의학 약학 생명공학 세특, 자율활동 진로활동 세특 예시 - 뇌 손상 환자의 인지 운동 해리

의학 약학 생명공학 세특 예시 안내를 위한 포스팅입니다. 고등학교 생기부 창의적체험활동 내 자율활동과 진로활동에 전공 관련 내용으로 작성이 가능한 주제이며, 의학 약학 분야의 경우, 방향성을 세분화 하여 신경계나 뇌 관련 주제를 잡는 경우 유용하게 여러 방향으로 작성이 가능합니다. 

 

의학 약학 생명공학 자율 진로 세특

 

 

의학 약학 생명공학 세특, 자율활동 진로활동 세특 예시 - 뇌 손상 환자의 인지 운동 해리

 

의학 약학 생명공학 분야에서 뇌 손상 환자나 식물인간, 뇌사 환자의 예후를 확신하기에는 어려움이 많이 있음을 알게 되며, 이를 위한 해결방안에 대해 탐구하는 연구가 많이 진행되고 있습니다. 이 중 환자의 의식이 깨어 있으나 외부 반응을 보이지 않는 인지 운동 해리 상태의 경우, 환자의 의식이 깨어 있는 것을 알지 못하고, 회복 가능성이 없다고 판단되어 생명 유지 장치를 제거하거나, 재활 치료를 멈추어 환자가 회복하지 못하는 것은 물론 사망에 이르게 되는 경우도 있으므로 뇌 손상 환자의 회복 가능성 판단을 위한 연구의 중요성은 높을 수 밖에 없습니다. 

 

하지만 뇌 손상 환자의 경우, 기본적인 생명 유지를 위한 호흡, 순환, 소화 과정 조차 어려움을 겪는 경우가 많고, 여러 생명 유지 장치에 의존해야 하는 경우가 많으므로 여러개의 생명 유지장치를 달고 있음과 동시에 ICU 중환자실에서 치료가 이루어지는 경우가 많아 회복 가능성을 진단하기 위한 의료 장비 사용에 많은 제한이 있습니다. 

 

 

이에 몇몇 연구진들은 EEG 뇌파 검사를 사용하여 뇌 손상으로 반응하지 않는 환자들에게서 일부 숨겨진 의식이라 부르는 의식 반응이 남아있음을 확인하였습니다. 이는 MRI 검사와 더불어 EEG 스캐닝이 진행될 수 있는 경우 조금 더 확실한 증거가 되지만 ICU 중환자실에 여러 기계 장치에 묶인 경우 MRI 검사 외 EEG 스캐닝만이 가능한 경우가 대부분이라 EEG 뇌파 검사를 통해 의식 반응이 남아 있음을 확인하였습니다. 

 

참고자료 : 
https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1812757?query=featured_home

뇌 손상 환자의 의식 반응이 남아있다는 것은 환자에게 손을 펴고 쥐라고 명령한 후, EEG 스캐닝 결과를 분석하는 것으로 

진행되었으며, 이는 의식이 전혀 없는 환자와 의식이 남아 있어 명령에 대해 미세한 뇌파 반응을 보이는 환자를 구분해낼 수 있도록 머신러닝 알고리즘을 활용하여 분석하였습니다.  

 

이는 뇌 시경 신호는 반응을 하지만 외부 운동으로 드러나지 않아 숨겨진 의식이라고 명명되었으며, 의식이 없고 반응이 없는 것으로 진단된 환자의 약 14%에서 숨겨진 의식이 발견되었습니다. 아마도 이는 초기 회복 가능성을 확인하고 환자의 치료를 지속할지를 결정하는데 큰 기준점이 될 수 있음을 의미할 수 있습니다. 

만약 기능적 자기공명영상(fMRI) 또는 뇌파(EEG)를 통해 두 가지 기기를 활용하여 동시에 뇌 활동을 모니터링하면 조금 더 확실한 결과를 얻을 수 있으며, 그 결과 기존의 뇌파 EEG 검사를 통한 14%보다 높은 25%의 비율로 숨겨진 의식을 가진 환자는 찾아낼 수 있었습니다. 

 

뇌 손상으로 현재 의식이 없고, 반응이 없는 상태이지만 숨겨진 의식을 가진 인지 운동 해리 상태라는 것은 회복 가능성을 가진 것이므로 보호자나 의료진들이 적극적으로 치료나 회복을 위한 방법을 시도해 볼 수 있습니다. 

 

대표적으로 간뇌의 시상에 초음파 자극을 주기적으로 주어 환자가 반응을 보이기 시작하거나 유의미한 의식적 회복을 보이는 경우가 있으며, 이는 반복되는 패턴을 찾기 위해 다시 시도중에 있습니다. 초음파를 사용한 방법은 비교적 안전하다고 생각되고 있어 더 많은 치료 시도가 지속될 것으로 보입니다. 

 

참고자료 : https://www.brainstimjrnl.com/article/S1935-861X(21)00009-7/fulltext

 

참고자료 : https://newsroom.ucla.edu/releases/ucla-scientists-jump-start-brains-after-coma

또는 상체 부위에 미세한 전기 신호를 외부에서 가해주는 미주신경 자극을 통해 환자의 반응을 유도하는 경우도 있습니다. 시상 부위의 초음파 치료보다는 시도 환자의 수가 적지만 의식이 없던 환자가 자극에 대해 고개를 돌리거나 작은 반응을 보일 정도로 회복 가능성을 보인 시도가 있습니다. 

 

참고자료 : https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(17)30964-8

 

참고자료 : https://www.sciencedaily.com/releases/2017/09/170925132935.htm

이들 연구 결과는 뇌 손상 환자 모두에게서 적용되는 것은 아니며, 뇌졸증이나 뇌경색처럼 일부 혈관의 손상으로 인해 뇌 손상이 일어난 환자의 경우 조금 더 드라마틱한 반응을 나타냈으며, 심장마비 등으로 인해 산소 공급이 중단되어 발생한 뇌 손상의 경우 이미 뇌 세포 전체가 기능을 상실하기 시작해서인지 이들 연구결과에서는 큰 효과를 볼 수는 없었습니다. 

 

참고자료 : https://www.sciencedaily.com/releases/2017/09/170925132935.htm

참고자료 : https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2400645

하지만 어떤 경로로든 뇌 손상 환자의 치료가 시작되었다는 것은 뇌졸증, 뇌경색 등의 일부 혈관 문제로 인한 뇌 손상 환자 이외의 심정지, 호흡곤란 등 산소 공급 중지로 인한 뇌 손상 환자의 치료 방법도 곧 나올 것이라 기대해 볼 수 있을 것 같습니다. 

참고자료 : https://www.massgeneralbrigham.org/en/about/newsroom/articles/consciousness-unresponsive-patients

참고자료 : https://www.cuimc.columbia.edu/news/one-four-brain-injured-unresponsive-patients-shows-signs-hidden-consciousness

Consciousness in Unresponsive Patients | Mass General Brigham

 

 

Hidden Consciousness Detectable with EEG Just Days after Brain Injury

 

 

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