뉴로피드백 연구개발 동향

[바르미]

뉴로피드백 연구개발 동향

뉴로피드백 연구개발 동향

1. 1929년 Barger가 최초 인간 뇌파를 기록

2. 1934년 Adrian, Matthews가 깜박이는 빛을 이용하여 10Hz와 25Hz의 뇌파를 발생시킬 수 있다는 것을 발견

(즉, 사람의 뇌파를 특정한 방법을 사용해서 조절이 가능하다는 사실을 알게 됨)

3. 1960년대 시카고대학 Joe Kamiya 박사가 소리를 이용하여 알파파(alpha wave)를 증가 시킬수 있다는 사실을 발견

(알파파는 사람을 이완시킨다는 사실을 발견)

4. 구소련 과학자 Neal Miller는 자율신경계의 조작적 조건화(operant conditioning) 동물실험 연구진행

5. 1967년 Roth 등은 고양이를 이용한 학습된 억제(learned suppression)에 관한 연구 진행

(고양이의 감각운동피질(sensorimotor cortex)영역에서 발생하는 독특한 뇌파를 확인. 이를 sensorimotor rhythm(SMR)이라고 명명)

6. Sterman 등은 먹이를 이용한 보상을 통해 SMR을 발생시킬 수 있다는 사실 확인

(NASA에서 로켓연료로 사용을 하는 monomethyl hydrazine에 노출된 우주비행사들이 경련을 일으키자, sterman 교수에게 이 연료의 용량-반응관계의 연구를 의뢰. SMR 훈련을 적용한 고양이가 그렇지 않은 고양이들보다 경련의 역치가 더 높아졌다는 사실을 발견.)

7. 이후 인간에게 적용한 연구들에서 SMR 피드백훈련이 경련의 발생을 의미있게 낮춘다는 사실이 확인되었으며, 이후 최초로 뉴로피드백이 경련성 질환에 대해 임상적으로 이용되기 시작

* SMR훈련의 기전: 시상(thalamus)의 복기저핵(ventrobasal nuclei)에서의 전기적 방출을 tonic discharge에서 systematic, rhythmic discharge로 변화시킴으로서 GABA를 통해 체성감각 정보처리과정(somatosensory information process)을 억제하고, 근육의 긴장도를 낮추는 것으로 밝혀졌다.

8. 1969년 100명이 넘는 과학자들이 모음을 가지게 됨.

9. 바이오피드백(biofeedback) 이라는 명칭이 공식적인 명칭으로 최초로 사용되기 시작

(당시의 바이오피드백은 주로 뇌파(EEG), 근전도(EMG), 체온(Temperature)을 이용하는 것.)

* 뉴로피드백은 바이오피드백의 한 형태로 특별히 뇌파를 이용하는 것.

10. 컴퓨터의 발달과 함께 계속 발전을 하고 진화해가고 있다.

11. 1976년 과잉운동과 관련한 첫 SMR 뉴로피드백 논문 발표. Lubar JF & Shouse MN,

(EEG and behavioral changes in a hyperkinetic concurrent with training of the SMR)

12. 1980년대를 거치면서 뇌파를 디지털화하여 뇌파의 양적인 측정이 가능해지면서 QEEG(Quantified EEG)라는 개념이 생김

13. Duffy에 의해 BEAM(brain electrical activity mapping)이라는 뇌파의 지도화(brain eeg mapping) 기술이 개발

14. QEEG feedback system으로 발전

15. Peniston, Kulkosky가 20명의 알코올의존증 환자들을 대상으로 알파 세타 뉴로피드백 프로토콜 발표

16. 간질(Epilepsy), 주의력결필 과잉행동장애(ADHD), 뇌경색 등 여러분야로 임상범위 확장.

17. 최근 fMRI를 이용한 연구들에서는 SMR이 기저핵(basal ganglia)의 선조체(striatum)에서의 대사활동의 증가와 관련이 있다고 발표

18. ADHD 아동을 대상으로 한 SMR훈련 및 fMRI 연구에서 우측 전두대상피질(right naterior cingylate cortex), 좌측미상핵(left caudate nucleus), 좌측흑질(left substratia nigra) 등의 부위가 활성화 되는 것으로 보고.

19. 2004년 헨리, 프레시져 등의 연구에서 SCP(Slow Cortical Potential) 뉴로피드백에 대해 발표.

(뇌파의 양극성(polarity)을 강화하고 별개의 강화 계획을 사용)

20. Neuroscience Journal에서 ADHD의 뉴로피드백 치료효과에 대한 메타논문이 발표. (Level 5. efficacious and specific)

 (선별된 15개의 연구는 모든 기준에 부합하고 메타분석에 포함. ADHD 아동의 뉴로피드백 효과를 조사. '충동제어'부분은 메칠페니데이트와 Effect Sizes -0.03(N=240)로 약물치료와 차이가 없었다. '과잉행동'과 '부주의'는 비교가능한 데이터가 충분치 않으므로 결론 내릴 수 없다.)

21. 뉴로피드백의 임상적용 확대.(~현재)

바이오피드백 치료법과는 달리 뉴로피드백은 뇌(brain) 자체를 치료 대상으로 하며, 뇌기능의 변화를 목적으로 한다.

- 간질(Epilepsy):

동물실험을 통해 SMR훈련이 간질의 발생을 낮춘다는 사실이 확인된 후 임상적으로 가장 먼저 도입된 영역. 현재도 간질에 대해서는 거의 대부분의 연구에서 SMR훈련법을 적용. 초기연구들을 보면 평균 80%정도의 치료효과를 보고. 간질환자 24명을 대상으로 실시된 이중 맹검 연구를 보면 61%의 환자에서 의미있는 간질발생빈도의 감소가 보고. 스터먼의 연구에서 174명의 간잘환자 중 82%의 환자에서 50%이상의 간질빈도가 감소된 것으로 보고. 미국소아청소년정신의학회(American academy of child and adolescent psychiatry; AACAP)에서 SMR 뉴로피드백이 간질치료에 있어서 'clinical guideline'으로서의 기준을 만족시키는 것으로 간주.

- ADHD 주의력결핍 과잉행동장애:

Mann 등의 연구에 의하면 주의력을 요하는 과제를 수행하는 동안 정상아동은 전두엽, 특히 우측 전두엽으로 beta파의 증가를 보이나 ADHD 아동의 경우 이런 beta파의 증가없이 오히려 전두엽 뇌파의 주파수가 theta파 수준까지 느려지는 것으로 확인. ADHD 아동을 대상으로 뉴로피드백을 적용한 연구에서는 80%의 ADHD 아동에서 지능검사와 증상 척도 등에서 유의한 결과를 보고하고 있는 연구들이 많으며, 최근에는 청소년과 성인 ADHD의 치료에도 뉴로피드백이 약물과 비슷한 정도의 효과가 있는 것으로 보고되기도 하였다. ADHD 치료제인 메칠페니데이트(meithyphenidate)와 비교한 연구들에서도 TOVA(test of vaiables of attention)와 다른 증상 척도들에서 뉴로피드백이 약물과 비슷하거나 오히려 더 우수한 효과가 있는 것으로 보고되기도 하였다. 뉴로피드백이 ADHD의 치료에 효과적이며, 특히 약물치료에 효과가 약하거나 없는 경우, 부작용과 순응도가 문제가 되는 경우 뉴로피드백이 효과적인 치료법이 될 수 있다.

- 뇌졸중(Stroke, Brain Inhury)

뇌졸중 발생 후의 후유증에 대한 뉴로피드백의 효과에 대해서는 아직 많은 임상이 이루어지지는 않았으나, 치료효과에 대해서는 긍정적인 결과를 보여주고 있다. 뇌손상 환자들을 대상으로 한 연구들은 아직 체계적이고 대규모의 연구가 진행되지는 않았으나, 일부 연구를 보면 외상성 뇌손상(traumatic brain injury, TBI) 환자들을 대상으로 뉴로피드백을 적용한 결과 TBI환자 중 60%에서 인지의 유연성(cognitive flexibility)과 실행기능(executive funtion), 다양한 영역에 있어서의 인지기능 향상됨이 보고되었고, 이는 뇌졸증이나 뇌손상 환자의 재활에 다양하게 적용할 수 있고 환자들을 도울 수 있을 것이라는 점을 시사해준다.

- 감정조절장애(Mood and affective disorders)

알코올의존 환자들을 대상으로 한 Peniston과 Kulkosky의 연구에서 알파 세타 훈련을 받은 후 성격이 온순해지고, 감정적으로 안정을 찾고, 이완되고 만족스러워하는 성격으로 변하는 것이 관찰되었다. 우울증 환자에 대해 뉴로피드백을 적용하게 된 것은 전두엽에서의 뇌파가 비대칭적이라는 사실과 특히 좌측 전두엽에서 베타파의 낮은 활성이 우울증과 관련이 있다는 사실에서 출발. Raymond 등은 12명의 의과대학교 2학년 학생을 대상으로 한 연구를 통해 alpha-theta 훈련을 통해 성격과 기분의 변화가 있음을 보여주었다. Moor는 알파 세타 훈련법이 불안장애의 치료에 효과적으로 적용시킬 수 있는 것을 보고하였고, Hammond 등은 외상후 스트레스 장애와 강박장애와 같은 불안장애에 사용하여 효과가 있음을 보고. 특히 PTSD(외상후 스트레스 장애)와 관련해서 베트남전 참전 군인들을 대상으로 한 연구에서 뉴로피드백이 효과적이라는 연구결과가 있었다.

- 학습장애 (Learining disorder), 자폐장애 (autistic disorder)

ADHD 와도 많은 연관성을 가지고 있는 학습장애 (Learning disability)에 특히 효과가 좋은 것으로 보고되고 있는데, Lubar 등은 학습장애를 가진 아동과 정상 아동들 사이에 EEG상의 차이가 있는 것을 발견하였고, 이후 이를 바탕으로 뉴로피드백을 학습장애의 치료에 도입하여 긍정적인 효과를 보였다. 자폐장애에 적용한 연구에서 24명의 자폐장애 환아를 대상으로 뉴로피드백을 적용한 결과 증상의 정도나 나이에 상관없이 26%의 아동에서 자폐증상이 완화되는 것을 보고하기도 하였다. 국내에서도 ADHD와 학습장애를 중심으로 공황장애나 강박증과 같은 불안장애, 우울장애에 대해 적용이 시도되고 있고, 효과도 있는 것으로 알려지고 있다.

- 피크 퍼포먼스 (Peak performance)

운동이나 예술 활동에서의 수행능력을 향상시키고, 정상인에서의 인지기능을 향상시키는 것에 대한 연구들이 진행되고 있다. Gruzelier 등은 음악과 댄스를 전문으로 하는 대학생들을 대상으로 뉴로피드백훈련을 실시한 후 각각의 실행능력이 향상되는 것으로 보고했다. 예술 활동을 수행하기 전에 가지게 되는 인지적 불안(cognitive anxiety)이 뉴로피드백 훈련을 통해 감소하는 것으로 보고있다. TOVA, CPT 와 같은 신경인지검사 도구들을 이용한 연구들에서도 정상인에게 뉴로피드백 훈련을 시킴으로써 집중력이나 작업기억(working memory) 등 다양한 인지기능 영역에서의 향상이 있는 것으로 보고되었다.

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