[mdtoday = 조민규 의학전문기자] 국제 연구팀이 자기장을 이용해 뇌 깊은 부위를 자극해, 파킨슨병과 비슷한 증상을 보이는 쥐의 운동 장애를 개선하는 데 성공했다.

이번 연구 결과는 '선진과학(Advanced Science)'에 실렸다.

파킨슨병에서는 도파민을 만드는 뇌 신경세포가 점차 소실되면서 운동 회로가 망가지고, 떨림과 운동 장애가 나타난다.

현재 일부 환자에게는 쇄골 아래에 뇌 심부 자극기를 심어, 뇌 속 시상하핵(STN)을 전기적으로 자극하는 시술이 시행되고 있다. 하지만 이 수술은 복잡하고 부담이 크며, 모든 환자에게 적용되는 것도 아니다.

새 방법은 이런 한계를 줄일 수 있는 덜 침습적인 대안으로 제시됐다.

연구진은 특수 모양과 자성 구조를 가진 자기 나노플레이트를 개발해, 자기장을 아주 작은 기계적 힘으로 바꾸도록 설계했다. 이 나노입자는 뇌 속에 주사되면, 외부에서 자기장을 걸었을 때 주변 세포막을 미세하게 눌러 변형을 일으킨다.

풍선에 손가락을 살짝 누르는 것처럼 세포막이 변형되면, 기계 자극에 반응하는 이온통로가 열리고, 이온이 신경세포 안으로 들어가 활동이 변한다.

연구진은 파킨슨병과 비슷한 신경세포 손상이 유도된 실험 쥐의 시상하핵에 이 나노입자를 정밀하게 주입했다. 이 부위는 기존 심부뇌자극술에서도 핵심 표적이 되는 영역이다.

고정밀 좌표 장치를 이용한 입자 주사 후, 쥐에게 자기장을 가하자 운동 장애가 뚜렷하게 개선됐다.

연구진은 이 효과가 기존 뇌 페이스메이커 시술에서 기대하는 수준과 비슷하다고 평가했다. 나노입자는 수개월 동안 뇌에 남아 있었지만, 그 기간 동안 염증 반응이나 안전성 문제는 관찰되지 않았다.

연구팀은 앞으로 뇌 직접 주사 없이도 입자를 전달하는 방법을 모색하고 있다.

예를 들어 혈류에 주입한 뒤 혈뇌장벽을 통과하도록 설계하는 방식이 검토되고 있다. 또한 환자가 스스로 착용할 수 있는 머리띠 형태의 소형 장치를 통해, 필요한 자기장을 만들어내는 방안도 연구 중이다.

연구진은 이 방법이 기존 뇌 자극기보다 단순하고 비용 부담이 적을 뿐 아니라, 자기장 파라미터를 조정해 자극 강도와 범위를 더 정밀하게 조절할 수 있다는 점에서 유연성이 크다고 보고 있다.

아직 사람에게 적용되기까지는 시간이 필요하지만, 뇌 깊은 곳을 기계적 힘으로 정밀하게 조절할 수 있는 새로운 도구로서, 파킨슨병 치료와 뇌 기능 연구 모두에 큰 잠재력이 있다는 평가다.