발작 뇌 손상 : 측두엽 간질과 발작후 상태
발작 이란?
오늘은 발작 뇌 손상 영향이 미칠 수 있는지에 측두염 간질과 발작후 상태와 관련해서 살펴보도록 하겠습니다. 발작(seizure)은 뇌의 신경 세포가 비정상적인 신호를 보내는 경우입니다. 이러한 활동의 증가는 움직임, 감각 및 행동과 같은 것에 일시적으로 영향을 줄 수 있습니다. 발작의 즉각적인 효과 때문에 우리 들은 종종 발작이 뇌 손상을 일으키는지 우려합니다. 그러나 대부분의 발작 유형은 실제로 신경 세포에 해를 끼치지 않습니다. 물론 예외는 있습니다. 뇌 조직에 잠재적으로 해로울 수 있는 장기간 동안 조절되지 않는 발작이 있는 경우가 바로 그렇습니다. 또한 일부 발작은 시간이 지남에 따라 뇌의 일부에서 다양한 변화를 일으킬 수 있습니다.
발작 뇌 손상 가능한가요?
뇌손상은 뇌의 신경세포(뉴런, neuron)가 손상되거나 파괴될 때 발생합니다. 영향을 받는 뇌의 부분에 따라 손상은 다양한 신체적, 인지적, 정서적 증상을 유발할 수 있습니다. 대부분의 발작 유형은 짧은 시간 동안만 지속되며 뉴런 손상을 일으키지 않습니다. 그러나 장기간 발작을 경험하면 부상을 입을 수 있습니다.
이러한 유형의 발작을 간질지속증(status epilepticus, 뇌전증 지속상태)라고 합니다. 뇌의 영향을 받는 부위에서 장기간의 비정상적인 전기적 활동으로 인한 간질지속증이 30분 동안 지속되면 영구적인 신경 손상이 발생할 수 있습니다. 간질지속증은 의학적 응급 상황입니다. 5분 이상 지속된다면 간질지속증으로 판단하고 119 또는 지역 응급 번호로 전화를 하며 치료하는 것이 좋습니다.
대부분의 발작은 뇌에 손상을 일으키지 않지만 일부 발작은 뇌 구조나 인지 기능에 영향을 줄 수 있는 변화로 이어질 수 있습니다.
발작 관련 연구: 측두엽 간질, 부분 발작
발작이 뇌에 미치는 영향에 대한 많은 연구는 특히 측두엽(temporal lobe)에 영향을 미치는 부분발작(focal or localized seizure)에 중점을 둡니다. 사실 측두엽 간질(temporal lobe epilepsy)은 가장 흔한 성인의 부분간질 유형입니다. 측두엽 간질이 있는 분은 종종 기억 및 기타 인지 기능에 문제가 있습니다. 또한, 약 측두엽 간질이 있는 분들의 1/3이 항발작제를 시작한 후에도 발작이 해결되지 않습니다.
뇌손상 마커, Marker of brain injury
한 2017년 연구에서, 특정 유형의 부분간질(focal epilepsy)이 있는 개인의 뇌 손상 마커(marker of brain injury)를 찾았습니다. 이를 위해 항경련제 치료에 내성이 있는 빈번한 발작이 있는 20명의 수술 후 조직 샘플을 분석했습니다.
연구원들은 발작이 일어난 부위에서 부상의 표지가 발견되었지만 인접 부위에서는 관찰되지 않았다는 것을 발견했습니다. 이것이 재발성 발작(recurrent seizure)이 건강한 뇌 조직에 손상을 일으킨다는 이론에 반대 한다고 말합니다.
구조적 변화, Structural change
한 2018년 연구에서, 간질이 있는 분들의 뇌에서 구조적 변화를 조사했습니다. 이를 달성하기 위해 전 세계 24개 연구 센터에서 수집한 데이터가 사용되었습니다. 다른 유형의 간질을 가진 2,149명의 개인의 MRI 뇌 스캔을 1,727명의 건강한 개인의 뇌 스캔과 비교했습니다. 연구원들은 다양한 유형의 간질에 걸쳐 회백질(gray matter)의 공유 감소를 발견했습니다.
또한 특정 유형의 간질에 특정한 구조적 변화를 관찰했습니다. 이것의 예는 측두엽 간질이 있는 분들의 기억과 관련된 영역인 해마(hippocampus)의 감소된 부피입니다. 그러나 연구자들은 연구에 몇 가지 제한 사항이 있음을 지적합니다.
- 이러한 구조적 변화가 환자의 간질이 시작될 때부터 존재했는지, 아니면 발작에 의해 직접적으로 유발되었는지 확신할 수 없습니다.
- 발작 빈도, 중증도 또는 항경련제의 효과와 같은 구조적 변화에 기여할 수 있는 다른 요인을 분리할 수 없습니다.
- 연구의 다른 연구 센터는 MRI 스캔을 수행할 때 분석에 영향을 미칠 수 있는 다른 스캔 프로토콜을 사용했을 수 있습니다.
뇌 위축, Brain atrophy
한 2017 메타분석에서 항경련제 치료에 내성이 있는 측두엽 간질에 대한 42개의 기사를 평가했습니다. 연구원들은 다음과 같은 사실을 발견했습니다. 검토된 연구는 이러한 유형의 간질에서 뉴런의 점진적 손실 또는 뉴런 간의 연결(뇌위축)을 시사했습니다.
그러나 많은 연구에서 이것이 발작 때문이라는 것을 직접적으로 입증하지 못했습니다. 관찰된 뇌 위축이 자연적인 노화로 인한 것인지 또는 간질 질환의 진행으로 인한 것인지를 결정하기 위해서는 더 크고 장기적인 연구가 필요합니다.
발작 및 기억 네트워크, Seizures and memory network
한 2016년 연구에서는, 쥐에서 발작과 같은 활동이 기억통합(memory consolidation)에 어떻게 영향을 미치는지 관찰했습니다. 기억 기능은 측두엽 간질을 포함한 일부 유형의 간질에서 영향을 받을 수 있습니다. 기억통합은 일반적으로 수면 중에 발생 하며 기억과 관련된 뇌 영역인 해마(hippocampus)의 작은 활동 파동을 수반합니다.
이러한 파문은 더 높은 수준의 인지 기능과 관련된 영역인 전전두엽 피질(prefrontal cortex)의 활동이 뒤따를 수 있습니다. 측두엽 간질이 있는 사람의 경우 발작 사이에 IED라고 하는 짧은 전기 활동 폭발이 발생할 수 있습니다. 연구자들은 이러한 비정상적인 전기 활동 폭발이 쥐의 기억력에 영향을 미치는지 확인하기를 원했습니다.
연구자들은 다음을 발견했습니다.
- 쥐에서 IED를 자극하면 미로해결활동(maze-solving activity에서 기억력이 손상되었습니다.
- 기억에 대한 효과는 쥐가 경험한 IED의 양에 따라 증가했습니다.
- 해마에서 시작된 IED는 전전두엽 피질의 전기적 활동으로 이어졌습니다. 이것은 쥐가 자고 있을 때와 깨어 있을 때 발생했습니다.
- 간질과 IED가 있는 4명의 개인을 관찰할 때도 유사한 활동 패턴이 나타났습니다.
연구자들은 IED가 기억통합을 위한 정상적인 신호 전달을 방해할 수 있다고 믿습니다. 간단히 말해서, 해마의 IED는 전전두엽 피질이 이 영역의 신호에 어떻게 반응하는지에 영향을 미치고 잠재적으로 기억에 영향을 미칠 수 있습니다.
발작후 상태, postictal state
발작후 상태는 간질이 있는 사람이 발작을 일으킨 후에 발생하는 일시적인 상태를 말합니다. 몇 분 부터 몇 일 까지 지속 가능하고 다양한 신체적, 감각적, 인지적 증상을 포함할 수 있습니다. 발작후 상태의 정확한 메커니즘은 알려져 있지 않습니다. 신경억제, 신경전달물질고갈 또는 뇌의 영향을 받는 부위의 낮은 산소수치와 같은 요인으로 인해 발생할 수 있습니다.
발작후 상태의 증상, 기간 및 중증도는 연령, 발작 유형 및 개인이 다른 신경학적 질환을 가지고 있는지 여부와 같은 많은 요인에 따라 달라질 수 있습니다. 발작후 증상의 몇 가지 예는 다음과 같습니다.
- 피로
- 편두통을 포함할 수 있는 두통
- 기침
- 타액 분비 증가
- 부정맥
- 고혈압 (고혈압)
- 약점 또는 마비 (Todd’s paresis)
- 무반응
- 착란
- 감소된 각성
- 단기 기억 문제
- 언어 또는 언어 문제
- 우울증
두뇌 노화, Brain aging
한 2020년 연구에서, 측두엽 간질이 있는 104명의 개인과 151명의 건강한 개인의 뇌 나이를 추정하기 위해 모델링 프로그램을 사용했습니다. 이 연구에서 주목할만한 몇 가지 사항은 다음과 같습니다.
구조적 뇌 나이, Structural brain age
모델링 프로그램이 연구 참가자의 MRI 스캔을 분석했을 때 측두엽 간질 환자의 뇌는 평균 6.6세 더 오래된 것으로 나타났습니다.
기능적 뇌 나이, Functional brain age
참가자들은 7가지 유형의 인지 테스트 를 수행했으며, 이 테스트는 실제 연령 및 예상 뇌 연령과 상관관계가 있었습니다. 이 분석은 측두엽 간질 환자의 뇌가 평균 8.3년 더 늙었다는 것을 발견했습니다.
상관관계, Correlations
증가된 뇌 연령은 복합부분발작(complex partial seizure) 빈도 및 복용하는 항발작제의 양과 관련이 있지만 유의미하지는 않습니다.
요약하면, 연구자들은 모델링이 측두엽 간질 환자의 뇌가 실제 연대기적 연령보다 구조적으로나 기능적으로 더 오래되었다는 것을 보여주었다는 것을 발견했습니다. 그러나 연구원들은 이러한 관찰의 정확한 원인이 아직 알려지지 않았다고 지적합니다. 이를 조사하기 위해서는 향후 연구가 필요합니다.
저혈당성 발작, Hypoglycemic seizures
저혈당성 발작은 혈당이 너무 낮아질 때, 특히 당뇨병이 있는 분에게 발생할 수 있습니다. 혈당이 너무 낮으면 무의식, 발작 및 혼수 상태를 비롯한 다양한 합병증을 유발할 수 있습니다. 저혈당증의 동물모델에서 뇌 조직 손상이 발작과 유사한 사건의 수와 상관관계가 있음을 발견했습니다. 그러나 인간에 대한 일부 연구에서는 저혈당 발작이 이전에 생각했던 것보다 덜 일반적일 수 있음을 발견했습니다.
또한 포도당은 뇌가 올바르게 기능하는 데 필요한 연료라는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 이 때문에 저혈당에서 필수 포도당의 결핍은 그 자체로 뇌 조직의 손상과 죽음으로 연결 될 수 있습니다. 당뇨병이 있는 경우 혈당 관리 조치를 취함으로써 저혈당증의 합병증을 예방하는 데 도움이 될 수 있습니다. 여기에는 정기적으로 혈당을 모니터링 하고 지시에 따라 모든 당뇨병약을 복용하는 것이 포함될 수 있습니다.
발작이란 무엇입니까?
발작(seizure)은 뇌의 뉴런이 동시에 많은 신호를 보낼 때 발생합니다. 대부분의 발작은 오래 지속되지 않습니다. 일부는 눈에 띄는 증상이 없을 수 있지만 다른 일부는 의식 상실이나 통제되지 않은 근육 경련을 유발할 수 있습니다. 간질(Epilepsy)은 개인이 유발되지 않은 발작이 반복적으로 발생하는 경우입니다. 미국의 국립신경장애 및 뇌졸중 연구소에 따르면, 미국에서는 약 230만의 성인에게 간질이 있습니다.
병력을 검토하고 신체 검사를 수행한 후 의사는 여러 검사를 사용하여 간질을 진단할 수 있습니다. 여기에는 뇌파(EEG), MRI스캔 및 혈액 검사가 포함될 수 있습니다. 간질은 발작을 예방할 수 있는 약물로 가장 일반적으로 치료됩니다. 다른 잠재적인 치료 옵션에는 수술, 미주 신경 자극 및 식단 변화가 있습니다.
발작과 뇌에 대한 지속적인 질문
연구에 따르면 특정 유형의 간질이 있는 사람들에게는 구조적, 인지적 차이가 있을 수 있다는 것이 분명합니다. 그러나 여전히 많은 질문이 남아 있습니다. 이제 이 연구와 관련하여 진행 중인 몇 가지 질문과 제한 사항에 대해 논의해 보겠습니다.
무엇이 먼저 일까요?
뇌 손상은 일부 개인에서 간질을 유발할 수 있습니다. 이것은 외상성 뇌손상, 뇌졸중 또는 뇌의 염증으로 인해 발생할 수 있습니다. 이 때문에 연구자들은 닭과 달걀이라는 질문과 씨름하고 있습니다.
뇌 조직의 손상이나 변화가 발작으로 인해 직접 발생하나요?
또는
뇌 조직의 손상이나 변화가 이미 존재하고 잠재적으로 발작을 유발하나요?
관찰에 영향을 줄 수 있는 추가 요인은 다음과 같습니다.
- 노화의 자연스러운 과정
- 다른 건강 질환의 존재
- 항경련제의 사용
많은 경우에 연구자들이 발견의 원인이 될 수 있는 것과 원인이 아닌 것을 구분하는 것은 매우 어려울 수 있습니다.
간질의 유형이 역할을 합니까?
발작의 유형에는 여러 가지가 있으며 모두 다른 특성을 가지고 있습니다. 미국의 국립신경장애 및 뇌졸중연구소에 따르면, 의사들은 30가지 이상의 다양한 유형 발작을 알고 있습니다.
따라서 연구 결과는 다른 발작 유형에 걸쳐 해석되지 않을 수 있습니다. 예를 들어, 측두엽 간질이 있는 분에게는 사실인 것이 다른 유형의 간질을 가진 분에게는 사실이 아닐 수 있습니다. 약물의 효과도 역할을 할 수 있습니다. 예를 들어, 항경련제를 사용하여 발작을 조절할 수 있는 사람은 신체가 약물에 내성이 있는 간질 환자와 동일한 효과를 경험하지 못할 수 있습니다.
연구 설계의 차이점
발작과 뇌를 조사하는 연구마다 디자인이 다릅니다. 연구자마다 질문에 답하기 위해 다른 방법을 사용할 수 있습니다. 또한 다른 그룹과 다르게 결과를 해석할 수도 있습니다. 표본 크기도 중요합니다. 예를 들어, 소수의 사람들을 대상으로 한 연구는 더 큰 그룹에서 일어나는 일을 대표하지 않을 수 있습니다. 일부 연구에서는 한 시점에서만 참가자를 평가할 수도 있습니다. 이것은 누군가의 간질 경과를 여러 해 동안 추적하는 것과는 매우 다릅니다.
대부분의 발작 유형은 뇌 손상을 일으키지 않습니다. 그러나 조절되지 않는 발작이 장기간 지속되면 해를 입을 수 있습니다. 이 때문에 5분 이상 지속되는 발작은 의료 응급 상황으로 처리해야 합니다. 일부 연구에서는 특정 유형의 발작이 뇌의 구조와 인지 과정에 영향을 줄 수 있는 변화를 일으킬 수 있음을 발견했습니다. 이 연구의 대부분은 측두엽 간질에 초점을 맞추고 있습니다.
전반적으로 발작이 시작되기 전에 뇌에 변화가 있는지 아니면 발작 자체로 인한 손상으로 인한 것인지 구분하기 어렵습니다. 이 질문과 다른 많은 질문에 답하려면 추가 연구가 필요합니다.
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