Internet gaming disorder: dynamic functional connectivity and graph theory
이 연구는 인터넷 게임 장애가 시간적 뇌 네트워크 점유율의 상태 의존적 재분배와 일시적 연결성 상태에서의 특정 위상적 교란을 특징으로 하며, 특정 상태에서의 동적 그래프 특징이 증상 심각도를 성공적으로 예측한다는 것을 밝혀냈다.
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인간의 뇌는 단일하고 변하지 않는 주파수로 웅웅거리는 정적인 기계가 아니다. 대신, 뇌는 사람이 단순히 눈을 감고 휴식을 취하고 있을 때조차도 서로 다른 뉴런 집단이 불을 밝히고 사라지는 역동적인 풍경이다. 과학자들은 오랫동안 이러한 연결을 지도화하기 위해 뇌 스캔을 사용해 왔지만, 오랫동안 그들은 뇌를 몇 분 동안의 활동을 하나의 흐릿한 평균치로 포착하는 사진처럼 취급했다. 이 접근 방식은 뇌의 배선이 스캔하는 동안 일정하게 유지된다는 가정을 담고 있는데, 현대 연구는 이 아이디어를 점점 더 의심하고 있다. 우리는 이제 뇌의 연결이 빠르게 변동하며, 몇 초마다 뚜렷하고 일시적인 상태로 스스로를 재구성한다는 것을 알고 있다. 이러한 찰나의 순간들을 이해하는 것은 뇌가 어떻게 작동하는지, 그리고 더 중요한 것은 중독과 같은 질환에서 어떻게 무너지는지를 밝혀내는 데 매우 중요하다. 사람들이 인터넷 게임 중독에 빠지게 되면 뇌에 심대한 변화가 일어나지만, 이러한 변화가 지속적이고 전역적인 혼란인지, 아니면 특정 정신 활동이 일어나는 특정 순간에만 발생하는 것인지는 불분명했다.
정주대학교 제1부속 병원의 연구팀은 더 날카로운 렌즈로 이 문제를 살펴보기 위해 나섰다. 그들은 인터넷 게임 장애 진단을 받은 58명의 개인과 56명의 건강한 자원봉사자를 연구했으며, 이들 모두는 휴지기 기능적 자기공명영상(fMRI) 스캔을 받았다. 연구진은 전체 스캔 데이터를 하나의 그림으로 평균 내는 대신, 데이터를 아주 작은 조각으로 나누어 짧은 시간 창 동안 뇌 영역들이 서로 어떻게 연결되는지를 살펴보았다. 그런 다음 컴퓨터 방법을 사용하여 이러한 찰나의 패턴들을 뇌가 반복적으로 방문하는 네 가지의 반복적인 '상태' 또는 구성으로 그룹화했다. 이 상태들을 뇌가 순환하는 서로 다른 기분이나 작동 모드라고 생각하면 된다. 각 상태는 고유한 연결 지도를 가지고 있다. 연구팀은 단순하지만 심오한 질문을 던졌다. 인터넷 게임 장애가 있는 사람들은 건강한 사람들과 다르게 이 상태들 속에서 시간을 보내는가, 그리고 이 상태들의 내부 구조는 다른가?
결과는 단순히 '고장 난 뇌'라는 개념보다 훨씬 더 미묘한 이야기를 보여주었다. 연구진은 인터넷 게임 장애가 있는 사람들의 뇌가 항상 무질서해 보이는 것은 아니라는 사실을 발견했다. 대신, 이 장애는 뇌가 이러한 상태들 사이를 어떻게 이동하는지와 특정 하나의 상태에 있을 때 어떻게 기능하는지에 대한 구체적인 변화로 특징지어졌다. 장애가 있는 사람들은 네 가지 상태 중 두 가지 상태, 즉 뇌의 영역들이 가장 강력하게 연결되어 있고 효율적으로 협력하는 상태에서 더 적은 시간을 보냈다. 또한 그들은 이 고도로 연결된 상태에서 더 빨리 벗어났으며, 그곳에 머무는 기간도 더 짧았다. 반대로, 그들은 뇌의 연결이 더 약하고 통합성이 낮은 상태에서 더 많은 시간을 보냈다. 이는 중독된 뇌가 자기 통제와 목표 지향적 사고에 필요한 효율적이고 조정된 작동 모드에 안착하는 데 어려움을 겪으며, 대신 더 파편화되고 덜 연결된 모드에 머무는 것을 선호한다는 것을 시사한다.
그러나 가장 놀라운 발견은 뇌가 상태에 얼마나 오래 머무느냐가 아니라, 그 상태에 도착했을 때 그 안에서 어떤 일이 벌어지는가에 관한 것이었다. 연구진은 이 무너짐이 단 하나의 특정한 상태에 국한되어 있다는 것을 발견했다. 이 한 가지 특정한 구성에서, 인터넷 게임 장애가 있는 사람들의 뇌 네트워크는 건강한 대조군에 비해 현저히 덜 효율적이었다. 서로 다른 부분들 사이의 연결은 더 약해졌고, 네트워크를 가로질러 정보가 이동하는 경로은 더 길고 덜 직접적이었다. 이는 뇌가 서로 다른 영역으로부터 정보를 통합하는 데 어려움을 겪고 있음을 의미하며, 이 과정은 의사 결정을 내리고 충동을 억제하는 데 필수적이다. 결정적으로, 이러한 비효율성은 뇌가 방문하는 다른 세 가지 상태에서는 나타나지 않았다. 이 장애는 뇌 조직의 전역적인 붕괴를 일으킨 것이 아니라, 뇌가 이 특정한 작동 모드에 진입할 때만 나타나는 특정한 병목 현상을 만들어냈다.
연구는 또한 이 특정한 뇌 패턴이 중독의 심각도와 연관되어 있음을 발견했다. 연구진은 참가자들의 표준 인터넷 중독 테스트 점수를 예측하기 위해 뇌 데이터를 사용했다. 그들은 중독이 심할수록 그 특정 상태에서의 비효율성이 더 뚜렷하다는 것을 발견했다. 이 연결성은 연구진이 결과가 단순한 우연이 아님을 확인하기 위해 발견 내용을 반복적으로 테스트했을 때도 유효했다. 이는 뇌가 이 특정 순간에 스스로를 얼마나 효율적으로 조직하지 못하는지가 그 사람이 겪는 장애의 영향을 얼마나 깊게 받는지를 직접적으로 반영한다는 것을 시사한다. 이 발견은 영구적으로 손상된 뇌라는 관점에서 벗어나, 가장 효율적인 작동 모드에 접근하거나 이를 유지하는 데 어려움을 겪는 뇌라는 관점으로 중독을 이해하는 새로운 방법을 제시한다.
이 연구 결과가 인터넷 게임 장애의 신경학적 메커니즘에 대해 더 명확한 그림을 제공하지만, 연구진은 이것이 특정 시점의 스냅샷이라는 점을 주의 깊게 언급한다. 이 연구는 두 집단을 수년에 걸쳐 추적 관찰한 것이 아니라 단일 시점에서 비교한 횡단적 연구이다. 따라서 이러한 특정 뇌 패턴이 중독의 원인인지, 중독의 결과인지, 아니면 뇌가 증상에 대처하기 위해 고군분투하고 있다는 신호인지는 아직 알려지지 않았다. 참가자들은 주로 남성이었으며 연구가 단일 장소에서 수행되었으므로, 결과가 모든 사람에게 적용되지 않을 수도 있다. 그럼에도 불구하고, 이 작업은 복잡한 행동 장애를 이해하는 열쇠가 뇌의 평균 상태가 아니라 뇌의 순간순간의 변동을 살펴보는 데 있을 수 있음을 보여준다. 뇌의 조직화가 무너지는 정확한 순간을 식별함으로써, 과학자들은 사람들이 통제력을 되찾도록 돕는 더 표적화된 방법, 잠재적으로는 뇌가 효율적이고 잘 연결된 상태에 진입하고 머물 수 있도록 학습시키는 치료법에 집중할 수 있게 될 것이다.
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