Mount Sinai의 과학자들은 기존 치료법에 반응하지 않는 중증 우울증에 대해 심부 뇌 자극(DBS)을 받은 환자의 장기적인 개선과 관련된 세 가지 중요한 뇌 연결을 확인했습니다. 이번 발견은 연구자들이 이 실험적 치료법을 더욱 정확하고 효과적으로 만드는 데 도움이 될 수 있습니다.
10월 1일에 출판됨 미국 정신의학 저널이 연구는 치료 저항성 우울증에 대해 뇌량하 대상 심부 뇌 자극(SCC DBS)을 받은 현재까지 여러 독립적인 코호트에 걸쳐 모인 가장 큰 환자 그룹을 조사했습니다.
연구원들은 지속적인 개선이 세 가지 특정 백질 경로, 즉 띠 다발, 소 겸자 및 내측 장골 근막/복측 편도체 경로에 도달하는 전기 자극과 지속적으로 연관되어 있음을 발견했습니다.
이러한 발견은 주로 해부학적 랜드마크를 기반으로 위치를 선택하는 대신 전극이 이식되어야 하는 정확한 위치를 결정하기 위해 뇌 연결의 상세한 지도를 사용하는 사례를 강화합니다. 커넥톰 기반 타겟팅으로 알려진 이 전략은 SCC DBS 치료를 안내하기 위해 개별화된 뇌 연결 맵을 사용하는 무작위 대조 연구인 Abbott TRANSCEND 임상 시험을 진행하는 데 이미 도움이 되었습니다.
“이 연구는 우울증에 대한 뇌심부 자극을 통해 최적의 결과를 달성하기 위한 개별화된 수술 표적화의 중요성을 강조합니다”라고 Mount Sinai 신경치료학 교수이자 Mount Sinai 의과대학 산하 Nash Family Center for Advanced Circuit Therapeutics의 창립 이사인 Helen Mayberg 박사는 말했습니다. “신경조절 치료에 대한 모든 무작위 대조 시험에서 정확한 리드 배치와 의도한 뇌 표적이 관여했는지 확인하는 것이 필수적인 첫 번째 단계입니다. 우리는 어떤 환자가 이 특정 표적의 자극으로 가장 큰 이익을 얻을 가능성이 가장 높은지에 대해 아직 배울 것이 많지만, 환자에게 최적의 치료를 제공할 수 있는 영상 기반 특징을 개발하는 것이 우리 연구의 핵심 목표로 남아 있습니다.”
심부 뇌 자극이 심각한 우울증을 표적으로 삼는 방법
치료 저항성 우울증이 있는 사람들의 경우, 표준 치료법은 적절한 완화를 제공하지 못했습니다. 연구자들은 심각하고 지속적인 증상을 앓고 있는 사람들을 위한 가능한 치료법으로 뇌심부 자극을 조사하고 있습니다.
이 절차에는 우울증과 관련된 회로에 제어된 전기 신호를 전달하기 위해 뇌 내부에 전극을 외과적으로 배치하는 작업이 포함됩니다. 그러나 전극을 올바르게 배치하는 것은 가장 큰 과제 중 하나입니다.
전기 자극은 이식된 전극에 가장 가까운 뇌 조직에만 영향을 미치는 것이 아닙니다. 또한 서로 다른 뇌 영역을 연결하는 백질 경로를 통해 더 큰 네트워크에 영향을 미칠 수도 있습니다. 결과적으로 거의 동일한 위치에 전극을 이식한 두 환자는 실제로 어떤 연결이 자극되는지에 따라 매우 다른 결과를 경험할 수 있습니다.
Mount Sinai와 Emory University의 이전 연구는 이러한 네트워크의 중요성을 확립하는 데 도움이 되었습니다. 2014년에서 2023년 사이에 발표된 연구에서 생물학적 정신의학, 분자정신의학그리고 자연팀은 성공적인 SCC DBS 치료와 관련된 백질 경로를 식별하고 뇌 연결 맵을 사용하여 전극 배치를 계획하는 방법을 개발했습니다.
최근 조사에서는 이러한 연관성이 다른 연구 센터에서 치료받은 환자들에게도 중요한지 여부를 확인하려고 했습니다. 과학자들은 또한 자극에 의해 도달된 경로의 차이가 혜택을 받지 못한 환자를 설명하는 데 도움이 될 수 있는지 이해하고 싶었습니다.
지속적인 개선과 관련된 세 가지 두뇌 연결
조사를 위해 연구자들은 BROADEN 시험과 SCC DBS가 원래 개발된 토론토 대학의 환자 코호트를 포함한 여러 임상 연구의 정보를 조사했습니다.
그들은 뇌 연결 지도와 함께 이식된 전극에 의해 생성된 전기장의 컴퓨터 모델을 사용했습니다. 이를 통해 어떤 경로가 자극을 받았는지 추정하고 다양한 환자 그룹에서 이러한 패턴을 비교할 수 있었습니다.
결과는 대상 다발, 소 겸자 및 내측 갈고리 근막/복측 편도체 경로의 지속적인 개선과 자극 사이에 일관된 관계를 보여주었습니다.
한 가지 발견이 특히 주목할 만했습니다. 연구 현장 전체에서 2년 후 치료에 반응하지 않은 환자는 왼쪽 대상 다발에 대한 자극 참여가 부족한 것으로 나타났습니다.
연구자들은 이 경로에 도달하기 위해 전극을 움직이는 것이 환자의 증상을 개선할 것인지 여부를 조사하지 않았습니다. 그럼에도 불구하고, 패턴은 겉보기에 유사한 전극 배치가 왜 다른 결과를 생성할 수 있는지에 대한 가능한 설명을 제공합니다. 전극은 올바른 일반 영역에 배치될 수 있지만 지속적인 개선과 관련된 모든 연결을 여전히 활성화하지 못할 수 있습니다.
Mount Sinai의 신경조절 센터 소장인 Brian Kopell 박사는 “이 연구는 DBS의 중요한 질문을 다루고 있습니다. 단순히 뇌의 어느 영역을 자극할지가 아니라 해당 영역 내에서 어떤 연결을 사용해야 하는지에 대한 것입니다.”라고 말했습니다. “우울증과 같은 네트워크 장애의 경우 밀리미터는 자극이 우리가 조절하려는 경로에 도달하는지 여부를 결정할 수 있습니다. 이러한 경로를 식별하고 재현 가능하게 연결하면 더 정확한 수술 목표와 유사한 전극 배치가 다른 임상 결과를 생성할 수 있는 이유를 이해할 수 있는 프레임워크가 제공됩니다.”
보다 개인화된 우울증 치료를 향하여
비록 이 세 가지 경로에 도달하는 것이 중요해 보이지만 연구자들은 전극 배치만으로는 환자의 호전 여부를 결정할 수 없을 것이라고 강조합니다.
조사는 자극을 받아야 하는 뇌 연결을 식별하는 데 집중되었습니다. 어떤 개인이 SCC DBS의 혜택을 받을 가능성이 가장 높은지, 치료가 계속됨에 따라 전기 자극을 어떻게 조정해야 하는지를 결정하려면 추가 연구가 필요합니다.
뇌영상 데이터에도 한계가 있었다. 개인의 백질 연결에 대한 정보를 제공할 수 있는 개별 확산 MRI 스캔은 모든 참가자에게 제공되지 않았습니다. 결과적으로 분석의 대부분은 각 환자를 위해 특별히 만들어진 지도보다는 일반화된 뇌 연결 지도를 사용했습니다.
Emory 환자 그룹의 경우 연구자들은 일반화된 연결 맵에서 얻은 결과를 개별 확산 영상을 기반으로 한 결과와 비교할 수 있었습니다. 두 접근법 모두 일관된 결과를 도출하여 확인된 경로의 중요성에 대한 추가 지원을 제공했습니다. 그러나 환자별 영상의 가치를 확립하려면 더 많은 연구가 필요합니다.
향후 조사에서는 백질 무결성 및 기능적 연결성을 포함한 추가 뇌 영상 측정이 적합한 환자를 식별하고 전극 배치를 개선하며 치료 설정을 안내하는 데 도움이 될 수 있는지 여부를 조사할 것입니다.
“우리의 연구 결과는 이러한 백질 경로를 정확하게 연결하는 것이 지속적인 반응을 향한 중요한 첫 번째 단계라는 것을 보여줍니다.”라고 마운트 시나이 첨단 회로 치료 센터의 이미징 핵심 리더이자 부교수이자 해당 연구의 교신저자인 최기승 박사가 말했습니다. “다음 단계는 이러한 경로를 따라 비정상적인 기능적 및 구조적 뇌 상태를 특성화하여 정밀 의학을 위한 진폭, 주파수 및 펄스 폭을 포함한 환자별 자극 매개변수를 설정하기 위한 보다 상세한 모델을 구축하는 것입니다.”
점점 더 상세한 뇌 지도와 개인화된 자극 설정을 결합함으로써 과학자들은 왜 어떤 사람들은 지속적인 안도감을 경험하고 다른 사람들은 그렇지 않은지 더 잘 이해할 수 있기를 희망합니다. 이번 연구 결과는 중증 우울증에 대한 보다 표적화된 치료법을 개발하기 위한 또 다른 단계를 의미하지만, 이러한 접근 방식이 결과를 얼마나 향상시킬 수 있는지 확인하기 위해서는 추가 임상 연구가 필요합니다.
연구 자금 지원 및 공개
이 연구는 UH3NS103550 보조금을 통해 미국 국립보건원(National Institutes of Health) BRAIN Initiative, 우울증 희망연구재단(Hope for Depression Research Foundation), DANA 재단의 지원을 받았습니다.
Abbott의 신경조절 사업부는 BROADEN 임상 시험의 데이터를 제공했지만 현재 연구의 설계 또는 분석에는 참여하지 않았습니다.
이해 상충 공개: Brian Kopell 박사는 Abbott Laboratories의 유급 컨설턴트로 일하고 있습니다.
Helen Mayberg 박사는 치료 저항성 우울증을 치료하기 위해 특정 뇌 영역(뇌량밑 대상 영역)에서 심부 뇌 자극(DBS)을 사용하는 방법의 공동 발명자로 명명되었습니다. 이 방법은 Abbott Laboratories에 허가되었습니다. Mayberg 박사는 이 기술과 관련하여 Functional Neuroscience로부터 로열티를 받았으며 향후 추가 지불을 받을 자격이 있습니다. 그녀는 또한 우울증에 대한 DBS와 관련된 임상 시험과 관련하여 Abbott Laboratories의 유료 컨설턴트로도 활동하고 있습니다.
AS Ki Sueng Choi 박사와 Martijn Figee 박사는 Abbott Laboratories의 유료 컨설턴트이기도 합니다.
Mayberg 박사, Kopell 박사, 최 박사는 우울증에 대한 심부 뇌 자극에서 최적의 전극 배치를 식별하는 기술을 다루는 특허 출원의 공동 발명자로 선정되었습니다. 특허 출원은 Mount Sinai를 통해 제출되었으며 해당 기술은 아직 라이센스가 없는 상태입니다. 그러나 이 접근법은 TRANSCEND 임상 시험에서 사용되었습니다.
