한의학연 제공한국한의학연구원은 김중일 박사 연구팀이 안구추적 기술을 활용해 눈 움직임과 동공 반응이 경도인지장애 단계에서 나타나는 알츠하이머병 관련 뇌 구조 변화와 연관될 수 있음을 확인했다고 23일 밝혔다.
이번 연구는 정상 인지 노인 516명과 경도인지장애(MCI) 노인 212명 등 총 728명을 대상으로, 안구추적 검사와 뇌 MRI 데이터를 함께 분석한 대규모 연구이다.
경도인지장애는 정상 노화와 치매 사이의 중간 단계로, 일상생활 기능은 비교적 유지되지만 인지기능 저하가 관찰되는 상태다.
일부 경도인지장애 환자는 알츠하이머병 치매로 진행할 위험이 높아, 이 단계에서 조기에 변화를 살필 수 있는 단서를 찾는 것이 중요하다. 기존 인지검사는 임상적으로 유용하지만, 뇌에서 일어나는 미세한 신경 조절과 인지기능 변화를 자세히 파악하는 데에는 한계가 있다.
연구팀은 시선과 동공의 변화를 정밀하게 측정하는 안구 추적 기술에 주목했다. 연구팀은 참가자들이 화면에 나타난 표적을 바라보거나, 지시에 따라 표적의 반대 방향을 바라보는 과제를 수행하도록 했다.
이 과정에서 눈이 얼마나 빠르게 움직이는지, 반응 시간이 매번 얼마나 달라지는지, 자극 전후 동공 크기가 어떻게 변하는지를 측정했다. 안구추적 지표를 뇌 MRI에서 확인한 대뇌피질의 두께감소 및 뇌실 확장 등 뇌 구조의 퇴행(위축) 상태와 비교해 분석했다.
분석 결과, 단순히 눈이 얼마나 빠르게 움직이는지보다 반응 시간이 얼마나 일정하지 않은지와 동공이 얼마나 크게 흔들리는지가 초기 뇌 위축 상태를 훨씬 더 정밀하게 반영하는 것으로 나타났다.
특히 경도인지장애 환자군에서는 정상 인지 노인들과 비교했을 때, 뇌의 구조적 위축과 눈·동공 신호 간의 연결 고리가 완전히 뒤바뀌는 '뇌 제어 축의 붕괴 및 과부하(과보상) 현상'이 확인됐다.
정상인은 뇌 두께와 동공 변화 사이에 아무런 관련이 없었던 반면, 경도인지장애 환자들은 뇌가 얇아질수록 동공 반응이 급격히 저하되거나, 아직 뇌 두께가 유지되고 있는 경우 동공이 비정상적으로 과하게 커지고 크게 흔들리는 현상을 보였다.
이는 경도인지장애 환자들이 초기 뇌 퇴행으로 인한 기능 저하를 극복하고 주어진 과제를 완수하기 위해, 아직 남아있는 뇌 영역을 무리하게 가동하여 '뇌의 비효율적 과부하 작용'이 일어나고 있음을 증명한 것이다.
이번 연구가 안구추적 검사만으로 치매나 경도인지장애를 진단할 수 있다는 뜻은 아니라고 연구팀은 설명했다.
연구팀 관계자는 "이번 연구는 안구추적 기술이 단순한 시각 반응 측정을 넘어, 치매 단계로 진입하기 전 대뇌 피질과 뇌간을 잇는 조절 신경망의 초기 기능 저하를 정밀하게 포착해낼 수 있음을 보여준다"며 "안구추적 기술은 몸에 부담이 적고 비교적 간편하게 측정할 수 있어, 향후 인지저하를 더 이른 시기에 살피는 데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.