[청각연구] 인간의 청각경로를 매핑하기 위한 비침습적 방법 연구

최근, 연구원들은 사람의 청각 경로를 지도화하기 위한 비침습적인 방법을 개발했는데, 이것은 잠재적으로 임상의들이 심각한 난청을 가진 환자들을 위한 최선의 수술 전략을 결정하는 데 도움을 줄 수 있는 도구로 사용될 수 있습니다.

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eLife에 발표된 연구 결과는 환자에게 말을 듣고 이해할 수 있는 능력을 제공하여 청각 언어 네트워크가 적절하게 발달하고 장기적인 결과를 개선할 수 있도록 조기 개입의 중요성을 강조하고 있습니다.

 

감각신경성 난청(SNHL)은 달팽이관 내부의 민감한 유모세포가 손상되거나 뇌로 소리를 전달하는 청각신경에 손상이 있을 때 발생합니다. 심한 난청을 가진 사람은 보통 어떤 소리도 들을 수 없고, 기껏해야 아주 큰 소리만 들을 수 있습니다. 선천성 SNHL, 즉 태어날 때부터 존재하는 난청은 지난 20년간 출생아 1,000명당 1.09명에서 1.7명으로 유병률이 증가했습니다.

 

 

말소리는 청각 경로로 알려진 영역의 신경 섬유에 의해 뇌를 통해 전달되고 언어 네트워크라는 영역에서 처리됩니다. 선천성 SNHL의 경우 언어 네트워크에 도달하는 음성 입력이 부족하면 적절한 발달이 방해되어 언어 능력이 저하될 수 있습니다.

 

현재 심오한 SNHL의 주요한 치료법은 달팽이관 및 청각 뇌간 이식이며, 여기서 장치는 각각 말초 달팽이관 또는 중앙 달팽이관 핵을 자극하는 데 사용됩니다. 두 기술 모두 환자의 청력을 부분적으로 회복할 수 있지만 언어 발달 결과는 다를 수 있습니다. 이는 선천성 SNHL 사례의 15~39%를 차지하는 내이 기형(IEM) 또는 달팽이관 신경 결핍(CND)이 있는 환자의 경우 특히 그렇습니다.

 

"SNHL이 CND 및/또는 IEM으로 인해 발생하는 경우 최선의 치료 방법에 대해 많은 불확실성이 있습니다. 이는 달팽이관 신경의 상태를 평가하고 특정 유형의 IEM을 구별하는 것이 어렵기 때문입니다." 중국 상하이 자오통대학교 의과대학 상하이 제9인민병원 교수이자 이비인후과 전문의인 수석 저자인 Hao Wu는 말합니다. Wu는 또한 병원 행정관이자 해당 부서의 임상 및 학술 책임자로도 활동하고 있습니다. "따라서 우리는 청각 경로를 매핑하고 IEM과 CND가 청각 언어 네트워크의 개발에 어떻게 영향을 미치는지 더 깊이 파고드는 보다 효과적인 방법이 필요합니다."

 

연구에서 Wu 교수팀은 6세 미만 어린이 23명의 청각 및 언어 경로를 조사했습니다. 여기에는 정상 청력을 가진 10명의 어린이와 심각한 SNHL을 가진 13명의 어린이가 포함되었습니다. 후자 그룹에서는 7명의 어린이가 인공와우 이식을 받았고, 2명은 청각 뇌간 이식을 받았으며, 4명은 청각 뇌간 이식의 후보자였습니다.

 

인간의 청각 경로는 뇌 깊숙한 곳에 위치한 섬세하고 복잡한 피질하 구조로 인해 비침습적으로 조사하기가 어렵습니다.이를 탐색하기 위해 팀은 경로를 재구성하는 새로운 방법론을 개발했습니다. 첫째, 그들은 특정 유형의 MRI 스캔에서 재구성되고 뇌의 구조적 연결에 대한 훨씬 더 자세한 세부 정보와 정보를 제공하는 트랙 밀도 이미징을 사용하여 피질하 청각 구조를 분할했습니다. 이를 통해 그들은 청각 경로의 달팽이관 핵과 상부 올리브 복합체의 윤곽을 그릴 수 있었습니다. 그런 다음 그들은 MRI 스캔의 정보를 사용하여 구조적 뇌 연결에 대한 가장 가능성 있는 보기를 제공하는 확률론적 트랙그래피(probabilistic tractography)라는 신경 영상 기술을 사용하여 청각 및 언어 경로를 추적했습니다. 다음으로, 팀은 청각 및 언어 경로에 있는 신경 섬유의 밀도와 단면을 평가하기 위해 픽셀 기반 분석을 수행했습니다.

 

이 결합된 방법론을 통해 그들은 수술 결정을 내리는데 도움이 되는 세 가지 주요 영역을 조사할 수 있었습니다.  1.심각한 SNHL을 가진 어린이의 청각 언어 네트워크에서 신경 섬유의 상태  2.수술 개입 전 네트워크 개발에 대한 IEM과 CND의 잠재적인 영향  3.사전 임플랜 사이의 관계.네트워크의 구조적 발전과 이식 후 청각 언어 결과

 

연구팀의 관찰 결과, 심각한 SNHL을 앓고 있는 어린이의 경우 정상 청력을 가진 어린이에 비해 신경 섬유 밀도가 낮은것으로 나타났습니다. 이러한 감소는 하부 중앙 청각 경로의 두 영역과 왼쪽 언어 경로에서 가장 두드러졌습니다.

 

또한,  언어 경로는 IEM 및/또는 CND에 대해 중추 청각 시스템보다 더 민감하며, 이는 언어 경로의 구조적 발달이 말초 청각 구조의 상태에 의해 더 부정적인 영향을 받는다는 것을 의미합니다. 그러나 저자들은 이 결과를 검증하기 위해서는 추가 연구가 필요하다고 경고했습니다. 언어 경로보다 중추 청각 경로를 이미지화하는 것이 더 어렵기 때문에 이러한 차이는 현재 신경 이미징 기술의 한계로 인해 발생할 수 있습니다.

 

저자들은 이번 연구 역시 상대적으로 적은 수의 환자 집단과 불완전한 유전자 데이터 세트에 의해 제한되기 때문에 보다 다양한 환자 집단을 대상으로 한 더 많은 연구가 필요할 것이라고 말합니다. 그러나 추가적인 검증을 통해 심층적인 SNHL을 치료할 때 의사결정을 알리는 데 더 광범위하게 사용될 수 있다고 덧붙였습니다.

 

Hao Wu는 "우리의 연구는 중추 청각 경로를 재구성하기 위한 새로운 파이프라인을 소개하고 SNHL 치료에 있어 수술결정을 알리기 위한 포괄적인 수술 전 평가를 위한 초기 프레임워크를 제안합니다"라고 결론지었습니다. "우리는 수술 후 결과를 개선하기 위해 심각한 SNHL을 앓고 있는 어린이에 대한 조기 개입을 결정하는 데 미래에 더 넓은 임상 환경에서 우리 방법이 사용될 수 있기를 바랍니다."

 

* 원문출처 : ScieceDaily

 

 

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