▲ (왼쪽부터) 김재원 GIST 박사과정생, 연동건 경희의료원 교수, 이건호 광주 치매 코호트 단장, 김재관 GIST 교수(이미지 출처=GIST)

국내 연구팀이 복잡한 알츠하이머 치매 진단 과정을 간단한 후각 자극만으로 5분 이내에 구분하는 새로운 치매진단 기술을 개발했다.  

GIST(광주과학기술원) 의생명공학과 김재관 교수와 조선대학교 이건호 교수 연구팀은 후각 자극 시 전전두엽에서 측정한 근적외선 신호를 기반으로 정상/인지기능 장애/알츠하이머 치매를 구분할 수 있는 진단 기술을 개발했다고 24일 밝혔다.

이번 연구 결과는 신경과학 분야의 권위적인 학술지이자 영국 치매 연구 학회에서 발간하는 ‘Alzheimer’s Research & Therapy’(임상 신경학 분야 상위 10%)에 2022년 3월 9일 온라인 게재됐다.  

알츠하이머 진단까지 길게는 몇 시간 걸리는 인지기능 검사, 혹은 뇌 MRI 또는 아밀로이드 PET-CT 결과를 종합해야 정확한 판단이 가능한 치매 단계를 5분 이내에 간단한 후각 자극을 통해 구분하는 방법을 발견한 것이다.  

연구팀에서 제시한 fNIRS(기능적 근적외선 분광법)를 이용한 알츠하이머 치매 진단 기술은 뇌 MRI나 아밀로이드 PET-CT보다 경도인지장애를 빠르면서도 더 정확하게 진단하는 것으로 확인됐다. 효과적인 치매 치료제가 없는 상황에서 조기에 알츠하이머 치매 환자를 발견함으로써 치매 관리 및 임상 활용에 큰 도움이 될 것으로 기대된다. 

알츠하이머 치매 환자는 전체 치매 환자의 60~70%를 차지하고 있으며, 이전 연구들에서 알츠하이머 치매 환자에서 인지기능 저하 증상 발현 이전에 후각 기능이 정상인보다 감소하는 것으로 알려져 있다.  

기존에는 후각 기능의 저하를 정량적으로 측정하는 부분에 미흡한 점이 있었으며, 이번 연구는 뇌 전전두엽에서 후각 기능의 변화를 근적외선 분광 기법(fNIRS)을 통해 정량적으로 측정함으로써 알츠하이머 치매 단계를 진단했다. 

연구팀은 새로 개발된 진단기법의 우수성을 확인하기 위해 총 97명을 대상으로 뇌 전전두엽에 근적외선 측정 프로브를 붙이고, 4가지 향기(무향, 다우니, 민트, 가죽) 자극을 준 후, 뇌 전전두엽에서 변화하는 헤모글로빈의 값을 fNIRS를 이용하여 측정하는 임상시험을 진행했다.   

그 결과, 새로운 진단기법이 뇌 MRI 또는 아밀로이드 PET-CT보다 우수한 진단 능력을 갖추고 있으며 여러 치매 설문지(MMSE, SNSB)와 같은 기존 치매 검사와도 유사한 진단 정확도를 지니고 있음을 확인했다.   
 

▲ 정상인과 경도인지장애 환자를 구분하는 능력 비교 그래프. MRI(밝은 파란색), 아밀로이드 PET-CT(초록색), fNIRS(빨간색)에서 fNIRS 그래프가 다른 두 그래프보다 훨씬 넓은 선 아래 영역을 나타내는 것을 확인할 수 있음.(이미지 출처=GIST)

공동 교신을 맡은 김재관, 이건호 교수는 “이번 연구 결과는 진단 과정이 매우 간편할 뿐 아니라 소요 시간도 5분 내외로 짧으며, 비용이 훨씬 낮으면서 우수한 결과를 보여줘 임상 적용이 기대된다”고 말했다. 

GIST 김재관 교수와 조선대학교 이건호 교수가 주도하고 김재원 박사과정 학생과 경희의료원 연동건 교수(공동 제1저자)가 수행한 이번 연구는 의사 과학자 양성 사업, 뇌과학원천기술개발사업, 한국뇌연구원 기초연구사업의 지원을 받아 수행되었다. 

글. 이지은 기자 smile20222@brainworld.com | 사진 및 자료출처 = 광주과학기술원(GIST)