[mdtoday = 이승재 의학전문기자] 수면 중 기록된 뇌파를 인공지능으로 분석해 실제 나이보다 '뇌 연령'이 높게 측정될 경우, 향후 치매가 발생할 위험이 급격히 높아진다는 연구 결과가 발표됐다.

수면 중 뇌파 기반 뇌 연령 추정치와 치매 발생 위험 사이의 상관관계에 관한 연구 결과가 학술지 ‘미국 의사협회 저널(JAMA Network Open)’에 실렸다.

전통적인 수면 지표인 수면 효율이나 수면 단계별 시간 등은 치매 위험을 예측하는 데 한계가 있었다.

뇌파 분석(electroencephalogram, EEG)은 원래 경련성 질환이나 정신 질환의 진단을 위해 보조적으로 쓰였으나, 최근 치매 관련 연구에도 활발하게 사용되고 있다.

미국 샌프란시스코 캘리포니아 대학교(UCSF)와 보스턴 베스 이스라엘 디코니스 의료센터(BIDMC) 공동 연구진은 머신러닝 모델을 통해 수면 중 뇌파의 미세 구조적 특징 13가지를 통합 분석함으로써 새로운 치매 예측 도구를 제시했다.

연구진은 40~94세 사이의 성인 약 7000명의 데이터를 활용해 최소 3.5년에서 최대 17년까지 추적 관찰을 진행했다. 연구 시작 당시 참가자 중 치매 환자는 없었으나, 추적 기간 동안 약 1000명이 치매 진단을 받았다.

연구 결과, 뇌파를 통해 추정된 '뇌 연령'이 실제 나이보다 10세 높을 때마다 치매 발생 위험은 약 40%씩 증가하는 것으로 나타났다. 반대로 뇌 연령이 실제 나이보다 낮게 측정된 경우에는 치매 위험이 유의미하게 낮았다.

이러한 연관성은 교육 수준, 흡연 여부, BMI, 신체 활동 및 유전적 위험 요인을 모두 보정한 후에도 동일하게 유지됐다. 특히 깊은 수면과 관련된 '델타파(delta waves)'와 기억 공고화에 관여하는 '수면 방추(sleep spindles)' 등의 패턴이 뇌 연령 계산에 중요한 기여를 했다.

또한 뇌파 상에서 나타나는 갑작스러운 큰 스파이크 현상인 '첨도(kurtosis)'가 높을수록 오히려 치매 위험이 낮아진다는 흥미로운 사실도 발견됐다.

연구진은 이러한 결과를 바탕으로 수면 중 뇌파로 계산된 뇌 연령이 실제 연령을 초과하는 것이 치매 발생의 강력한 독립적 예측 인자이며, 뇌 활동 분석이 치매 고위험군 선별에 효과적이라고 결론지었다.