뇌 운동피질 내 '체성-인지 행동 네트워크'(SCAN) 영역이 떨림과 운동 장애 등을 수반하는 파킨슨병에서 핵심 역할을 하는 것으로 밝혀졌다. 소규모 임상 결과 SCAN을 표적으로 할 경우 증상 개선 효과가 두 배 이상 커지는 것으로 확인됐다.

 미국 세인트루이스 워싱턴대 의대와 중국 베이징대 공동 연구팀은 5일 과학 저널 네이처(Nature)에서 파킨슨병 치료를 받는 환자 860여명의 뇌 데이터를 분석, SCAN 영역과 정서·기억·운동 조절을 담당하는 피질하부 간 과도한 연결성이 파킨슨병의 특징임을 확인했다고 밝혔다.

 또 환자를 두 그룹으로 나눠 한 그룹은 경두개 자기자극(TMS) 요법을 SCAN 영역을 표적화해 적용하고 다른 그룹은 주변 운동피질 영역에 적용한 결과 SCAN을 표적화했을 때 증상 개선 효과가 2배 이상 큰 것으로 나타났다.

 파킨슨병은 세계적으로 1천만명 이상이 앓고 있는 진행성 신경계 질환으로, 떨림, 운동 장애, 수면 장애, 인지 기능 저하 같은 심각한 증상을 유발한다. 장기적 약물 치료나 침습적 뇌심부자극(DBS) 등 현재 치료법은 증상을 완화할 수는 있지만 질병 진행을 멈추거나 완치할 수는 없다.

 도젠바흐 교수팀은 2023년 SCAN 영역을 처음 보고했다. SCAN은 신체 움직임을 조절하는 뇌 영역인 운동피질 안에 있으며, 행동 계획을 움직임으로 전환하고 그 실행 결과에 대한 피드백을 받는 역할을 한다.

 연구팀은 이 연구에서 중국과 미국에서 파킨슨병 치료를 받고 있는 환자 863명의 뇌 영상 데이터를 수집해 분석했다.

 여기에는 전극을 삽입해 특정 뇌 부위에 전기 자극을 가하는 뇌심부자극(DBS), 경두개 자기자극(TMS), 집속 초음파 자극, 약물 치료 등을 받는 파킨슨병 환자와 비교 대조를 위해 건강한 사람들과 다른 운동 장애 환자들도 포함됐다.

 분석 결과 파킨슨병 환자들의 뇌는 파킨슨병 관련 뇌 영역들이 특정 움직임을 담당하는 다른 운동피질 영역보다 SCAN 영역과 더 강하게 연결된 것으로 확인됐다. 이런 강한 연결성은 본태성 떨림 같은 다른 운동 장애에서는 관찰되지 않았다.

 또 연구에 포함된 네 가지 치료법 모두에서 SCAN과 피질하부 간 과잉 연결성을 줄일 때, 행동 계획과 조절을 담당하는 회로의 활동이 정상화되고 증상 개선 효과도 가장 큰 것으로 나타났다.

 이를 토대로 SCAN을 밀리미터(㎜) 단위 정확도로 표적화할 수 있는 경두개 자기자극(TMS) 치료 시스템을 개발해 적용한 결과, SCAN 표적 그룹은 2주 후 반응률이 56%로 인접한 뇌 영역 자극 그룹(22%)보다 치료 효과가 2.5배 높았다.

 연구팀은 이는 SCAN이 파킨슨병 관련 영역들과 과도하게 연결돼 운동뿐 아니라인지·신체 기능까지 교란한다는 것을 보여준다며 이 연구는 파킨슨병의 신경학적 기초를 새롭게 정의하고 효과적인 정밀 치료의 토대가 될 것이라고 밝혔다.

 도젠바흐 교수는 "비침습적 치료는 뇌 수술이 필요 없어 뇌심부자극보다 훨씬 이른 시점부터 신경조절 치료를 시작할 수 있다"며 "다만 임상 적용을 위해서는 SCAN의 다른 요소들이 파킨슨병의 다양한 증상에 어떤 영향을 미치는지 더 많은 기초 연구가 필요하다"고 말했다.

 ◆ 출처 : Nature, Hesheng Liu et al., 'Parkinson's disease as a somatocognitive action network disorder', https://www.nature.com/articles/s41586-025-10059-1