규칙적인 운동은 장기적으로 파킨슨병 환자의 뇌 연결을 회복할 수 있습니다.

오하이오 북동부 대학 병원 및 재향군인 의료 시스템(클리블랜드 기능적 전기 자극(FES) 센터)에서 실시한 새로운 연구에서는 단서를 제공합니다. 이 연구에 따르면 장기간의 역동적인 운동 프로그램은 이전에 생각했던 것보다 파킨슨병 환자의 뇌 신호에 더 광범위한 회복 효과를 가져올 수 있는 것으로 나타났습니다.

연구진은 참가자들의 심부 뇌 자극(DBS) 장치에서 나온 녹음 내용을 사용하여 장기간의 운동 프로그램이 파킨슨병으로 인해 손상된 연결을 어떻게 "재활성화"할 수 있는지 평가했습니다.

이전 연구들과 달리, 이번 연구는 2세대 DBS 장치와 장기간 동적 사이클링 프로그램을 사용하여 파킨슨병 환자의 운동 증상 완화와 관련된 뇌 변화를 파악하는 것을 목표로 했습니다.

해당 연구의 세부 내용은 Clinical Neurophysiology 저널에 게재되었습니다.

이 시범 연구는 UH&VA의 신경과 의사이자 의학박사인 아세프 셰이크 박사가 주도했으며, 그녀는 대학 병원의 연구 부회장, 신경과 교수, 클리블랜드 FES 센터의 의료 부소장이기도 합니다.

이 논문의 주저자인 프라자크타 조시는 클리블랜드 대학 병원의 셰이크 연구실과 클리블랜드 루이스 스토크스 VA 의료 센터의 FES 센터에서 생체공학 박사 과정을 밟고 있습니다.

"우리는 오랫동안 역동적인 사이클링 훈련이 파킨슨병 환자의 떨림 치료에 효과적이라는 것을 입증해 왔습니다."라고 셰이크 박사는 말했습니다. "이번 연구는 심부 뇌 자극과 지속적인 운동 프로그램을 추가하여 장기간의 훈련이 뇌의 신경 연결을 어떻게 재구성할 수 있는지 보여줍니다."

셰이크 박사는 이 연구의 또 다른 독특하고 중요한 요소는 두 의료 시스템 간의 협력으로 더 폭넓은 참여자를 모집할 수 있었다는 점이라고 덧붙였습니다.

파킨슨병 환자(군 복무자 포함)들에게 4주 동안 12회의 역동적인 사이클링 훈련을 실시하도록 요청했습니다. 모든 참가자는 운동 증상 치료를 위해 이전에 뇌심부 자극 장치를 이식받았으며, 전극이 부착된 부위의 뇌 신호를 동시에 측정했습니다.

이 연구의 또 다른 중요한 측면은 적응형 사이클링 프로그램이었습니다. 이 기술을 통해 운동용 자전거는 환자의 페달링 방식을 "학습"할 수 있습니다.

예를 들어, 경기 화면을 시청하는 동안 사이클 선수들은 분당 80회전의 속도로 페달을 밟고 약 30분 동안 그 속도를 유지하도록 요청받았습니다. 페달링 강도는 화면에 풍선 형태로 표시되었는데, 풍선은 수면 위로 떠 있지만 정해진 범위 내에서 움직여야 했습니다.

하지만 이 기계의 적응성 덕분에 참가자들은 얼마나 힘을 써야 할지 계속해서 추측하게 되었습니다. 자전거 모터는 참가자들이 80rpm에 도달할 수 있도록 도왔지만, 노력에 따라 저항이 증가하거나 감소하기도 했습니다. 연구진은 이 "밀고 당기는" 메커니즘이 파킨슨병 증상 치료에 특히 유용하다고 생각합니다.

이 연구의 공동 저자이자 켄트 주립 대학 박사과정생인 라라 시고는 80rpm이 사람이 일반적으로 페달을 밟는 속도보다 빠르지만, 모터가 그 속도를 유지하는 데 도움이 되기 때문에 이 속도가 피로를 유발하지 않는다고 말합니다.

인상적인 결과

각 세션 전후에 이식된 DBS 전극을 통해 뇌 신호가 기록되었습니다.

셰이크 박사는 "저희의 목표는 전극이 이식된 뇌 영역, 즉 파킨슨병이 발생하는 곳에서 운동이 즉각적이고 장기적인 효과를 미치는지 이해하는 것이었습니다."라고 말했습니다.

연구자들은 뇌 신호에 즉각적인 변화는 발견하지 못했지만, 12회 세션 후에는 운동 제어와 운동을 담당하는 신호에 측정 가능한 변화가 있음을 확인했습니다.

조시와 연구팀은 "현재 DBS 시스템은 뇌 활동에 대한 새로운 통찰력을 제공하지만, 전극이 부착된 부위의 신호만 기록하는 데 그치고 있습니다. 다른 뇌 영역도 아직 밝혀지지 않았습니다."라고 지적했습니다.

조시는 핵심적인 통찰력을 이렇게 설명합니다. "더 광범위한 회로가 관여할 수 있습니다. 여러 개의 상행 및 하행 경로가 운동의 영향을 받을 수 있으며, 운동 증상 개선을 중재하는 네트워크 수준의 변화를 일으키고 있을 가능성이 있습니다."

조시는 추가 연구를 통해 더 많은 답을 얻을 수 있을 것이라고 덧붙였다. "좋은 소식은 다음 연구를 통해 파킨슨병에 대한 혁신적이고 개인화된 치료법에 한 걸음 더 다가갈 수 있다는 것입니다."