종양 제거 후 인간 시각계의 빠른 회복과 연관된 수초

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2014-12-22

요약: 신경과학자들과 신경외과의들의 다학제적인 팀이 새로운 영상화 기술을 이용해서 뇌종양의 외과적인 제거 후 단지 수 주 내에 인간 뇌가 어떻게 스스로 낫는지를 보여주었다. 그 팀은 뇌하수체 종양을 가진 환자들에서 시각의 회복은 시각 신경에 있는-신경세포들 사이를 감싸고 연결하는 절연제- 수초(myelin)의 온전함에 의해서 예측된다는 것을 발견했다. 그림. MRI에 의해서 드러난 (시신경 교차, 시신경구, 시방사를 포함하는) 인간 시각 경로. 이 대상은 압박을 일으키는 큰 뇌하수체 종양(빨간색)을 가지고 있다. 이들 종양들은 시각 경로의 수초 탈락과 시각 상실을 일으켰지만, 종양을 제거하는 수술이 놀랍게도 빠를 재수초화 시각 회복으로 이끌었다. 로체스터대(University of Rochester)의 신경과학자들과 신경외과의들의 다학제적인 팀이 새로운 영상화 기술을 이용해서 인간 뇌가 어떻게 뇌 종양을 외과적으로 제거한 후 단지 몇 주 만에 스스로 낫는지를 보여주었다. 저널 Science Translational Medicine의 이번 호의 표지를 장식한 한 연구에서, 그 팀은 뇌하수체 종양을 가진 환자들에서 시각의 회복은 시각 신경에서 수초—신경들 사이에 접촉을 둘러싸고 있는 절연체—의 온전함에 의해서 예측된다는 것을 알아냈다. “이 연구 전에, 우리는 수술 후에 그들의 시각을 회복한다고 하더라도, 얼마나 회복할지를 환자들에게 말할 수 없었다.”고 그 연구의 첫 번째 저자이며 신경생물학 및 해부학과의 M.D. 후보인 David Paul이 설명했다. 뇌하수체 종양들이 크게 자라면서, 그것들은 시신경 교차, 눈으로부터 뇌로 시각적인 입력을 연결하는 신경들의 교차로를 압박할 수 있다. 신경 압박은 시각 상실로 이어질 수 있는데, 이것은 보통 이들 종양들을 코를 통해서 외과적으로 제거한 후에 향상된다. Paul과 그의 동료들은 확산 텐서 영상화(diffusion tensor imaging (DTI))라고 불리는 기술을 이용해서 신경 섬유의 특정한 무리에서의 변화가 어떻게 이들 환자들에서 시각 변화와 연관되는지를 보였다. “DTI는 조직에서 물이 어떻게 퍼지는지를 측정한다”고 신경외과와 뇌 인식 과학고의 조교수이며 그 연구의 선임저자인 Bradford Maho가 설명했다. “수초 절연은 정상적으로 물이 신경들 안에 퍼지는 것을 막는데, 이것은 그 신경들이 기능장애를 일으키게 할 것”이라고 Maho가 덧붙였다.   Paul은 수초 손상을 절연 구리 케이블에 비유했다. 인간 뇌에서, DTI는 “절연의 누출”, 즉 수초가 얼마나 잘 뇌 조직에서 물의 흐름을 제한하는지를 측정할 수 있다. 방사 확산이라고 불리는 한 DTI를 기반으로 하는 측정치는 수초 절연의 지표로서 이용될 수 있다. 그들의 연구에서, 연구자들은 부적절한 절연의 결과 환자들에서 시각 능력이 더 나빠지는 것을 발견했다. Paul은 이 특정한 환자 군은 뇌졸중이나 트라우마, 또는 다발성 경화증과 같은 다를 질병들과는 달리, 이들 환자들은 수술로 치료할 수 있는 문제를 가지고 있고 뇌에 대한 종양의 영향은 매번 같기 때문에 독특하다고 말했다. 충분히 크게 자란 모든 뇌하수체 종양은 다소간 같은 부위에서 시신경 교차를 압박할 것이고, 그 종양의 제거 후에 종종 시각 능력이 회복된다. “수술이 최소한으로 침습적이고 환자들이 수술 후에 매우 빠르게 회복하기 때문에 이들 환자들은 인간 뇌 수리를 이해하기 위한 독특한 기회를 우리에게 주고 있다”고, 그 연구의 공저자이며, 로체스터대 의학센터의 신경외과에 있는 뇌하수체 프로그램의 책임자인 Edward Vates는 말했다.  이 연구가 확립한 측정은 신경 섬유의 구조적인 온전함을 측정하는 새로운 방법을 제공하며, 궁극적으로 전체 범위의 뇌 질환과 부상에 적용될 수 있을지도 모른다. “사람들이 뇌 부상으로부터 어떻게 회복하는지에 대해 많은 변동성이 있다. 계속해서 잘 회복하는 환자들에 대해서 우리가 배울 수 있는 것은 우리가 어떤 원인이든 뇌 부상으로부터의 회복을 촉진하는 것을 도울지도 모른다”고 Mahon은 말했다. 시각계는 인간 뇌에서 가장 잘 이해된 회로이고 그의 실험실이 수술 전후에 시각을 연구하는 매우 정확한 방법들을 개발했다고 그는 덧붙였다. “만약 우리가 초기 시각 경로의 맥락에서 우리의 진단 방법들을 개발할 수 있다면, 우리는 같은 종류의 모형들을 뇌졸중 후에 언어 회복과 같은 뇌에 있는 더 복잡한 시스템들에 적용할 수 있다”고 Mahon은 말했다. “이런 종류의 연구는 고장난 신경계를 고치기 위해서 새로운 치료법들을 만들 것”이라고 그 새로운 로체스터 신경회복 연구소(Rochester Neurorestorative Institute)의 Bradford Berk는 말했다. “뇌가 어떻게 스스로 회복하고 기능을 복구하는지, 우리가 어떻게 그 과정을 가속시킬 수 있는지를 우리가 이해하는 것을 돕는 새로운 기술을 이용하는 것은 다발성 경화증과, 뇌졸중, 정신적 외상에 의한 뇌 부상과 같은 다양한 상황들에서 신경학적인 기능을 복구시키는데 열쇠들 중의 하나가 될 것”이라고 Berk는 덧붙였다.  Journal Reference: D. A. Paul, E. Gaffin-Cahn, E. B. Hintz, G. J. Adeclat, T. Zhu, Z. R. Williams, G. E. Vates, B. Z. Mahon. White matter changes linked to visual recovery after nerve decompression. Science Translational Medicine, 2014; 6 (266): 266ra173 DOI: 10.1126/scitranslmed.3010798 Myelin.jpg http://www.sciencedaily.com/releases/2014/12/141210171354.htm