 생활환경의 변화로 인해 다양한 신경관련 질환에 노출되어 있으며, 이러한 신경질환들중 대표적인 예가 바로 신경퇴행성 질환인 파킨슨병이다. 병의 초기단계에는 약물에 의한 치료가 주로 진행되지만, 질환의 말기에 이르러서는 뇌심부자극술이 일반적으로 시행된다. 이러한 수술적인 방법은 비정상적인 운동조절 능력 개선에 있어서는 효과적이지만, 수술과정의 복잡성과 수술에서 요구되는 정교함, 그리고 전기자극을 위해 뇌 속에 침습적인 전극 설치라는 점등은 다양한 문제점을 야기한다. 이에 최근 많은 연구들은 갈바닉 자극을 이용한 파킨슨 질환관련 증상완화 방법에 많은 관심을 기울이고 있다. 하지만, 입력신호로서 자극에 대한 명확한 기준의 부재는 갈바닉 전정자극의 의료적인 한계를 만들게 된다. 특히, 인가된 전기자극은 중추신경계에 영향을 준다는 사실은 알려져 있지만, 자극으로 유발된 신경정보가 어떠한 전달과정과 뇌에서의 신경신호 처리과정을 거쳐 질환관련 증상완화라는 결과에 이르는지에 대한 신경생리학적인 연구는 아직도 명확히 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 갈바닉 자극을 이용한 파킨슨 질환관련 증상완화라는 현상을 위해 자극에 의해 유발된 신경정보를 전기생리학적인 방법을 통해 신경반응을 측정하고, 이를 기초로 뇌 속에서의 신경정보의 전달 및 신호처리 과정을 연구하고자 한다. 또한, 전류자극에 의하 신경정보 흐름의 변화를 이해하고, 증상완화를 위한 자극의 기준을 제시하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구는 파킨슨병의 증상완화를 위한 갈바닉 자극에 대한 신경반응과 이를 위한 기준제시를 목표로 한다. 중추신경계에서 자극에 의해 생성된 신경정보 변화를 이해하고, 이에 대한 신경생리학적인 기전을 연구한다. 또한, 파킨슨병의 증상완화를 위한 자극의 기준을 제시하고자 한다. 1차년의 목표였던 파킨슨병 동물모델과 자극 시스템 구축은 각각 쥐(rat)를 이용한 화학물질(6-OHDA)의 뇌 주입과 100uA-3mA의 자극생성이 장비를 이용하여 완료하였다. 특히, 운동반응 측정장비의 개발(국내특허출원)과 조직학 실험을 통해 모델의 객관적인 평가 작업(JARDCS, 2017)을 수행하였으며, 이를 통해 모델구축에 있어서의 객관성을 확보하였다. 또한, 2차년도에서 수행될 신경반응 측정을 위한 선행 작업이 진행되었으며, 이를 통해 신경측정을 위한 mapping이 완료되었다. 2차년의 주요 목표는 정상상태와 병변구축이후에서의 신경반응 측정이었다. 이를 통해 갈바닉 자극에 의한 단일신경반응 측정 및 해석 (MBEC,2018)은 물론이며, 단일반응들이 기본이 된 영역단위에서의 신경반응 정보를 확보할 수 있었다. 영역별 신경반응의 해석을 위한 계산방법(국내특허출원)을 구축하였으며 국제논문(MBEC, 20 17)에 내용을 발표하였다. 단일신경의 신경반응을 통해 정상상태와 파킨슨병 동물모델의 초기 중추 뇌영역(전정핵)에서는 신경발화율에는 영향을 미치지 않음을 밝혔다. 마지막 3차년의 주요 목표이자 과제의 최종목표는 증상완화를 위한 자극의 기준제시였다. 기존 수행방법들은 파킨슨병 구축 후에 나타나는 이상 운동반응의 측정은 가능하였으나, 동일한 방법을 통한 증상 개선 확인은 용이하지 않았다. 따라서, 운동 이상 반응의 개선이 요구되는 세포단위에서의 변화를 통해 기준을 마련하였다. 이를 위해, 뇌가소성과 밀접한 관련이 있는 글루타민 수용기의 변화를 통한 조직학적 방법을 이용하였다. 이를 통해, 사용된 실험동물(쥐)을 기준으로한 자극의 기준을 제시하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구는 파킨슨병의 증상완화에 유용한 것으로 알려져 있는 갈바닉 자극의 입력신호로서의 불확실함을 해소함으로써 보다 적극적인 치료방법으로의 활용을 기대하였다. 이를 위해 자극사용에서 나타나는 안전성과 함께 자극적용의 활용기준을 제시하고자 하였다. 이와 함께, 신경반응의 측정을 통해 자극에 의한 뇌 신경에서의 변화를 이해하고, 이를 기준으로한 각각의 자극 패러미터들의 기준을 제시하였다. 자극에 대한 신경반응의 측정 및 해석을 이용한 결과들은 단일 신경세포는 물론이며 특정 뇌영역에서 나타나는 신경정보의 변화이해에 대한 기반을 제공하였다. 각기 다르게 적용되던 자극 패러미터들의 기준을 통일함으로써 동일한 자극을 통한 연구결과들의 축적이 이루어 질 것이며, 나아가 임상실험에서 초기 기준으로도 활용될 것으로 기대된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 가. 1차년도 (2016.11.01.~2017.10.31) ... 5
• 나. 2차년도 (2017.11.01.~2018.10.31) ... 8
• 다. 3차년도 (2018.11.01.~2019.10.31) ... 12
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 15
• 4. 참고문헌 ... 16
• 5. 연구성과 ... 19
• 끝페이지 ... 21