미국 펜실베이니아주 유니버시티파크-뇌의 정보처리능력은 알츠하이머병(AD)을 조기발견하는 예측인자인 만큼 AD를 저렴하고 간편하게 검사할 수 있다는 연구결과가 나왔다.
펜실베이니아주립대학 심리학 마이클 웽거(Michael J. Wenger) 교수가 "정보처리 능력을 측정하면 경도인지기능장애(MCI)의 진행 변화를 파악할 수 있다"고 Journal of Mathematical Psychology에 발표했다.
MRI서 나타난 해마 크기와 관련
MCI는 언어와 기억 및 이와 관련하는 정신기능에 장애가 발생한 병적 상태로서 나이가 들면서 정신기능 떨어지는 것과는 확실히 다르다.
MCI는 보다 중증 AD의 전조일 가능성이 높고, 양쪽 병태에서는 모두 장기기억과 공간인식을 연결시키는 뇌 영역인 해마의 크기가 줄어든다.
MCI의 진단법 가운데 가장 신뢰성이 높은 것은 해마 위축을 직접 확인할 수 있는 MRI다. 하지만 간단하게 이용할 수 없고 비용도 많이 든다.
웽거 교수는 "기억검사에 기초해 개발한 이번 진단법은 MRI보다 훨씬 저렴하고 해마의 기능 저하와도 관련하는 것으로 나타났다"고 설명했다.
이번 연구는 우선 위축된 해마의 컴퓨터 모델을 이용해 작업완료까지 걸리는 속도를 통계학적으로 추산하는 방법을 고안했다.
이어 이 분석법을 MCI환자의 기억검사에 응용하여 해마의 정보처리 능력을 평가하고 질환 진행과의 관련성을 검토했다.
이번 연구는 메이요클리닉의대 신경학 로널드 페터슨(Ronald C. Peterson) 교수, 실라마윗 네가시(Selamawit Negash) 박사, 린제이 페터슨(Selamawit Negash) 교수와 공동으로 실시됐다.
웽거 교수는 "메이요클리닉에서는 MCI군의 기억검사결과를 MRI로 검증했다. 그 결과, 우리가 개발한 정보처리 능력의 지표와 해마 크기 사이에 명백한 상관관계가 나타나 이 방법이 정확하다는 사실이 확인됐다"고 설명했다.
같은 MCI라도 처리능력에 큰 차이
웽거 교수는 정보처리 능력은 정보처리 속도와는 별개라는 가설 하에 우선 해마를 복잡한 전기회로에 놓고 전류와 전압에 관한 공식을 이용해 이 회로에서 나타나는 뉴런의 전기적 흥분을 시뮬레이트했다.
회로의 차단과 해마의 위축을 연동시킨 모델을 만들어 확인한 결과, 이 모델에서는 전기신호를 처리하는 세포가 줄어들면서 해마의 정보처리 속도가 낮아졌는데, 정보처리 능력 역시 이에 버금가는 속도로 낮아졌다.
정보처리 능력은 해마의 기능저하와 관련해 가장 고감도의 지표로서 감도는 평균처리 속도보다 높았다.
교수는 이 모델을 Free and Cued Selective Reminding Test(FCSRT)에도 응용했다.
FCRST는 노화에 따른 정상적인 기억력 변화인지 장애로 인한 변화인지를 구별하는데 골드스탠다드로 알려져 있다.
우선 피험자에게 여러개 그림을 보여주고 '신체부위'(상위개념), '동맥' 등 설명적 어구를 제시하고 어구와 일치하는 그림을 선택하도록 했다(이 경우 심장의 그림이 정답).
이 작업을 여러 항목에 걸쳐 실시한 후 기억시험을 실시하여 심리학 전문가가 피험자에게 되도록 많은 항목을 생각하도록 지시했다.
기억하지 못하는 항목은 다시 상위 개념이나 힌트를 주어 정보량을 늘리게 한 다음 피험자의 능력 한계를 확인한다.
이번 연구에서는 참가자를 (1)대학생 (2)건강한 중년 (3)건강한 고령자- 각각 100명씩 (4)MCI로 진단된 사람 (5)나이를 일치시킨 비MCI(대조군)-의 각각 50명 등 총 5개군으로 나누어 FCRST를 실시했다.
작업시 반응속도와 추가 힌트의 유무별 기억항목수를 분석한 결과, 추가 힌트에 대한 감도가 가장 높았던 것은 MCI군이었다.
추가정보는 작업능력의 유의한 개선과 방해 모두 유발했지만 컴퓨터 모델의 검토와 마찬가지로 MCI군과 다른 군에서 인지기능상 가장 큰 차이가 나타난 것은 정보처리 능력의 추정치에 관한 것이었다.