서울아산병원·미시간 의대 공동연구팀
한국과 미국 공동연구팀이 뇌 정보 흐름 분석으로 마취제들의 공동 메커니즘 규명에 성공했다.
서울아산병원 마취통증의학과 노규정·구승우·최병문·백승혜 교수와 미국 미시간대학 의대 이운철·조지 마샤 박사 공동 연구팀은 전신 마취 시 뇌 정보의 흐름이 억제되면서 사람의 의식이 사라지는 신체 현상을 확인함으로써, 마취에 의한 의식의 소실과 회복은 결국 뇌의 정보 흐름에 의해 일어난다는 마취의 공통된 작용 메커니즘을 규명했다고 27일 밝혔다.
연구팀은 케타민, 프로포폴, 세보플루란 등으로 전신 마취한 수술환자 48명의 뇌 속 정보 흐름의 방향과 정보량을 분석했다. 그 결과, 뇌의 전두엽에서 두정엽 방향으로 정보 흐름이 억제되는 순간 의식이 사라지는 공통된 변화를 확인했다. 이런 변화는 마취제의 분자구조나 신경생리학적 특성이 다른 경우에도 같게 나타났다.
이와 같은 메커니즘은 특정 약물에만 발생하는 것이 아니라 일반적인 수면제, 마취제에 의한 의식 소실의 공통된 작용 기전임을 입증한 것이다. 또한 마취에 의해 사람의 의식이 소실되고 회복되는 순간을 포착할 수 있는 것은 물론, 의식이 소실되고 회복되는 사이의 중간 과정, 즉 ‘무의식의 깊이’도 뇌 정보 흐름으로 파악할 수 있게 됐다. 이에 따라 수술 중 돌연 각성을 미연에 방지할 수 있는 길도 열리게 됐다.
뇌의 앞부분에 있는 전두엽은 인지기능을, 뒷부분에 있는 두정엽은 감각정보를 처리하는 기능을 수행하는데 전신마취 중 전두엽에서 두정엽으로 정보 흐름은 억제되는 반면 두정엽에서 전두엽 방향으로의 정보 흐름은 일정하게 유지됐다. 이는 뇌가 수면 혹은 마취 중이라도 외부로부터 시각, 후각, 청각 등 감각에 관한 정보 처리를 계속하고 있다는 뜻이라고 연구팀은 설명했다.
이번 연구 결과를 활용하면 뇌 속 정보 흐름을 측정해 ‘마취 깊이’를 객관적으로 나타내는 지표를 개발할 수 있어 마취제 용량 조절에 도움이 되는 것은 물론, 수술 중 갑자기 의식이 깨는 마취사고를 예방할 수 있을 것으로 기대된다. 노규정 교수는 “지금까지는 환자의 무의식 수준이 수술 가능한지만 판단할 수 있었지만, 이번 연구로 마취의 깊이뿐만 아니라 의식 소실 유무까지 알 수 있게 됐다”며 “전신마취 상태에서 의식이 갑자기 돌아오는 시점을 예측해 수술 중 환자의 안전을 높이는 데 이바지할 것”이라고 말했다. 이번 연구결과는 미국마취과학회 공식학술지인 ‘마취학(Anesthesiology)’ 6월호에 실렸다.