주의력결핍과잉행동장애(Attention Deficit/Hyperactivity Disorder, ADHD)가 있는 아동은 뇌백질의 연결성이 떨어지는 것으로 나타났다. 백질은 대뇌, 소뇌 등 뇌의 여러 영역들을 구조적으로 연결해 주는 세포 다발이다.

향후 ADHD의 정확한 진단과 치료에 새로운 단서를 제공할 것으로 기대된다.

서울대학교어린이병원 소아정신과 김재원, 홍순범 교수 연구팀은 ADHD아동 71명과 대조군 아동 26명을 대상으로 ‘확산텐서영상’기법을 이용해 뇌를 촬영한 후 분석하였다.

‘확산텐서영상’이란 뇌에 존재하는 물 분자의 확산을 측정함으로써 뇌 구조물, 특히 백질을 시각화하는 영상 기법이다. 백질 내의 물 분자는 신경 섬유 다발이 정렬된 방향으로 확산된다. 예컨대 신경 섬유 다발이 가로로 뻗으면, 물 분자도 가로로 확산된다. 이때 물 분자의 확산을 측정함으로써, 백질을 이루는 신경 섬유 다발의 방향을 시각적으로 재구성할 수 있다.

본 연구에서는 연결망-기반 통계(Network-Based Statistic, NBS)를 적용하여 뇌 연결망 회로 수준에서의 차이를 과학적으로 검증할 수 있었다.

연구팀의 분석 결과, ADHD 아동은 뇌 전반에 걸쳐 백질의 연결성이 저하되어 있었다.

같은 ADHD 환자라도 주의력결핍과 과잉행동/충동성이 모두 있는 아동(39명)은 주의력결핍만 있는 아동(26명)에 비해 우측 뇌 백질의 연결성이 감소되어 있었다.

특히 위이마이랑/상전두회(superior frontal gyrus), 앞띠이랑/전대상회(anterior cingulate gyrus), 보조운동영역(supplementary motor area) 간의 뇌 백질의 연결성 저하된 아동일수록, 신경인지기능검사상 주의집중력도 낮게 나타났다.

김재원 교수는 “뇌의 여러 영역들이 ADHD에 관여한다고 밝혀져 왔으나 이들을 연결하는 백질에 대해서는 연구가 미흡했다” 며 “이번 연구는 ADHD의 주요 증상들에 따라 뇌신경회로의 연결성에 차이가 있음을 규명하였다” 고 말했다.

ADHD는 지속적으로 주의력이 부족하거나 산만하고 과다활동, 충동성을 보이는 상태를 말한다. 이를 방치할 경우 아동기 내내 여러 방면에서 어려움이 지속되고, 일부의 경우 청소년기와 성인기가 되어서도 증상이 남게 된다. ADHD는 아동기의 약 5% 정도에서 보이는 흔한 질환이지만 뇌의 구조적 발달에 대한 연구는 세계적으로 미흡한 실정이다.

이번 연구는 “Connectomic disturbances in attention-deficit/hyperactivity disorder: A whole-brain tractography analysis” (제1저자 홍순범, 교신저자 김재원)의 제목으로, 올해 10월 정신의학 분야의 권위지인 생물정신의학(Biological Psychiatry, IF=9.472)지(誌)에 게재됐다.

이 연구는 저널의 논평(commentary)을 통해 뇌 연결망 회로에 대한 연구가 향후 전도유망함을 보여주는 연구사례로 평가받았다. 이번 연구는 한국연구재단의 지원으로 이뤄졌다.