지난 12월 <Translational Neurodegeneration>를 통해 발표하신 논문 내용인 ‘초음파 뇌 자극을 활용한 새로운 알츠하이머병 치료법’에 대해 자세한 설명 부탁드립니다.

김태40Hz 감마 대역 주파수로 청각 및 시각 자극을 주었을 때 알츠하이머병의 원인 물질 중 하나인 아밀로이드 베타가 감소한다는 연구가 5년여 전부터 보고되기 시작했습니다. 저희는 GET(Gamma Entrainment Therapy) 치료법이라고도 불리는 이 연구를 기반으로, 새로운 자극 방법인 초음파를 치료에 이용하고자 연구를 진행했습니다.
초음파를 400분의 1초마다 짧게 가동시켜 40Hz 감마 대역 주파수로 뇌 자극을 시행한 결과, 알츠하이머병 생쥐의 전전두엽 아밀로이드 베타가 감소하고 뇌파 연결성이 호전되었습니다. 본 연구를 통해 초음파 GET 치료법이 알츠하이머병을 위한 새로운 치료법으로 발돋움할 가능성을 확인했습니다.

알츠하이머병 치료법 연구에 약물이 아닌 초음파를 활용했기 때문에 더욱 주목을 받고 있습니다.
어떤 계기로 이번 연구를 시작하게 되셨나요?

김재관이전에 김태 교수님 연구실에서 40Hz의 청각 자극을 통한 알츠하이머병 치료 효과에 대해 긍정적인 결과를 얻게 되었는데, 마침 그때 제 연구실에서는 초음파로 뇌 자극을 주고 그에 따른 뇌기능연결성 변화를 관찰해 알츠하이머병 진단을 내리는 연구를 진행하고 있었습니다. 서로의 연구에 대해 함께 논의해 보던 중, 일반적인 소리 대신 사람의 귀에 들리지 않는 초음파를 이용하면 더 효과가 있지 않을까 하는 궁금증이 일었고, 초음파가 가지고 있는 뇌 자극에 대한 기전이 알츠하이머병 치료에 좀 더 효과적일 것 같다는 기대가 생겨 공동연구를 시작하게 되었습니다.

후기 인터뷰에서 “서로 다른 학문 분야의 두 연구팀이 융합연구를 통해 이룬 성과”라고 전하셨는데요.
융합연구를 시도할 때 혹은 융합연구를 진행하면서 특별히 신경 써야 할 점이 있다면 무엇일까요?

김재관저는 의공학을 전공한 공학자이고 김태 교수님은 정신의학을 전공한 임상의사이자 동시에 기초의학 연구자입니다. 이렇게 서로 완전히 다른 전공을 가진 두 팀이 융합연구를 수행하기 위해 가장 중요한 것은 ‘소통’과 ‘같이 논의하는 시간의 양’입니다. 다른 분야를 적극적으로 이해하고 수용하려는 태도로 각자가 하는 연구에 대해 자주 논의하다 보면 자연스럽게 융합적인 사고를 하게 됩니다. 따라서 융합연구를 위해 가장 필요한 것은 상대 연구자에 대한 이해이고, 서로 소통하는 시간이 늘어날수록 이해도 또한 비례적으로 채워진다고 생각합니다.

본 연구가 어떤 분야에 활용될 거라 기대하시나요?

김재관비록 미국 FDA에서 승인을 받은 알츠하이머병 치료 약물이 있지만, 아직도 그 효능에 대해 의문을 가지는 연구자들이 많이 있습니다. 저희는 비약물적인 치료 방법 중 하나인 전자약 개발을 통해 알츠하이머병의 완치까지는 바라지 못하더라도, 진행을 늦추는 효과를 기대하고 있습니다.
광이나 초음파, 그리고 전기 및 자기를 활용한 전자약은 이미 우울증과 같은 정신 질환 및 타 질환에도 많이 적용되고 있습니다. 전자약은 기존 약물 대비 개발비용이 적고, 부작용이 거의 없다는 이점 덕분에 치료제 시장에 빠르게 진출할 수 있다는 장점이 있습니다. 저희가 하는 연구도 최대한 빨리 임상에 적용될 수 있기를 희망하고 있습니다.

이 밖에 연구 성과가 있다면 듣고 싶습니다.

김재관초음파 뇌 감마 자극을 통해 알츠하이머병 치료의 가능성을 확인한 것이 본 연구라면, 알츠하이머병 진단을 위한 연구 또한 현재 활발하게 진행하고 있습니다. 최근에는 ‘후각 자극을 통한 치매 진단법’에 대한 연구 결과를 발표했는데요. 후각 자극을 주고 그에 따른 뇌 혈류신호를 기능적 근적외선 분광법을 이용해 측정한 결과가 치매 및 경도인지장애 환자를 선별할 때 아밀로이드 PET 영상이나 뇌 MRI 영상보다 훨씬 정확도가 높다는 내용입니다. 앞으로도 치매의 조기 진단 및 치료에 관한 연구를 꾸준히 진행해 연구팀에서 개발한 기술들이 병원에서 실사용될 수 있도록 하는 것이 저희의 최종 목표입니다.

김태최근 저희 연구실에서 진행되고 있는 연구에서 재미있는 결과가 나오고 있어 ‘예고편’으로서 말씀드리자면, 청각 자극을 통한 감마파 동기화 치료법을 적용한 뇌에서 교세포 중의 하나인 성상세포의 병적 반응이 감소하고 신경보호 작용을 높이는 형태로 변화가 일어난 것을 확인했습니다. 감마파 동기화 치료법의 원리는 아직 명확히 밝혀지지 않았는데, 본 결과를 통해 최근 치매의 원인으로 대두되는 교세포의 병적 변화를 정상화하는 것이 그 원리 중의 하나임을 입증할 수 있기를 기대하고 있습니다.

끝으로 지스티언들에게 한 말씀 부탁드립니다.

김재관고령화 사회로 접어들면서 노인성 질환도 급격히 증가하고 있습니다. 사회 구성원들의 건강한 삶과 질환 극복을 위해 지스트 의생명공학과에서는 다양한 의사 교수님들과 기초연구 교수님들, 그리고 공학 개발 교수님들이 함께 어우러져 흥미로운 연구를 진행하고 있습니다. 인턴을 희망하는 학생분들과 융합연구에 관심이 있는 교수님들께서는 언제든지 연락 바랍니다. 서로 다른 학문에 대한 이해와 융합을 통해 인류의 삶을 건강하게 만드는 연구를 진행해보고 싶습니다.

김태최근 뇌과학 기술이 눈부시게 발전하고 있으나 실제 신경정신질환 치료에 적용되는 것은 극소수에 불과합니다. 저는 기초 뇌과학, 임상 신경정신의학, 신경공학의 융합이 이루어질 때 이러한 간극이 메워질 수 있다고 믿고 융합을 통한 새로운 치료법 개발에 매진하고 있습니다. 저와 같이 이러한 꿈을 실현하고 싶은 지스티언이 있다면 언제든 문을 두드려 주십시오. 뇌 질환 극복을 위한 중개연구에 관심이 있는 지스티언이라면 언제나 환영합니다.