미주신경 자극이 지각 학습을 강화하고 청각 능력을 향상시키는 방법

요약 : 새로운 연구에 따르면, 가벼운 전기 펄스로 미주신경을 자극하면 쥐의 지각 학습이 향상되는 것으로 나타났으며, 특히 인공와우 사용자의 청력을 향상시키는 데 잠재적으로 응용할 수 있을 것으로 보입니다.

 

주요내용 :

1. 지각 학습 향상 : 미주신경 자극을 받은 쥐는 자극을 받지 않은 쥐보다 음악 음색을 구별할 때 오류가 10% 더 적었습니다. 이는 감각 학습이 향상되었음을 시사합니다.
2. 뇌 활동 증진 : 미주신경 자극은 청각 피질의 신경 가소성을 증가시키고, 뇌의 주의력 및 기억 중추의 활동을 향상시켜 장기적인 학습 향상에 기여합니다.
3. 청각 응용 분야 : 이 기술은 인공 달팽이 이식에 대한 적응력을 높이고 대화와 환경 인식에 어려움을 겪는 사용자의 결과를 개선할 수 있습니다.

---

한 연구에 따르면 뇌와 심장, 소화계, 다른 장기 사이의 신호를 전달하는 미주신경을 자극하면 지각 학습, 즉 연습을 통해해감각을 해석하는 뇌의 능력이 크게 향상될 수 있는 것으로 나타났습니다. 

연구자들은 뇌를 여러 기관에 연결하는 신경에 ​​약한 전기 펄스를 전달함으로써 음악적 음색을 구별하도록 훈련된 쥐가 자극을 받지 않은 동료에서 보이는 한계를 뛰어넘어 지속적으로 성능을 향상시킨다는 것을 발견했습니다. Nature Neuro science 에 게재된 NYU Langone Health의 연구 결과는 인간의 청력을 개선하는 데 유망한 응용 프로그램을 제공하며, 특히 인공 와우 사용자와 새로운 언어를 배우는 사람들의 결과를 개선하는 데 도움이 될 것입니다.

 

미주신경(Vagus Nerve) 이해하기

전문가들은 뇌전증(간질)과 우울증부터 외상 후 스트레스 장애와 청력 장애에 이르기까지 다양한 질환을 치료하기 위해 가벼운 전기 펄스로 미주신경을 표적으로 삼는 방법을 오랫동안 탐구해 왔습니다. 그러나 이러한 노력의 결과는 엇갈렸고, 청력 개선으로 이어질 수 있는 근본적인 메커니즘은 지금까지 불분명했습니다.

미주신경 자극이 지각 학습을 촉진할 수 있는지 더 자세히 조사하기 위해 연구팀은 38마리의 쥐에게 음악적 음색을 구별하도록 훈련시켰습니다. 처음에는 모든 동물의 성과가 향상되었고, 시간이 지남에 따라 실수가 점점 줄었습니다. 그러나 치료를 받지 않은 쥐는 약 1주일의 훈련 후에 최고치에 도달한 반면, 신경 자극을 받은 설치류는 과제에 계속 능숙해져서 시뮬레이션 전보다 대부분 테스트에서 평균적으로 약 10% 더 적은 실수를 했습니다. 또한 이 그룹의 쥐는 매우 유사한 음색을구별해야 하는 가장 어려운 평가에서 다른 쥐보다 절반정도 많은 실수를 했습니다.

 

"우리의 연구 결과에 따르면 훈련 중에 미주신경을 활성화하면 동물, 심지어 인간도 인지하는 법을 배울 수 있는 한계를 넘어설 수 있습니다." NYU Grossman School of Medicine의 신경과학 연구소 대학원생이자 연구 주저자인 Kathleen Martin 박사(BS)는 말합니다.

 

조사의 두 번째 부분에서 연구자들은 미주신경 자극이 뇌에 어떻게 그리고 어디에 영향을 미치는지 평가했습니다. 결과에따르면 이 기술은 주의와 기억에 관련된 영역인 콜린성 기저 전뇌의 활동을 증가시킵니다. 그러나 연구팀이 신경 활성화 과정에서 이 부위를 억제했을 때 설치류는 추가적인 학습 이점을 얻지는 못했습니다.

 

또한, 연구팀은 미주신경 자극이 신경가소성을 증가시킨다는 것을 보여주었습니다. 신경가소성은 뇌 세포가 새로운 경험에 더 잘 적응하고 기억을 형성하는 과정으로, 뇌의 주요 청각 중심인 청각 피질에서 나타납니다. 이는 훈련이 이루어진 후에도 새로운 기술이 오래 지속될 수 있도록 하는 장기적인 세포 변화로 이어질 수 있다고 Martin은 말합니다.

 

그녀는 미주신경을 표적으로 삼아 청력을 향상시키는 것은 이전에도 전문가들 사이에서 논란의 여지가 있었으며, 과거 동물을 대상으로 한 연구에서는 유의미한 개선 효과가 나타나지 않았다고 지적했습니다.

새로운 연구에 따르면 이 방법은 실제로 효과가 있을 수 있지만, 연구자들이 처음 예상했던 것보다 결과가 나타나는 데 시간이 더 걸렸다고 저자는 말합니다. Martin은 이러한 지연은 부분적으로 이 기술에 사용된 전기 펄스가 실험 동물의 주의를 산만하게 할 수 있기 때문에 발생할 수 있으며, 동물은 감각에 적응하는 데 시간이 필요할 수 있다고 덧붙였습니다.

 

미주신경이 인공와우 이식을 통해 청력을 지원할 수 있는 방법

저자들은 미주신경 자극을 사용하여 청력을 향상시키는 것이 음악적 능력을 극대화하는 것 이상의 잠재적인 응용 분야가 있다고 언급합니다. 지각 학습은 새로운 언어를 이해하고 청력 상실을 회복하는 데 사용되는 신경 보철 도구인 인공와우에 적응하는 데 중요한 구성 요소입니다. 주목할 점은 환자가 이러한 장치에 적응하는 데 몇 달이 걸리는 경우가 많고, 많은 환자가 수년간 사용한 후에도 대화에 어려움을 겪고 있다는 것입니다.

 

"이러한 결과는 미주 신경 자극이 달팽이관 임플란트로 인한 청력 개선을 가속화할 수 있는 잠재력을 강조합니다."라고 연구 선임 저자인 로버트 프롬케 박사는 말합니다. "이 방법은 지각 학습을 촉진함으로써 임플란트 수혜자가 다른 사람과 더쉽게 소통하고, 자동차가 다가오는 소리를 듣고, 주변 세계와 더 효과적으로 소통할 수 있도록 할 수 있습니다.

 

뉴욕대학교 그로스만 의과대학의 신경과학 및 생리학과 Skirball  유전학 교수인 Froemke는 현재 미주신경을 활성화하는 데 사용되는 전기 자극 장치는 지름이 몇 센티미터에 불과하며 외래 수술 과정에서 이식할 수 있다고 말합니다. 편두통을 완화하는 데 사용되는 장치와 같은 일부 장치는 훨씬 덜 침습적이며 단순히 목의 피부에 대고 있기만 하면 됩니다.

 

뉴욕대학교 그로스만 의과대학의 이비인후과-두경부외과 교수이기도 한 프롬케는 연구진이 연구 결과를 바탕으로 달팽이관 이식을 받은 설치류의 미주 신경 자극을 테스트하여 미주 신경 자극이 기능을 개선하는지 확인할 계획이라고 말합니다.

 

뉴욕대학교 랭곤 신경과학연구소의 회원이기도 한 프롬케는 미주신경이 쥐보다 인간에게 훨씬 크고 복잡하기 때문에 미주신경 자극의 효과는 다를 수 있으므로 인간 환자를 대상으로 추가 검사가 필요하다고 경고합니다.

 

 

* 출처 : The Hearing Review

 

이편한보청기 청각센터 문의, 상담

(전화연결) 031-994-2544

 

 

 

 

* 방문예약을 남겨주신분들께는 추가 할인혜택을 제공해 드립니다.