Widespread oscillatory suppression in autism persists in the absence of psychotropic medication.
본 연구는 자폐 스펙트럼 장애를 가진 아동 및 청소년에게서 나타나는 세타, 알파, 베타 진동 활동의 광범위한 억제가 정신약물 복용 여부와 관계없이 지속되는 견고한 신경생리학적 표지임을 입증하며, 이는 진단 도구로서의 잠재적 유용성을 시사한다.
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인간의 뇌는 결코 진정으로 조용할 때가 없습니다. 우리가 눈을 뜨고 휴식을 취하고 있을 때조차도, 수십억 개의 신경 세포들이 리듬감 있는 패턴으로 발화하며 두피 표면에서 측정될 수 있는 전기적 파동을 만들어냅니다. 신경 진동(neural oscillations)이라고 알려진 이 파동은 무작위적인 소음이 아니라, 정보를 조직화하는 뇌의 방식입니다. 이러한 파동의 서로 다른 속도는 서로 다른 마음의 상태와 연결됩니다. 느린 파동은 대개 뇌가 휴식 중이거나 깊은 생각을 처리할 때 나타나는 반면, 빠른 파워는 우리가 집중하거나, 계획하거나, 주변 세계에 반응할 때 나타나는 경향이 있습니다. 수십 년 동안 과학자들은 자폐 스펙트럼 장애(ASD)를 가진 사람들의 뇌가 다른 리듬으로 작동하는지 궁금해해 왔습니다. 자폐증은 사회적 의사소통과 반복적 행동의 어려움으로 정의되는 복잡한 질환이지만, 그 생물학적 뿌점은 여전히 모호한 상태로 남아 있습니다. 이 질환은 매우 다양하고 많은 개인이 증상을 관리하기 위해 약물을 복용하기 때문에, 명확하고 객적인 생물학적 징후를 찾는 것은 어려웠습니다. 만약 뇌의 전기적 리듬이 실제로 자폐증에서 변화된다면, 그 변화를 이해하는 것은 자폐증을 단순히 행동을 통해서가 아니라 뇌 자체의 근본적인 물리학을 통해 바라보는 새로운 방법을 제공할 수 있습니다.
브라질의 한 연구팀은 전례 없는 명확함으로 이러한 뇌의 리듬을 듣기 위해 나섰습니다. 그들은 자폐 진단을 받은 아동 및 청소년과 대조군으로서 자폐가 없는 또래 집단을 모집했으며, 공정한 비교를 위해 연령과 성별을 세심하게 맞추었습니다. 목표는 참가자들이 눈을 뜨고 조용히 앉아 있는 상태, 즉 '휴지기(resting state)'라고 알려진 상태에서 뇌의 전기적 활동을 기록하는 것이었습니다. 깨끗한 신호를 얻기 위해 연구진은 엄격했습니다. 그들은 근육의 움직임이 뇌 활동처럼 보이는 전기적 소음을 생성할 수 있기 때문에, 녹화 중에 너무 많이 움직이는 사람들을 제외했습니다. 또한, 데이터 분석을 위해 정교한 수학적 기법을 사용하여 배경 간섭으로부터 뇌의 실제 신호를 높은 정밀도로 분리해 냈습니다. 결정적으로, 이 연구에는 정신과 약물을 한 번도 복용한 적이 없는 자폐 아동 9명의 특별 소그룹이 포함되었습니다. 이를 통해 과학자들은 발견된 패턴이 자폐의 자연스러운 부분인지, 아니면 흔히 사용되는 약물의 부작용인지 확인할 수 있었습니다.
연구진이 발견한 것은 뇌의 전기적 활동이 뚜렷하고 광범위하게 조용해진 현상이었습니다. 자폐 아동의 경우, 특정 뇌파의 전력이 신경전형 아동보다 유의미하게 낮았습니다. 이러한 억제는 무작위적인 것이 아니었습니다. 이는 대략 초당 6회에서 20회 사이의 특정 주파수 범위를 영향을 미쳤습니다. 이 범위에는 주의력, 감각 처리 및 실행 기능과 관련된 세타(theta), 알파(alpha), 베타(beta) 대역이 포함됩니다. 가장 일관되고 강력한 발견은 알파 대역에서의 깊은 감소였는데, 알파 대역은 일반적으로 뇌가 불필មាន한 정보를 걸러내고 중요한 것에 집중하도록 돕는 리듬입니다. 이러한 조용해지는 효과는 앞쪽에서 뒤쪽까지 뇌의 전체 표면에서 관찰되었습니다. 반면, 매우 느린 파동과 매우 빠른 파동은 두 집단 사이에 유의미한 차이를 보이지 않았습니다. 자폐증의 뇌는 이 특정 대역들에서 혼란스럽거나 과잉 활동하는 것이 아니라, 눈에 띄게 억제되어 있었습니다.
또한 연구는 이 분야의 연구를 오랫동안 가려왔던 주요 질문, 즉 이러한 차이가 약물에 의해 발생할 수 있는지에 대해서도 다루었습니다. 많은 자폐 아동이 과민성이나 불안을 완화하기 위해 약물을 복용하며, 이러한 약물은 뇌파를 변화시키는 것으로 알려져 있습니다. 그러한 약물을 복용한 적이 없는 9명의 아동을 분석함으로써, 연구진은 억제 패턴이 여전히 존재함을 확인했습니다. 알파, 세타, 베타 파의 조용해지는 현상은 약물의 영향 없이도 지속되었습니다. 이는 감소된 전기적 전력이 치료 여부와 상관없이 존재하는 자폐 뇌의 근본적인 특징임을 시사합니다. 약물이 세타 대역의 가장 낮은 부분에는 미미한 영향을 미치는 것처럼 보였지만, 중간 주파수에서의 광범위한 억제라는 핵심적인 발견은 변하지 않았습니다.
이 발견의 함의는 단지 하나의 패턴을 식별하는 것을 넘어섭니다. 연구진은 이러한 전기적 전력의 부족이 자폐의 핵심적인 경험들을 설명할 수 있다고 제안합니다. 만약 알파 리듬이 방해되는 감각 입력을 차단하는 필터 역할을 한다면, 신호가 약하다는 것은 뇌가 세상의 엄청난 양의 시각, 청각, 촉각 정보에 압도당할 수 있음을 의미할 수 있습니다. 마찬가지로, 계획 및 충동 조절과 관련된 베타 파의 감소는 자폐에서 흔히 보이는 실행 기능의 어려움과 관련될 수 있습니다. 이 연구는 자폐의 미스터리를 해결했다고 주장하거나 즉각적인 치료법을 제시하는 것이 아닙니다. 대신, 이 연구는 질환의 신경생리학에 대한 명확하고 측정 가능한 창을 제공합니다. 뇌의 리듬이 일관되고 광범위하게 억제되어 있음을 보여줌으로써, 이 연구는 주관적인 관찰이 아닌 객관적인 데이터에 기반한 잠재적인 새로운 진단 도구를 제공합니다. 이는 고장 난 뇌가 아니라, 어쩌면 신경전형적인 뇌만큼 쉽게 세상을 처리하기 위해 필요한 전기적 운동량을 생성하는 데 어려움을 겪으며, 조금 더 조용하고 다른 주파수에서 작동하고 있는 뇌의 모습을 그려냅니다.
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