고성능 초전도 자기센서로<br>간질질초점 위치 정확히 파악
 | | 뇌자도 간질극파 측정과 간질초점 위치의 국지화 |
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간질병을 경험한 적이 있나. 어린시절 학교에서 갑자기 거품을 물고 교실바닥에 쓰러지는 친구가 있었는 데 대개 간질발작 때문이었다.
일본어로는 덴깡(てんかん)인데 이 말이 수입되면서 아이들이 앞뒤 가리지 않고 떼 부리는 것을 ‘땡깡부린다’고 표현하게 됐다. 간질의 발병 빈도는 생각보다 높은 편이다. 한 연구결과에 의하면 대개 인구의 약 1%가 간질을 앓고 있다고 한다.
간질은 뇌신경세포의 비정상적인 흥분으로 인한 전기활동으로부터 비롯된 질병이다. 선천적 혹은 후천적 뇌손상 및 질환에 의해 뇌에 전기적으로 불안정한 부분이 생기면 그 부분에서 발생한 전기적 흥분이 전파해 운동을 관장하는 영역(두정엽 피질부)을 자극하고 결국 몸의 발작으로 나타나게 되는 것이다.
대부분의 간질은 항간질제 등 신경활성화를 조절하는 약물로써 제어할 수 있다. 하지만 전체 환자의 20% 정도는 약물이 듣지 않는다. 이 경우는 처음 비정상적인 전기적 흥분을 발생시키는 부분인 ‘간질초점’을 수술로서 제거해야만 한다.
문제는 수술 전에 간질초점의 위치를 정확히 찾는 것. 우선 MRI와 뇌전도(뇌파)를 이용하는 방법이 있다. MRI는 주로 뇌에 형태적인 손상이 있는 경우 사용된다. 측두엽 간질의 경우 80~90%에서 해마체의 경화 현상이 관찰되고 이 해마체를 절제하면 간질이 치료된다.
하지만 신피질(뇌 표면)의 경우에는 눈에 보이는 손상과 간질초점이 일치하는 경우는 50% 이하다. 특히 신피질에는 운동 및 촉각, 청각 영역들이 같이 있어 자칫 잘못된 영역을 절제하면 마비나 청력상실의 부작용이 있을 수 있다.
따라서 전기적인 측정이 보다 효과적이다. 다만 뇌전도의 경우에도 간질 초점에서 발생된 전기신호가 뇌척수액ㆍ두개골ㆍ머리표피 등을 지나면서 왜곡된다. 두개골을 열고 뇌 표면에 전극을 붙여 전기활동을 측정해도 오직 부분적인 측정만 가능하다.
뇌자도(MEG)란 고성능 초전도 자기센서(SQUID)를 이용해 뇌신경세포의 집단적인 흥분에 의해 발생되는 전류주변의 자기장을 측정, 뇌의 전기활동을 관찰하는 장치다.
뇌자도는 뇌전도와는 달리 자기장이 인체에 투명한 성질을 이용해 신경세포 흥분의 정도와 위치를 왜곡 없이 매우 정확하게 측정할 수 있다. 특히 뇌의 피질에서 일어나는 전기현상에 매우 민감하므로 신피질 간질초점의 위치탐색에 적합하다.
간질초점서 발생되는 간질극파 자기장의 크기는 수 pT (피코테슬라)로 지구자기장의 1,000만분의 1 수준. 하지만 SQUID와 자기차폐환경, 첨단 신호처리기술의 도움으로 정확하게 측정할 수 있다.
뇌자도로 측정된 간질극파로부터 간질초점의 위치를 추정하고 이를 MRI 이미지 위에 중첩 표시함으로써 대상을 국지화할 수 있는 셈이다.
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