뇌 기능 자기공명영상(fMRI) 연구, 뇌졸중 생존자의 요실금 유발 신경 메커니즘 규명

최근 USC 주도로 진행된 기능적 자기공명영상(fMRI) 연구를 통해 뇌졸중 생존자에게 흔하게 나타나 삶의 질에 상당한 영향을 미치는 요실금의 신경학적 메커니즘이 밝혀졌습니다.

 

 

 

연구진 및 방법

이번 연구는 케크 의과대학 USC, 케크 메디신 USC, 란초 로스 아미고스 국립 재활 센터, 셜리 라이언 능력 연구소의 비뇨기과 의사, 신경외과 의사, 영상 전문가로 구성된 다학제 팀에 의해 수행되었으며, 연구 결과는 국제 학술지 ‘Stroke’에 게재되었습니다. 연구팀은 자발적인 방광 수축과 비자발적인 방광 수축 동안 뇌 활동에 나타나는 중요한 차이점을 발견했으며, 이는 표적 치료법 개발의 잠재적 경로를 제시합니다.

 

 

요실금의 심각성 및 기존 이해 부족

요실금은 뇌졸중 직후 최대 79%의 환자에게 발생하며, 1년 후에도 거의 40%의 생존자에게 지속되는 흔한 질환입니다. 이는 일반적으로 조절되지 않는 방광 수축과 불수의적인 소변 배출로 인해 발생하며, 환자들에게 절박뇨, 빈뇨, 요 누출과 같은 쇠약성 증상을 유발합니다. 흔한 질환임에도 불구하고 종종 제대로 치료받지 못하며, 장기적으로 사망률 증가 및 장애 증가와 같은 좋지 않은 결과를 예측하는 요인이 되기도 합니다.

 

 

 

연구의 중요성 및 새로운 발견

연구의 주요 저자인 케크 의과대학 USC 임상 비뇨기과 겸임 조교수인 에브게니 크레이딘 박사는 “뇌는 방광 조절에 중요한 역할을 수행하여 사람들이 방광 충만감을 느끼고 사회적으로 적절한 시점까지 배뇨를 지연시키거나 의지에 따라 배뇨를 시작할 수 있도록 합니다. 반대로, 뇌졸중 생존자는 원치 않는 방광 수축을 억제하는 데 어려움을 겪고 방광 감각과 인식을 완전히 상실할 수도 있습니다. 뇌졸중은 뇌에 영향을 미치므로 정상적인 방광 조절 경로를 방해합니다. 그럼에도 불구하고 이러한 기능 장애의 정확한 신경학적 기초는 최근까지 제대로 이해되지 못했습니다.”라고 설명했습니다.

 

 

 

혁신적인 연구 방법 및 수상

이번 연구는 참가자들이 MRI 장치 안에 있는 동안 반복적인 방광 충만 및 배뇨를 유도하고, 이 과정에서 뇌 기능을 측정하는 혁신적인 방법을 사용했습니다. 이러한 연구의 중요성을 인정받아 크레이딘 박사는 비뇨역학, 여성 골반 의학 및 비뇨생식기 재건 학회(SUFU)로부터 McGuire-Zimskind 상을 수상했습니다. 이 상은 레지던트 또는 펠로우십 과정을 완료한 지 10년 이내의 초기 경력 전문가 중 기초 및 임상 연구를 통해 해당 분야에 significant 기여를 한 사람에게 수여됩니다.

 

 

연구 결과의 의미 및 향후 연구 방향

이번 연구 결과는 뇌졸중 후 요실금의 신경학적 메커니즘에 대한 중요한 통찰력을 제공하며, 향후 표적 치료법 개발을 위한 새로운 길을 열어줄 것으로 기대됩니다. 연구팀은 앞으로 뇌졸중 생존자의 요실금 개선을 위한 맞춤형 재활 전략 및 약물 치료 개발에 더욱 박차를 가할 계획입니다.

 

 

 

혁신적인 fMRI 연구 방법론을 통한 뇌졸중 후 요실금의 새로운 신경학적 단서 발견

케크 의과대학 USC의 마크 앤 메리 스티븐스 신경영상 및 정보학 연구소의 케이 얀 박사는 이전 연구와 달리 카테터를 사용한 참가자들이 가득 찬 방광으로 스캐너에 들어가 지시에 따라 배뇨했던 것과 대조적으로, 이번 연구에서는 방광의 채움과 비움을 반복적으로 관찰할 수 있었다고 밝혔습니다. 얀 박사는 기능적 MRI 기술의 분석 도구 및 임상 적용 개발을 담당했으며, 이번 연구의 영상 전문가로 참여했습니다. 그는 동시에 방광 압력을 기록하여 자발적 및 비자발적 방광 비움을 모두 식별할 수 있었으며, 이를 통해 처음으로 비자발적 방광 비움 동안의 뇌 활동 차이를 감지할 수 있었다고 강조했습니다.

 

 

 

자발적 배뇨와 비자발적 배뇨 시 뇌 활성 차이

연구 결과, 참가자들이 의식적으로 배뇨 시점을 결정하는 자발적 방광 비움 동안에는 건강한 사람과 뇌졸중 생존자 모두 감각 운동 조절 및 실행 기능과 관련된 뇌 영역에서 상당한 활성화를 보였습니다. 반면, 뇌졸중 생존자의 비자발적 또는 요실금성 방광 비움은 최소한의 피질 활성화를 특징으로 나타내, 요실금 조절에 필요한 핵심 뇌 네트워크를 활성화하지 못하는 것을 시사했습니다.

 

 

 

방광 충만 시 활성화되는 주요 뇌 네트워크의 이상

건강한 사람과 뇌졸중 생존자 모두에서 자발적 배뇨 전 방광 충만은 현저성 네트워크로 알려진 뇌 영역 집합체의 활동을 유발했습니다. 이 뇌 영역들은 내부 또는 외부 자극의 중요성을 평가하고 이러한 자극에 대한 뇌의 반응을 조율하는 역할을 합니다. 그러나 비자발적 배뇨에 앞선 방광 충만 동안에는 요실금이 있는 뇌졸중 생존자에게서 이 네트워크가 비활성 상태를 유지했습니다. 이러한 findings은 현저성 네트워크를 활성화하지 못하는 것이 뇌졸중 후 요실금의 핵심 메커니즘일 수 있음을 시사합니다.

 

 

새로운 치료적 접근 가능성 제시

이러한 연구 결과는 뇌졸중 환자의 방광 조절 회복을 목표로 하는 새로운 중재법 개발의 가능성을 열어줍니다. 잠재적인 치료 접근 방식으로는 경두개 자기 자극(TMS) 또는 경두개 직류 자극(tDCS)과 같은 비침습적 뇌 자극 기술을 사용하여 현저성 네트워크를 표적화하는 방법, 중요한 요실금 조절 영역의 신경 활성화를 향상시키는 약물 개발, 방광 인식 및 자발적 조절 능력을 향상시키기 위한 인지 훈련 및 생체 피드백 치료 등이 제시되었습니다.

 

 

 

향후 연구의 필요성 및 기대

연구진은 이번 연구가 뇌졸중 후 요실금에 대한 이해를 크게 진전시켰지만, 추가적인 연구가 필요하다고 강조합니다. 향후 연구에서는 뇌졸중 유형이 요실금 조절에 미치는 영향과 현저성 네트워크를 표적화하는 조기 중재가 뇌졸중 생존자의 만성 요실금 예방에 도움이 될 수 있는지 여부를 탐구할 수 있을 것입니다.

이번 연구의 수석 저자이자 모든 협력 기관의 코디네이터인 USC 신경재활 센터 소장 찰스 류 박사는 이 중요한 연구를 기반으로 더 많은 발견이 이루어질 것으로 기대했습니다. 그는 또한 케크 의과대학의 임상 신경외과, 외과, 정신의학 및 행동과학, 생의학 공학 교수로서 배뇨의 신경학적 기초는 여전히 제대로 이해되지 않고 있으며, 비뇨생식기 시스템의 신경 재활을 위해서는 추가 연구가 중요하다고 언급했습니다. 류 박사는 이 연구가 흔한 뇌졸중 후 합병증에 대한 이해를 깊게 할 뿐만 아니라 전 세계 수백만 명의 뇌졸중 생존자들에게 더 나은 삶의 질에 대한 희망을 제공한다고 덧붙였습니다.