한양대병원 이현주 교수, 발달장애와 고위험군 특정영역 선별 목표 연구 진행
AI 활용 예측모델 구축까지…“유전·환경적 요인 아닌 뇌 영상학 패턴 주목해야”
[의학신문·일간보사=오인규 기자] 국내의 심각한 저출산의 문제가 대두되고 있고, 지속적으로 하락하는 출산율에 반해 미숙아 출생률은 증가하고 있다. 이처럼 저출산 시대와 맞물려 미숙아·발달장애 증가는 건강한 사회를 구현하기 위해서도 해결해야 될 과제다.
특히 영유아에 발생하는 성장·발달 지연과 영양불균형으로 인한 뇌 발달저해는 성인기까지 영향을 미칠 수 있어, 조기 예측을 통해 조기 진단 및 개입으로 연결될 수 있는 노력이 더 활성화돼야 한다는 주장이 나와 눈길을 끈다.
한양대병원 소아청소년과 이현주 교수<사진>는 출입기자들과 만난 자리에서 “발달과정에서 정상패턴과 다른 구조적 발달은 뇌의 비정상적 기능으로 이어지며 미묘한 개인차로도 이어진다”며 “발달장애, 발달지연으로 진단받는 아이들이 늘어가는 만큼 유전·환경적 요인이 아닌 뇌 영상학적 패턴에도 주목해야 한다”고 말했다.
앞서 이현주 교수는 발달장애(자폐스펙트럼 장애) 또는 발달장애 고위험군(미숙아)를 대상으로 뇌 발달이상과 연관된 특정영역 선별을 목표로 4가지 연구를 진행해 주목을 받았다.
뇌 발달은 중앙에서 바깥으로 그리고 뒤에서 앞으로 주름이 형성되고 굴곡이 심해지며 성인의 뇌와 같은 형태학적 구조를 이뤄간다.
먼저 뇌 연결성 문제와 자폐스펙트럼 장애의 원인을 밝혀낸 연구에 대해 자폐스펙트럼 장애의 치료는 어릴수록 효과가 좋으며 훈련을 통해 증상정도도 약화될 수 있기 때문에, 발견한 영상기반 뇌 연결성 바이오 마커를 통해 조기진단, 조기치료로 이어질 수 있도록 뇌 연결성 문제에 대해 조금 더 주목해야 한다고 밝혔다.
이현주 교수는 “조기진단이 중요하나 언어발달이 시작되기 전 연령은 진단이 더 어려운 점을 고려해볼 때, 더 어린연령에서도 동일한 연결성패턴일지 또는 다른 연결성의 양상이 드러나는지 추가 연구를 추진하고 있다”고 덧붙였다.
또한 망막질환이 2세경 인지발달 점수와 직접적인 연관 관계가 있다는 연구도 진행했다. 총명한 눈빛에서부터 힘이 없는 눈빛, 잠이 오는 눈빛 그리고 울기 전 불안한 눈빛까지 영유아 시기에도 눈을 통해서 인지, 감정, 정신 등을 읽기 때문이다.
연구 속 의미에 대해 이 교수는 “미숙아망막병증을 가진 아이들은 향후 만 2세경에도 정상아에 비해 지연된 발달양상을 보이기 때문에 더 관심을 가지고 아이들의 발달까지도 체크를 함으로써 영아의 신경발달기능에 주의를 기울여야 한다”고 답했다.
한편 이른둥이 언어 지연과 관련해 뇌신경회로에서 단서를 밝힌 연구는 미숙아들의 뇌는 손상, 출혈이 없음에도 불구하고 눈으로 보이지 않는 미세구조적 변화를 일으키며 이런 변화들이 언어기능과도 연관되어 있음을 국내 최초로 밝힌 연구다.
이현주 교수는 향후 점차 발전하는 최첨단, 정밀 기술을 이용해 MRI 영상 바이오마커 발굴과 정량화를 통해 영유아-소아-청소년에 이르는 뇌 발달과정의 전향적 코호트를 준비 중인 것으로 알려졌다.
그는 “정상 유무를 조기에 판단하고 다양한 뇌질환을 예측하며, 뇌 발달의 결정적 시기에 보다 정확하고 신속한 조기개입을 통해 치료효과를 극대화 할 수 있도록 객관적 지표를 제시하고자 한다”고 말했다.
뇌 영상, 유전, 심리검사 및 임상 요인 활용 다중 모델로 뇌 발달 예측
끝으로 아이의 사회성발달을 예측하는 지표를 AI와 접목한 연구도 진행했다. 상호작용과 사회성 발달은 영유아기 뇌가 양적으로 질적으로 성장하면서, 사회성 뇌 회로의 연결성이 효율적인 정보전달을 위해 최적화되는 과정과 연관이 있기 때문이다.
뇌의 전 영역을 반영하고 조기 예측의 정확도를 높이기 위해 AI를 접목했고 향후 이러한 모델을 시작으로 뇌 영상, 유전, 심리검사 및 임상 요인을 활용한 다중 모델을 통해 정확한 뇌 발달 예측 모델을 구축할 계획이다.
인터뷰를 마치며 이 교수는 “발전된 의료기술에 힘입어 신생아-영유아 뇌 안 구조물과 연결성을 픽셀 단위로 미세하게 들여다보는 정밀분석이 가능해짐에 따라 조기개입, 조기치료 중심으로 패러다임이 바뀌고 있다”고 설명했다.
또한 “아이의 미래와 경과를 예측하고 어떻게 치료해주는 것이 좋을지, 양육 과정에 대한 점검의 기회가 생긴 것”이라며 “환경적인 요소로 나빠질 수 있는 요소를 제거하고 뇌 발달에 좀 더 세심한 주의를 기울이기 위해 뇌 정밀분석의 결과를 주목할 필요가 있다”고 거듭 강조했다.