서울성모병원, AI 기반 디지털 뇌 모델 활용뇌졸중·외상 후 인지 저하 환자 대상 '경두개직류자극' 시뮬레이션
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    두개골이 손상된 환자에게도 전자약의 일종인 '경두개직류자극(tDCS)' 치료를 적용할 수 있다는 가능성이 국내 연구진에 의해 확인됐다. 

    서울성모병원 재활의학과 임성훈 교수 연구팀(공동교신저자)은 가톨릭대학교 성빈센트병원 윤미정 교수(제1저자), AI 뇌질환 솔루션 기업 뉴로핏의 김동현 박사, 미국 텍사스대학교 Yasin Y. Dhaher 교수 등과 함께 진행한 국제 공동연구를 통해 이러한 사실을 입증했다고 12일 밝혔다. 

    연구팀은 뇌 수술로 두개골이 손상된 환자 5명과, 수술 경험이 없는 건강 대조군 5명의 뇌 MRI를 바탕으로 디지털 뇌 모델을 생성하고, 가상환경에서 경두개직류자극 치료 시뮬레이션을 수행했다. 

    그 결과, 두개골에 구멍이 난 '버홀(burr hole)' 부위에서 60mm 이상 떨어진 지점에 전극을 부착할 경우 뇌피질에 의도치 않은 자극 없이 안정적이고 효과적인 전기장 분포가 가능함을 확인했다.

    경두개직류자극은 두피에 부착한 양극과 음극을 통해 미세한 직류 전류를 뇌에 흘려 신경세포를 자극하는 비침습적 신경조절 치료법이다. 

    최대 2mA 전류와 0.001W/kg 수준의 전자파만을 사용해 인체 위해성이 적고, 뇌졸중이나 외상성 뇌손상 후 운동·인지 기능 저하 환자에게 활용되고 있다. 그러나 그간 두개골이 손상된 환자에게는 전류 흐름의 왜곡 가능성 때문에 금기시됐다. 

    임성훈 교수는 "두개골에 구조적 변화가 있는 환자의 실제 MRI를 분석해 시뮬레이션에 반영했고, 안전한 전극 배치 조건을 제시했다"며 "앞으로 두개골 손상 환자에게도 안전하고 효과적인 신경조절치료법 개발에 중요한 자료가 될 것"이라고 밝혔다.

    이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단 중견연구사업과 가톨릭중앙의료원 기초의학사업추진단 인공지능-뇌과학사업단의 지원을 받아 진행됐다.