수술중 각성, 비밀 풀었다

서울아산병원 - POSTECH - 美 미시건 의대 공동연구팀

공포영화의 소재로 활용되어 온 ‘수술 중 각성(intraoperative awareness)’을 방지할 수 있는 길이 의학과 물리학의 학제 간 연구를 통해 열렸다.

서울아산병원 노규정 교수팀(임상약리학과), 포스텍 김승환 교수팀, 이운철 미국 미시건 의대 연구원(포스텍 박사) 공동연구팀은 마취를 통한 의식의 소실과 회복 메커니즘을 뇌파 분석을 통해 정량적으로 처음 밝혀내, 이 연구결과를 이 분야 최고 권위 국제학술지인 ‘의식과 인지(Consciousness and Cognition)’ 온라인 판을 통해 발표했다.

한-미 공동연구팀은 정맥 마취제인 프로포폴(propofol)을 14명의 수술 예정 환자에게 주사한 뒤 의식상태와 마취상태의 뇌 활동을 뇌파로 측정하고, 그 데이터를 비선형 동역학적 방법을 이용해 물리학적 관점에서 분석했다.

그 결과, 신체가 마취되면 의식에서 무의식 상태로 전이하면서 신경계가 가지고 있는 정보통합능력이 현저하게 감소하며, 의식의 소실은 뇌파의 시간적ㆍ공간적 자기조직화가 깨지면서 일어난다는 것을 발견했다.

특히 이 때, 인지를 다루는 전두엽에서 감각을 다루는 후두엽으로 흘러가는 정보가 급격하게 감소한다는 사실이 밝혀졌다.

이 결과는 뇌를 이루는 신경계의 정보 통합이 일반 마취에 의해 바뀐다는 인지 통합적 패러다임의 직접적인 증거로 볼 수 있다고 연구팀은 설명했다.

의식과 무의식의 경계는 오래전부터 철학, 과학, 의학적 관점에서 관심을 가져온 문제였으나, 아직까지 풀리지 않은 수수께끼가 많은 분야로도 알려져 있다.

현재 마취심도 혹은 수면심도를 측정할 수 있는 뇌파 장비가 몇 종류 개발된 것은 있으나, 의식과 무의식의 경계를 명확하게 구분할 수 있는 과학적 근거가 불충분하여 이러한 장비에 도입될 수 없었기 때문에 ‘수술 중 각성’ 사고도 드물게 발생하고 있다.

이번 연구는 이처럼 베일에 가려져있던 의식과 무의식의 경계를 구분해 낼 수 있는 정량(定量)적인 기준점을 처음으로 제시했다는 점과 함께 국내에서도 의학적 임상시험과 물리학적 분석을 통한 학제 간 공동 작업이 시도되었다는 점에서 시사하는 바가 크다.

특히 한-미 공동연구팀의 연구결과를 통해 마취제나 진정제의 효과를 파악하고 표준화할 수 있어, 수술 중 각성 등의 의료사고 등을 미연에 방지할 수 있게 됐다.

또 이번 연구 성과는 향후 무의식과 무의식을 정확하게 판별해줄 수 있는 ‘대리표지자(surrogate biomarker)’ 개발에도 활용될 수 있을 것으로 기대된다.