매일 오전 중반쯤, 조안은 매사추세츠 중부에 있는 집의 침실로 들어간다. 그녀는 블라인드를 내리고, 좋아하는 안락의자에 앉아 특별한 헤드셋을 착용한다.
한 시간 동안 그녀는 리드미컬한 클릭과 깜빡이는 불빛의 몰입형 시청각적 경험에 굴복한다. 초당 40회 반복되도록 조정된다. 그녀의 뇌에서 감마파라고 하는 특정 전기적 패턴을 동기화하도록 설계된 사운드 앤 라이트 쇼는 치매의 영향에 맞서는 것을 목표로 한다. 2년 전 초기 단계의 알츠하이머병 진단을 받은 78세의 조안은 "어떤 면에서는 편안합니다."라고 말한다. "저는 그저 거기에 앉아 있을 뿐입니다."
1년 동안 이런 일상을 유지한 후, 6월 중순에 실시한 스캔 결과 조안의 뇌 용적이 안정적으로 유지된 것으로 나타났다. 기억력 검사 결과 그녀의 인지적 쇠퇴도 멈췄다.
조안의 일화와 같은 일화는 믿기 어려울 수 있으며, 신경과학자 리후이 차이(Li-Huei Tsai)는 그러한 회의주의에 익숙하다. 그녀와 케임브리지의 매사추세츠 공과대학(MIT)의 동료들은 2016년에 깜빡이는 빛이 알츠하이머와 유사한 질환이 있는 쥐에게 유익한 효과가 있다는 것을 처음 으로 보고했다.
많은 연구자들이 결과를 무시했다. "많은 사람들이 '이건 사실이 아닐 정도로 좋다. 진짜일 리가 없어'라고만 말했습니다." Tsai가 말했다. 그녀는 비판자들이 틀렸다는 것을 증명하기 위해 인간 데이터가 필요하다는 것을 깨달았다. 그래서 Tsai는 MIT 공동 연구자이자 합성 신경생물학자인 Ed Boyden과 함께 Cognito Therapeutics(역시 케임브리지에 있음)라는 회사를 공동 설립했다. 2년 만에 그들은 임상 실험을 시작했고, 그 이후로 수백 명의 개인에게 이 기술을 테스트했다.
40Hz 빛과 소리 자극, 알츠하이머 치료의 새로운 가능성을 열다
뇌 건강을 위한 혁신적인 접근, 40Hz 자극
최근 알츠하이머병 치료에 획기적인 가능성을 제시하는 연구 결과가 속속 등장하고 있다. 그 중에서도 40헤르츠의 빛과 소리 자극은 인지 기능 향상, 뇌 부피 유지, 수면 질 개선 등 다양한 긍정적인 효과를 보이며 주목받고 있다.
40Hz 자극, 어떤 효과가 있을까?
- 인지 기능 향상: 다양한 연구에서 40Hz 자극이 인지 기능 저하를 막고, 일상생활 수행 능력을 향상시킨다는 결과가 보고되었다. 특히, 경미한 알츠하이머병 환자의 경우, 40Hz 자극을 통해 인지 능력이 안정적으로 유지되는 것을 확인하였다.
- 뇌 부피 유지: 알츠하이머병 환자의 경우 뇌 위축이 진행되는데, 40Hz 자극은 뇌 부피 감소를 억제하고, 뇌 건강을 유지하는 데 도움을 줄 수 있다.
- 수면 질 향상: 40Hz 자극은 수면의 질을 개선하고, 뇌 면역 체계를 강화하는 효과도 있다.
- 질병 관련 단백질 감소: 40Hz 자극은 혈액 내 알츠하이머병 관련 단백질 수치를 감소시키는 효과를 보였다.
다양한 방식으로 진행되는 연구
- 가정에서 간편하게: 집에서 하루 한 시간씩 40Hz 자극을 받는 간단한 방식으로도 효과를 볼 수 있다는 연구 결과가 발표되었다.
- 다양한 기기 활용: 빛과 소리 자극을 위한 다양한 기기들이 개발되고 있으며, 헤드셋, 라이트 박스 등 다양한 형태로 제공된다.
- 음악과의 결합: 40Hz 주파수를 음악에 결합하여 더욱 효과적인 치료를 시도하는 연구도 진행 중이다.
40Hz 자극, 아직 풀어야 할 숙제는?
- 정확한 작용 원리: 40Hz 자극이 뇌에 어떤 영향을 미쳐 이러한 효과를 나타내는지에 대한 정확한 메커니즘은 아직 밝혀지지 않았다.
- 장기적인 효과: 장기적인 관점에서 40Hz 자극이 알츠하이머병 진행을 얼마나 억제할 수 있는지에 대한 추가 연구가 필요하다.
- 개인별 맞춤 치료: 개인의 상태에 따라 최적의 자극 파라미터를 설정하는 연구가 필요하다.
40Hz 자극, 새로운 치료 가능성을 열다
40Hz 자극은 알츠하이머병 치료에 새로운 가능성을 제시하는 혁신적인 접근이다. 아직 해결해야 할 과제는 남아 있지만, 지속적인 연구를 통해 40Hz 자극이 알츠하이머병 환자의 삶의 질을 향상시키는 데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
핵심 내용 요약:
- 40Hz 빛과 소리 자극은 알츠하이머병 치료에 긍정적인 효과를 보이는 새로운 치료법으로 주목받고 있다.
- 인지 기능 향상, 뇌 부피 유지, 수면 질 개선 등 다양한 효과가 보고되었다.
- 다양한 기기와 방식으로 연구가 진행되고 있으며, 음악과의 결합을 통한 치료도 시도되고 있다.
- 아직 정확한 작용 원리와 장기적인 효과에 대한 연구가 필요하지만, 40Hz 자극은 알츠하이머병 치료에 새로운 가능성을 열었다는 점에서 의미가 크다.
인류의 최신 뇌 발달은 노화로 인해 가장 큰 위험에 처해 있다.
지금까지의 결과는 신경 보호에 대한 격려적인 증거를 제공했으며, 현재 알츠하이머병에 대한 규제 승인이 임박했거나 현재 사용 가능한 항체 약물에 종종 수반되는 뇌 부종이나 출혈과 같은 심각한 부작용은 없었다. 조지아주 애틀랜타에 있는 에모리 대학교 의대의 신경과 전문의이자 Cognito의 고문인 앨런 레비는 "모든 것이 올바른 방향으로 가고 있습니다."라고 말한다.
그럼에도 불구하고 Levey는 알츠하이머병에 대한 유망한 치료법의 대부분이 결국 약물 개발 역사의 쓰레기통으로 사라지고, 모든 중기 및 후기 임상 시험의 98% 이상이 실패로 끝난다는 것을 알 만큼 오랫동안 이 분야에서 일해 왔다. 그리고 MIT 팀과 다른 연구자들의 연구가 이 색다른 전략에 대한 견고한 과학적 기반을 계속 구축하고 있지만, 일부 그룹은 생쥐에서 연구 결과를 재현하지 못했다.
이제 모든 시선은 조안을 포함한 600명 이상의 참가자를 포함하는 대규모 무작위 시험에 집중되어 있다. 캘리포니아 대학교 샌디에이고 캠퍼스의 정신과 의사인 피자 싱은 "저는 낙관적이지만, 조심하는 것도 좋아합니다."라고 말한다. "그렇게 데이터가 수렴되면 어떤 신호가 있다는 것을 알 수 있습니다. 뭔가가 일어나고 있습니다."
그러나 많은 사람들은 추가적인 검증을 기다리지 않는다. 깜박이는 불빛과 클릭 소리를 책상 램프나 스마트폰 앱에 넣어 뇌 건강을 개선한다고 주장하는 '웰빙' 제품으로 마케팅되는 기기를 중심으로 이미 소규모 산업이 생겨났다. 이로 인해 일부 연구자들은 시장 진출이 과학을 앞서가고 있어 소비자에게 해를 끼칠 수 있다는 우려를 표명했다.
그러나 이 치료법을 둘러싼 화제가 커지면서 과장된 광고와 현실을 구분해야 한다는 압력도 커지고 있다. 과학자들의 과제는 이 접근 방식이 희망의 깜빡임 이상을 제공하는지 확인하는 것.
감마에 의해 안내됨
알츠하이머병은 주로 뇌에 아밀로이드-β 플라크와 타우 엉킴이 축적되는 것이 특징이다 . 이러한 단백질 구조는 신경 전달을 방해하고 세포 사멸을 초래하는 것으로 생각된다. 그러나 1990년대 초, 뉴욕 대학교(NYU) 의료 센터의 신경과학자 Rodolfo Llinás와 그의 동료들은 이 질병의 또 다른 흥미로운 특징을 발견했다.
신경 활동으로 생성되는 자기장을 연구하는 동안 그들은 뇌의 가장 빠르게 발사되는 파동 중 일부, 특히 약 40헤르츠로 진동하는 감마 주파수 대역의 파동에 결함이 있음을 발견했다. 알츠하이머병 환자의 경우 주의와 기억과 같은 과정에 필수적인 이러한 감마파는 인지적으로 건강한 개인의 감마파보다 약했다 . 2
수년에 걸쳐 다른 그룹도 이와 유사한 입증 가능한 관찰을 했다. 그러나 2016년에 이르러서야 Tsai와 Boyden의 연구를 통해 이 감마 결핍을 해결하고 역전시킬 수 있는 실행 가능한 전략이 등장했다.
MIT 연구원들은 처음에 뉴런을 유전적으로 변형한 다음 두개골을 통해 광섬유를 이식하는 복잡한 기술을 사용하여 마우스 뇌에 감마파를 유도했다 . 1 그런 다음 그들은 동물의 우리 근처에 간단한 스트립 조명, 미니 사운드 시스템 또는 진동 서브우퍼와 같은 덜 침습적인 방법을 개발했다.
리드미컬한 신호는 Cognito의 최고 의료 책임자인 랄프 컨이 "감각 온램프"라고 설명하는 것을 통해 뇌를 활성화합니다. 감각 정보를 처리하는 피질의 영역이다. 거기에서 감마 신호는 기억과 인지에서 핵심적인 역할을 하는 시상하부와 같은 더 깊은 뇌 영역으로 퍼진.
반복적인 노출로 인해 뇌의 '동조'가 발생한다. 즉, 뉴런의 발사 패턴이 자극의 리듬과 일치하기 시작합니다. 시냅스가 강화됩니다. 염증이 가라앉는다. 그리고 MIT 팀이 2월에 보고했듯이 3 40헤르츠 자극은 또한 쥐의 신경 정화 메커니즘을 활성화하는데 , 뇌척수액이 뇌로 들어가 분자 파편을 수집하고 특수한 폐기물 제거 채널을 통해 빠져나간다. 중국과 포르투갈의 독립 팀이 그 후 이 발견을 재현했고 4 매사추세츠 보스턴 대학의 연구원들은 동일한 과정이 인간의 시각적 깜박임에 의해서도 활성화된다는 것을 보여주었다 5 .
폐경이 뇌를 어떻게 재형성하는가
Boyden은 "건강 증진 효과의 별자리가 있습니다."라고 말하며, 그 결과는 알츠하이머의 여러 마우스 모델에서 일관적이었다. 그는 "그것이 제가 번역 가능성에 대해 정말 흥분하게 만들었습니다."라고 말한다.
치료의 모든 문서화된 효과 중에서 "어떤 것이 치료 효능에 중요한지는 완전히 명확하지 않다"고, Boyden 연구실의 전 박사후 연구원이며 초기 연구의 대부분에 기여했고 애틀랜타의 Georgia Institute of Technology에서 이 현상을 계속 조사하고 있는 신경생물학자 Annabelle Singer는 말한다. 하지만 Cognito의 고문인 Singer는 전반적인 영향에 대해 확신한다. 그녀는 "인지 영역을 포함하여 인간 회로의 광범위한 변조가 있습니다."라고 말한다. "그리고 이러한 회로는 40헤르츠 자극에 반응하여 일종의 고속 기어로 전환됩니다."
같은 파장에
잠재적인 이점은 알츠하이머병에 국한되지 않는다. 연구자들은 자폐 스펙트럼 장애, 뇌졸중, 다발성 경화증 및 화학 요법 관련 인지 장애의 마우스 모델에서 감각 자극의 긍정적인 효과를 발견했다. 인간의 경우 불면증이 있는 어린이와 치료 저항성 간질이 있는 성인에게 유리한 결과에 대한 초기 증거가 있으며(예: 참조 6 ), 현재 우울증, 파킨슨병 및 두부 외상이 있는 사람들을 대상으로 시험이 진행 중.
그러나 MIT 팀과 다른 과학자들이 발표한 많은 기전적 논문에도 불구하고, 이 치료법이 말 그대로 효과가 있다고 확신하는 사람은 거의 없다. 작년에 NYU의 신경과학자 György Buzsáki가 이끄는 연구 그룹 7 과 대만 타이중의 중국 의대의 신경과학자 Ted Weita Lai가 이끄는 연구 그룹 8 의 두 개의 독립적인 연구 그룹 은 알츠하이머병 마우스 모델에서 깜빡이는 빛 치료법에 대한 자체 연구를 설명했다. 두 팀 모두 아밀로이드-β 수치의 감소를 발견하지 못했다.
이러한 연구와 원래 MIT 보고서 간의 방법론적 차이가 상충되는 결과를 설명할 수 있다고 이 기술의 지지자들은 주장한다. 그리고 40헤르츠 요법의 가장 노골적인 옹호자들은 이 접근 방식에 재정적 이해 관계가 있지만, 그들은 산업과 관련이 없는 독립 그룹이 발표한 확인 연구를 과학의 검증으로 지적한다(예를 들어, 참고문헌 9 참조 ). 그럼에도 불구하고 Buzsáki와 Lai는 모두 과학계에 마우스 연구 결과를 해석하고 이를 인간의 치료 전략으로 외삽할 때 신중을 기할 것을 촉구했다.
중국 선전에 있는 남부과학기술대학의 신경생물학자인 Sheng-Tau Hou는, 논쟁하기 더 어려운 것은 격려적인 초기 임상 시험 데이터일 수 있다고 말한다. "우리가 메커니즘의 분자적 세부 사항을 이해하지 못한다는 사실에도 불구하고, 그 영향은 지금 매우 명백합니다."라고 그는 말한다.
MIT와 에모리 대학의 팀 이 수행한 학술 연구 와 Cognito 연구자들이 산업체를 후원한 실험을 통해, 집에서 하루 한 시간씩 40헤르츠의 빛과 소리 자극을 1~6개월 동안 가하면 인지 능력이 향상되고, 뇌의 부피가 유지되며, 수면의 질이 향상되고, 일상 업무를 수행하는 능력이 향상되며, 뇌 면역에 긍정적인 변화가 유도되는 것으로 나타났다.
이런 종류의 연구 중 가장 긴 연구 중 하나인 보스턴 매사추세츠 종합병원의 신경과 전문의이자 차이 연구실의 포스트닥인 다이앤 찬은 30개월 이상 매일 40헤르츠 치료를 받은 경미한 알츠하이머병 환자 몇 명을 모니터링하고 있다. 참여자들은 이젤에 장착된 조명 패널과 사운드바 시스템을 통해 치료에 참여하며, 중앙에 태블릿이 있어 사용자는 각 세션 동안 비디오로 스스로를 즐겁게 할 수 있다.
일반적으로 초기 단계의 알츠하이머병을 앓는 개인은 표준 신경심리학 테스트에서 점점 더 나쁜 성적을 보이며 매년 몇 점을 잃는다. 하지만 Chan의 연구에서는 참가자의 테스트 점수가 안정적으로 유지되었다. 뇌 부피는 줄어들 조짐이 보이지 않았고 혈액 내 질병 관련 단백질 수치는 오히려 감소 추세를 보였다. 3월에 신경퇴행성 질환에 대한 국제 컨퍼런스에서 연구 결과를 발표한 Chan은 "이 환자들은 시간의 시험을 이겼습니다."라고 말했다.
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같은 컨퍼런스에서 Cognito는 회사의 착용형 기술을 18개월간 치료한 결과 뇌 구조와 인지 기능 모두에서 비슷한 효과가 나타났다고 보고했다. 일부 사람들은 감각 치료의 일상에 너무 빠져 연구가 끝난 후에도 기기를 반환하기를 거부하기도 했다. 물론 반환해야 하는 규정에도 불구하고.
"저는 그들에게서 이것을 빼앗을 수 없습니다." 매사추세츠주 뉴턴에 있는 보스턴 메모리 센터의 신경 심리학자이자 재판 조사관인 폴 솔로몬의 말이다. 조안은 이 센터에서 치료를 받고 있다.
포효하는 사십
현재 Cognito의 플랫폼은 임상 시험을 통해서만 접근할 수 있다. 그러나 일부 경쟁 개발자는 이미 유사한 기기를 전체론적 건강 보조기구로 마케팅하기 시작했으며, 이 기술은 안전하며 개인이 공식적인 규제 승인 없이도 잠재적인 인지적 이점을 경험할 수 있다고 주장한다.
소비자의 기기를 40Hz 간격으로 깜빡거리고 윙윙거리게 하는 모바일폰 앱과 웹사이트가 있다. 클릭음 플레이어, 깜빡이는 전구, 스트로보스코픽 데스크 램프를 온라인에서 구매할 수 있으며, 가격은 50달러에서 274달러까지 다양하다. 그리고 코펜하겐과 캘리포니아 버클리에 본사를 둔 학술적 분사 기업인 OptoCeutics의 'EVY Light'와 같은 더 많은 하이테크 옵션이 있다. 이 신발 상자 크기의 장치는 '보이지 않는 스펙트럼 플리커'를 제공한다. 이는 두 세트의 발광 다이오드가 생성한 흰색 빛으로, 각각 다른 파장에서 방출되고 40Hz로 펄싱하지만 서로 상쇄된다.
이 회사의 설립자들은 빛이 안정적으로 보이더라도 뇌가 그에 따라 활동을 동기화한다는 증거를 발표했다. 이 회사는 현재 이 기기가 경증에서 중증 알츠하이머병 환자를 도울 수 있는지 테스트하기 위해 설계된 62명을 대상으로 한 임상 시험을 후원하고 있다. 그러나 임상 결과와 규제 승인이 수년 후에야 이루어질 가능성이 있기 때문에 OptoCeutics는 규제 허가를 받기 전에 대중에게 라이트 박스를 제공하기로 결정했다. 1,999달러면 누구나 EVY Light를 집에서 사용할 수 있다.
"우리는 그것이 지금 사람들에게 어떤 영향을 미칠 수 있는지 보고 싶습니다. 오늘 말입니다." 공동 창립자이자 최고 경영자인 마이 응우옌이 말했습니다. "우리에게는 이점이 위험보다 큽니다."
개발 중인 다른 40헤르츠 기술로는 캐나다 토론토에 있는 Vielight의 1,799달러짜리 헤드셋이 있는데, 이 헤드셋은 두피에 전략적으로 배치된 일련의 발광 다이오드를 통해 근적외선을 투여하고, 콧구멍에 고정하고 코를 향하게 한 것도 있다. 치매 환자를 포함한 파일럿 시험은 임상적 잠재력의 초기 징후를 보였다.
전기 자극 기술은 감마파 활동이 부족한 특정 뇌 영역에 표적 신경 조절을 제공할 수 있다. 그리고 청각 장애, 시력 문제 또는 기타 감각 처리 문제가 있는 사람들이 접근할 수 없는 40헤르츠 자극을 제공하는 시청각적 접근 방식과 달리 전기 자극은 광범위하게 적용 가능해야 한다고 이탈리아 브레시아 대학교의 신경학자인 바르바라 보로니는 지적한다.
몇몇 연구 그룹은 40헤르츠 자극을 음악 치료와 결합하기도 한다. 예를 들어, 일본에서는 VIE라는 음악 기술 회사가 40헤르츠 주파수를 청각 자극을 귀에 더 기분 좋게 만들기 위해 설계된 에테르 음악 작곡에 통합하고 있다.
보스턴의 노스이스턴 대학에서 음악 신경과학자 Psyche Loui와 그녀의 동료들은 농구대 모양의 장치를 시험하고 있다. 이 장치는 코네티컷주 파밍턴에 있는 Oscillo Biosciences에서 개발했으며, 별명은 The Stargate이다. 이 장치는 음악에 맞춰 빛을 동기화하고, 노래의 박자에 맞춰 리드미컬한 시각적 요소를 추가하는 동시에 감마 주파수 범위에서 뇌 활동을 촉진하기 위해 부드러운 깜빡임을 발생시킨다.
루이는 음악이 약을 더 쉽게 삼킬 수 있게 한다고 말한다. "사람들은 음악을 좋아해요. 그들은 빛을 참아요."
가벼운 터치
규제와 품질 관리의 부족은 Chan을 포함한 일부 연구자들을 걱정시킨다. Chan은 여러 상업용 기기에 대한 내부 테스트를 수행하여 종종 40Hz 플리커를 일관되게 제공하지 못한다는 것을 발견했다. 그녀는 또한 상당수의 사용자에게 두통과 같은 부작용이 발생한다고 경고한다. 게다가 발작이 일어나기 쉬운 사람들에게는 깜빡이는 불빛이 심각한 위험을 초래할 수 있다.
일리노이주 시카고에 있는 비영리 연구 및 옹호 단체인 알츠하이머 협회의 의료 및 과학 운영 책임자인 헤더 스나이더는 "현명한 소비자가 되는 것이 정말 중요하다"고 말한다.
또 다른 우려 사항은 허황된 희망과 재정적 착취의 가능성인데, 특히 회사 웹사이트가 마케팅 자료로 과도한 약속을 할 경우 더욱 그렇습니다. 프랑스 보르도 인구 건강 연구 센터의 생명윤리학자이자 치매 연구자인 티모시 데일리는 "분명히 불분명한 영역입니다."라고 말한다. "매우 미끄러운 경사로입니다. 특히 알츠하이머병에 대해 걱정하는 사람들의 취약성을 고려하면 더욱 그렇습니다."
Cognito 최고경영자인 Christian Howell은 이러한 잠재적 함정을 의식하고 회사가 아마도 2026년 초까지 마케팅 승인을 받기 전에 "매우 강력한 증거 기반을 개발하는 데 정말로 의도적"이었다고 말했다. Cognito는 1년간의 무작위 피벗 시험과 함께(연말까지 등록을 완료할 예정임) Joan과 같은 참가자가 12개월 더 치료를 계속할 수 있는 기회를 제공하는 연장 연구를 진행하고 있다.
조안은 주저하지 않고 참여했다. 그녀와 51년 동안의 남편인 아트는 Cognito 기기가 그녀의 상태를 안정시켜 관리하기 쉬운 상태로 유지되고 조안이 높은 수준의 기능적 독립성을 유지할 수 있게 했다고 말한다. 아트는 "신의 선물과도 같아요."라고 말한다. "이게 지금처럼 모든 것을 얼려버린다면, 우리는 이렇게 살다가 무덤까지 갈 수 있을 거예요."