감마 리듬 자극이 신경 장애를 치료할 수 있다는 증거가 나오고 있습니다.
2016년 말 Nature에 발표된 놀라운 MIT 연구 는 특정 감마 대역 뇌 리듬의 주파수에서 빛을 깜빡이는 것이 알츠하이머병 환자에게 의미 있는 치료 효과를 가져올 수 있다는 가능성에 대한 관심을 불러일으키는 데 도움을 주었습니다. 이 연구를 주도한 연구실은 내과학 저널 에 실린 새로운 리뷰 논문에서 그 이후로 전 세계적으로 점점 더 많은 과학자들이 수십 건의 임상 및 실험실 벤치탑 연구를 통해 밝혀낸 내용을 살펴봅니다.
흔히 ‘뇌파’ 또는 ‘진동’이라고 불리는 뇌 리듬의 생성은 지각과 같은 필수 인지 기능을 촉진하는 뉴런과 신경 네트워크의 조율된 활동에 기인합니다. MIT의 연구 결과에 따르면 초당 약 40주기(Hz)의 낮은 범위의 감마 주파수 진동은 기억 처리에서 특히 중요한 역할을 합니다. 또한, 이 연구는 세포 및 분자 수준을 변경하면 이러한 진동에 영향을 미칠 수 있음을 시사합니다. 동물과 인간을 대상으로 실시한 수많은 연구에서 비침습적 방법을 통해 40Hz 감마 리듬의 효능과 일관성을 증폭하면 알츠하이머 증상 완화에 도움이 될 수 있음이 입증되었습니다.“2016년에 생쥐를 대상으로 한 광유전 및 시각 자극으로 시작된 연구는 다양한 자극 패러다임으로 확장되었습니다, 유망한 결과를 얻은 다양한 인간 임상 연구로 확대되었으며, 이 현상의 근간이 되는 메커니즘을 좁혀가고 있습니다.” 리후에이 차이 , Picower 학습 및 기억 연구소 및 MIT 뇌 및 인지과학과 교수를 포함한 저자들의 글입니다.
이 주제에 대한 연구의 양과 다양성이 증가하고 수집된 데이터에서 잠재적인 치료 효과를 시사하는 징후가 나타나고 있지만, 현재 임상 증거는 여전히 제한적이고 잠정적이라는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 이러한 접근법의 근간이 되는 메커니즘을 규명하기 위한 동물 기반 조사는 귀중한 통찰력을 제공했지만, 결코 결정적이거나 완전히 포괄적인 것은 아닙니다.
MIT 박사후 연구원 크리스티나 블랑코-듀크가 이끄는 연구팀이 이 문헌 검토의 서론에서 강조한 것처럼, 이러한 접근법의 치료적 적용에 대한 새로운 연구는 아직 초기 단계에 머물러 있습니다. 알츠하이머병에서 감마 자극의 유익한 영향에 기여하는 정확한 메커니즘은 아직 명확하지 않지만, 전임상 시험의 유망한 결과는 추가 연구를 위한 귀중한 정보를 제공합니다.
예비 유망
연구자들은 빛, 소리, 촉각 진동 또는 이들의 조합을 통한 감마 주파수 감각 자극, 두피 전극을 통해 특정 뇌 영역에 전기 자극을 전달하는 경두개 교류 자극(tACS), 자기장을 사용하여 표적 뇌 영역 내에 전류를 유도하는 경두개 자기 자극(TMS) 등 다양한 형태의 신경 자극을 활용한 최근 임상시험 16건에 대한 개요를 제시하고, 이를 통해 뇌신경 자극이 뇌에 미치는 영향을 살펴봅니다. 특히 이러한 연구는 참가자 인구 통계, 연구 설계, 연구 기간 및 조사된 결과 측정 측면에서 상당한 다양성을 보여줍니다. 빛에 기반한 감각 자극의 일부 사례에서는 뚜렷한 색조와 정밀한 W
임상 시험의 이용 가능한 데이터는 결과가 다소 엇갈리지만 그럼에도 불구하고 감각 자극이 알츠하이머병 환자에게 유익할 수 있음을 시사하는 몇 가지 유망한 증거가 있음을 시사합니다. 여러 연구에 따르면 감각 중재는 이러한 환자에게 안전하고 견딜 수 있다는 사실이 지속적으로 입증되었습니다. 또한, 여러 연구에서 감각 자극의 결과로 감마 진동의 증가와 신경 연결성이 향상되는 것을 관찰했습니다. 또한 많은 연구에서 기억력 및 수면의 질을 포함한 인지 기능의 다양한 측면이 개선되었다고 보고했습니다. 어떤 경우에는 감각 개입이 뇌 수축 감소 및 면역 체계 활동의 변화와 같은 측정 가능한 생리적 이점과 관련이 있는 것으로 나타났습니다. 그러나 현재 연구에서는 아직 유의미한 감소
임상 연구는 다양한 표본 크기에 걸쳐 40Hz 주파수로 적용된 경두개 교류 자극(tACS)의 효능을 입증했으며, 이는 이용 가능한 문헌에서 그 유병률로 반영됩니다. 이러한 연구들은 주로 표적 대뇌 영역에 따라 실행 기능, 기억력 및 주의력 향상을 포함한 다양한 인지적 이점을 보고했습니다. 또한, 여러 조사에 따르면 이러한 이점은 치료가 끝난 후에도 지속되는 것으로 나타났습니다. 또한 타우 및 아밀로이드 수치 변화, 뇌 혈류 변화, 신경 조절 화합물 조절, 면역 활동 조절과 같은 생물학적 지표에 미치는 영향을 보고한 연구도 있습니다. 특히
명
명을 대상으로 한 무작위 대조 시험은 감마 자극이 알츠하이머병 환자에게 잠재적인 이점이 있다는 새로운 증거에 비추어 볼 때 감마 자극의 안전성과 효능을 확인하는 것이 가장 중요하다고 강조합니다.일련의 소규모 임상 시험의 예비 연구 결과에 따르면 감각 감마 자극은 안전하고 측정 가능한 뇌파(EEG) 반응을 유도할 수 있는 것으로 나타났습니다. 또한, 이러한 초기 징후는 알츠하이머 관련 증상과 신경 병리학적인 변화를 개선할 수 있음을 시사합니다. 마찬가지로 고무적인 것은 경두개 자극 기술을 조사한 연구 결과인데, 이는 기억력 유지력 향상뿐만 아니라 치료 중단 후에도 광범위한 인지 기능에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다는 가능성을 보여주는 것으로 보입니다.
기본 메커니즘 연구
이와 병행하여 수많은 연구에서 아밀로이드 및 타우 축적 감소, 신경 조직 보존, 인지 기능 향상 등 주목할 만한 이점이 쥐를 대상으로 입증되었습니다. 또한, 이러한 연구를 통해 과학자들은 중추신경계에 대한 감마파 자극의 잠재적 치료 효과의 근간이 되는 복잡한 세포 및 분자 경로에 대한 통찰력을 얻게 되었습니다.
2016년과 2019년 MIT의 획기적인 연구 이전에는 신경 세포 내의 분자 변화가 뇌파 패턴의 변동과 연관될 수 있는지 여부가 알려지지 않았습니다. 그러나 후속 연구를 통해 이러한 변화가 뉴런의 분자 프로필에 영향을 미칠 뿐만 아니라 면역 반응을 담당하는 미세아교세포와 뇌 혈류를 조절하는 성상교세포를 포함한 신경교세포의 행동에도 영향을 미친다는 사실이 입증되었습니다. 또한 이러한 변화는 뇌 내의 복잡한 혈관 네트워크까지 확장됩니다. 현재 차이의 연구실에서 제기된 한 가지 이론은 감각 감마 자극이 아밀로이드와 타우와 같은 유해한 단백질 응집체의 제거를 증가시켜
감마 자극 분야에서 상당한 논쟁의 여지가 있는 영역 중 하나는 신경 전기 활동에 미치는 영향과 이러한 영향이 어느 정도까지 확장되는지에 관한 것입니다. 연구에 따르면 억제성 “인터뉴런"이 이러한 영향에 특히 취약한 것으로 보이며, 감마 활동 수준이 높아지면 뇌 전체로 퍼질 수 있는 메커니즘에 대한 귀중한 통찰력을 제공하는 것으로 밝혀졌습니다.
이 분야의 최근 연구 결과에 따르면 감마파 자극이 세포와 분자 수준 모두에서 긍정적인 영향을 미칠 수 있는 가능성에 대한 흥미로운 통찰을 이끌어냈습니다.
앞으로의 감마
연구자들은 현재 감마 주파수 신경조절에 초점을 맞춘 15개의 진행 중인 연구 프로젝트를 확인할 수 있으므로 더욱 엄격한 임상시험의 필요성을 강조하고 있습니다.이러한 노력 중 하나는 코그니토 테라퓨틱스가 매사추세츠 공과대학(MIT)에서 라이선스를 취득한 기술을 사용하여 수백 명의 참가자를 모집하는 대규모 3상 임상시험입니다.
또한, 감마 자극을 알츠하이머병 외에도 뇌졸중이나 다운증후군과 같은 다양한 신경 질환에 적용할 수 있는 가능성을 모색하는 연구도 점점 더 많아지고 있습니다. 예를 들어, 매사추세츠 공과대학(MIT)의 연구진은 감마 자극이 화학 요법과 관련된 인지 장애, 흔히 ‘케모브레인’이라고 불리는 인지 장애를 개선하는 데 효과가 있는지 평가하는 실험을 진행했습니다.
감마 자극 요법의 지속적인 이점을 완전히 파악하려면 대규모 임상시험을 포함한 추가 연구가 필요합니다. 따라서 감마 자극의 근본적인 메커니즘을 더 잘 이해하고 이 기술의 잠재적인 대체 응용 분야를 탐색하기 위해 동물 모델을 사용한 추가 연구를 수행하는 것이 중요합니다.
이 논문의 공동 저자로 참여한 차이와 블랑코-듀크 외에도 다이앤 챈, 마틴 칸, 미첼 머독이 기고자 목록에 포함되어 있습니다.