Behavioral and neural modulation effects of transcranial pulse stimulation of the dorsal cingulate cortex and anterior insula cortex in healthy adults: A prospective, randomized, sham-controlled trial
이 전향적, 무작위 배정, 가짜 자극 대조 시험은 배측 전대상 피질과 전측 섬엽 피질을 표적으로 하는 10회의 경두개 맥동 자극이 건강한 성인에게서 실행 가능하고 안전하며, 위험 감수 행동 및 이와 관련된 휴지기 기능적 연결성 변화에 대해 양방향의 표적 특이적 조절을 생성한다는 것을 입증한다.
원본 논문은 CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) 라이선스로 제공됩니다. 이것은 동료 심사를 거치지 않은 프리프린트의 AI 생성 설명입니다. 의학적 조언이 아닙니다. 이 내용을 바탕으로 건강 관련 결정을 내리지 마세요. 전체 면책 조항 읽기
인간의 뇌는 단일하고 균일한 기관이 아니라, 우리의 생각, 감정, 행동을 안내하기 위해 끊임없이 소통하는 전문화된 영역들의 거대한 네트워크입니다. 이러한 영역들 중에서도 배측 전대상 피질(dorsal anterior cingulate cortex)과 전측 섬엽(anterior insula)이라는 두 개의 심부 구조는 우리가 중요한 신호를 어떻게 인지하고 위험을 감수할지 결정하는 데 있어 핵심적인 허브 역할을 합니다. 과학자들은 오랫동안 이 영역들이 다르게 기능할 때 불안에서부터 중독에 이르기까지 모든 것에 영향을 미칠 수 있다는 사실을 알고 있었지만, 수술 없이 이 영역들에 도달하는 것은 어려운 과제로 남아 있었습니다. 일부 도구들은 뇌의 표면을 부드럽게 자극할 수는 있지만, 이 숨겨진 중심부에 도달할 만큼 깊은 곳까지 안전하게 신호를 보낼 수 있는 방법은 거의 없습니다. 한 새로운 연구는 경두개 맥동 자극(transcranial pulse stimulation)이라 불리는 비교적 새로운 기술을 탐구하는데, 이는 피부를 절개하지 않고도 집중된 충격파를 사용하여 뇌 심부 조직에 도달함으로써, 이 특정 영역들의 기능을 안전하게 변화시키고 결과적으로 사람들이 어떻게 위험한 선택을 하는지를 바꿀 수 있는지 확인하는 것을 목표로 합니다.
75명의 건강한 성인을 대상으로 한 통제된 실험에서, 홍콩 폴리테크닉 대학교의 연구진은 이 비침습적 방법이 이러한 뇌 심부 영역을 정밀하게 타겟팅하여 행동을 변화시킬 수 있는지 테스트하기 위해 실험을 설계했습니다. 자원봉사자들은 세 그룹으로 나뉘었습니다. 한 그룹은 배측 전대상 피질을 목표로 하는 10회의 활성 자극 세션을 받았고, 다른 그룹은 전측 섬엽을 목표로 하는 동일한 횟수의 세션을 받았으며, 세 번째 그룹은 실제 에너지는 전달하지 않지만 소리와 느낌은 비슷하게 구현된 가짜(sham) 처치를 받았습니다. 2주 동안 참가자들은 처치 전후의 뇌 활동을 스캔하는 가운데 이 세션들을 거쳤습니다. 의사결정이 어떻게 변하는지 측정하기 위해, 연구진은 그들에게 가상의 풍선을 부풀리는 컴퓨터 게임을 수행하도록 요청했습니다. 이 게임에서 펌프질을 한 번 할 때마다 작은 보상이 주어지지만, 만약 풍선이 터지면 해당 라운드의 돈을 모두 잃게 됩니다. 이 게임은 사람이 더 많은 보상을 얻기 위해 얼마나 많은 위험을 감수할 용의가 있는지를 드러내도록 설계되었습니다.
결과는 자극이 안전할 뿐만 아니라, 어떤 뇌 영역을 타겟으로 하느냐에 따라 행동에서 뚜렷하고 상반된 변화를 만들어낸다는 것을 보여주었습니다. 배측 전대상 피질에 자극을 받은 참가자들은 더 신중해졌습니다. 그들은 평균적으로 가상 풍선을 더 적게 펌프질했으며, 이는 위험 감수가 명확히 감소했음을 보여주었습니다. 반면, 전측 섬엽에 자극을 받은 이들은 더 기꺼이 기회를 잡으려 했으며, 이전보다 풍선을 더 자주 펌프질했습니다. 가짜 처치를 받은 그룹은 그러한 변화를 보이지 않았습니다. 이러한 행동 변화는 뇌의 네트워크가 서로 어떻게 소통하는지에 대한 측정 가능한 변화와 함께 나타났습니다. 배측 전대상 피질을 자극한 후에는 해당 영역과 주의력 및 계획에 관여하는 다른 부분들 사이의 연결이 더 강해졌습니다. 반대로, 전측 섬엽을 자극했을 때는 보상 및 습관과 관련된 뇌 심부 영역인 선조체(striatum)와의 연결이 약해졌습니다.
또한 이 연구는 이 기술이 건강한 사람들에게 반복적으로 사용될 수 있음을 확인했습니다. 대부분의 참가자는 장치가 머리에 닿는 부위의 따끔거림이나 가벼운 통증과 같은 경미한 부작용만을 경험했으며, 이는 보통 몇 시간 내에 사라졌습니다. 연구에서 중도 탈락한 사람은 매우 적었으며, 탈락한 이들도 절차 자체와는 무관한 이유를 가지고 있었습니다. 연구진은 특정 뇌 타겟과 행동 변화 사이의 명확한 연결 고리를 발견했지만, 뇌 스캔 결과와 게임 결과 사이의 연결이 완벽하게 선형적이지는 않다는 점을 언급하며, 이는 이 자극에 대한 뇌의 반응이 복잡하다는 것을 시사한다고 밝혔습니다. 이 연구 결과는 집중된 충격파가 뇌 심부 구조에 안전하게 도달하여 그 활동을 특정한 방식으로 조절할 수 있다는 기초적인 증거를 제공하며, 인간의 행동을 형성하는 숨겨진 회로를 탐구하는 과학자들에게 새로운 도구를 제시합니다.
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