리메드 “경두개자기자극술 연구, 우울증 회로 회복 기전 제시”

UCLA 연구진, aiTBS 통해 전전두엽 특정 신경세포 시냅스 회복 과정 규명 TMS, 단순 뇌자극 넘어 ‘정밀 신경회로 조절 치료’ 주목 리메드, BrainStim·BrainEyes 기반 차세대 정밀 뇌자극 플랫폼 고도화

전자약 전문기업 리메드가 최근 세계적 생명과학 학술지 Cell에 게재된 경두개자기자극술(TMS) 연구가 우울증 치료에서 TMS의 작용 기전을 신경세포 및 회로 수준에서 규명했다고 13일 밝혔다.

이번 연구는 University of California, Los Angeles 연구진이 수행했으며, 논문 제목은 ‘A cell type-specific mechanism driving the rapid antidepressant effects of transcranial magnetic stimulation’이다. 

연구진은 만성 스트레스로 우울증 유사 행동을 보이는 동물 모델에 가속 간헐 세타버스트 자극(accelerated intermittent theta burst stimulation, aiTBS)을 적용한 결과, TMS가 전전두엽 특정 신경세포의 시냅스 연결성을 회복시키며 빠른 항우울 효과를 유도한다는 점을 확인했다.

TMS는 머리 밖에서 발생한 자기장을 통해 뇌 특정 부위에 미세한 전기 신호를 유도하는 비침습 치료 기술이다. 기존 우울증 치료가 신경전달물질 조절 중심이었다면, 최근에는 전전두엽 기반 신경회로와 시냅스 연결성 회복이 핵심 치료 개념으로 부상하고 있다.

리메드는 연구는 그간 블랙박스처럼 여겨졌던 TMS 작용 기전을 세포 수준에서 확인했다는 데 의미가 있다고 설명했다.

연구진은 임상 환경과 유사한 조건의 전임상 모델에서 광섬유 광도측정법(fiber photometry), 신경세포 형태 분석, 화학유전학 기법 등을 활용해 어떤 신경세포군에서 치료 효과가 나타나는지 추적했다.

연구 결과 aiTBS는 만성 스트레스로 유발된 우울증 유사 행동을 빠르게 개선했다. 특히 전전두엽 특정 신경세포군에서는 스트레스로 감소했던 수상돌기 가시(dendritic spine) 밀도가 회복됐으며, 해당 세포 활동을 억제했을 때는 항우울 효과도 사라졌다. 이는 TMS가 단순히 뇌 전체를 비특이적으로 자극하는 치료가 아니라, 우울증 회복과 관련된 특정 전전두엽 회로 시냅스 가소성을 유도하는 정밀 신경조절 치료일 가능성을 보여주는 결과라는 설명이다.

김민석 리메드 최고 의학책임자(CMO)는 “ TMS가 단순한 기분 조절을 넘어, 스트레스로 약화된 전전두엽 회로 연결성을 회복시키는 정밀 신경조절술임을 보여준 연구”라고 말했다.

이어 “최근 케타민, 사이키델릭, 뇌자극치료 등 빠르게 작용하는 항우울 치료 연구들은 공통적으로 신경가소성과 시냅스 회복을 핵심 기전으로 제시하고 있다”며 “우울증 치료 역시 단순 증상 억제를 넘어 지친 뇌 회로의 회복을 돕는 방향으로 발전하고 있다”고 설명했다.

또 “이번 연구는 TMS가 특정 뇌 회로의 구조적·기능적 회복을 유도할 가능성을 보여준다”며 “향후 우울증 뿐 아니라 파킨슨병, 치매, 뇌졸중, 강박증 등 다양한 네트워크 기반 뇌질환 영역에서 정밀 TMS 역할이 확대될 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

이번 연구는 TMS 장비 기술적 완성도가 중요하다는 점도 시사한다. aiTBS와 같은 고빈도 반복 자극 프로토콜을 안정적으로 구현하기 위해서는 코일 발열 제어, 일정한 자기장 출력 유지, 정밀한 자극 위치 설정 등이 중요하기 때문이다.

리메드는  경두개자기자극기 BrainStim을 통해 우울증 등 정신과 질환 치료를 위한 비침습적 뇌자극 기술을 고도화하고 있다. BrainStim은 다양한 자극 프로토콜 운용과 확장성을 고려해 개발된 장비며, 리메드는 정밀한 자극 위치 설정을 지원하는 BrainEyes를 포함한 관련 플랫폼 기술도 함께 구축하고 있다.

회사 측은 “뇌질환 치료 패러다임은 개별 증상 완화에서 신경회로 기반 정밀 조절로 이동하고 있다”며 “리메드는 TMS 하드웨어, 자극 프로토콜, 표적화 기술을 통합한 차세대 정밀 뇌자극 플랫폼 경쟁력을 강화해 나갈 것”이라고 밝혔다.

이어 “이번 연구는 TMS가 단순 자극 기술을 넘어, 뇌 회로의 기능적 회복을 유도할 수 있는 치료 플랫폼으로 진화하고 있음을 보여준다”며 “리메드는 비침습 전자약 기술을 기반으로 우울증, 치매, 파킨슨병 등 다양한 뇌질환 영역에서 미래 치료 방향성을 선도해 나갈 계획”이라고 덧붙였다.

다만 동물 모델 기반 전임상 연구인 만큼 사람에서 동일한 세포 수준의 기전과 치료 효과를 확인하기 위한 후속 임상 연구가 필요하다며, 그럼에도 이번 연구는 그동안 경험적으로 알려져 있던 TMS의 항우울 효과를 신경세포와 시냅스 수준에서 설명했다는 점에서 비침습 뇌자극 치료 과학적 근거를 한층 강화한 연구로 평가된다고 전했다.