[코싸인의 인지과학 이야기] 퇴행성 신경질환 (1)
1. 퇴행성 신경질환의 소개
퇴행성 신경질환이란?
보통 노화 등 여러가지 이유로 신경계의 특정 영역에서 신경세포인 뉴런의 기능이 점차 상실되어 세포 사망으로 이어지게 됩니다. 성인 신경계의 제한된 재생 능력과 신경계가 우리 몸에서 차지하고 있는 중요성을 고려할 때, 신경 세포 죽음은 신경 퇴화 과정의 비가역적인 단계인 동시에 파괴적이라고 할 수 있습니다. 이렇게 해서 발생하는 것이 ‘퇴행성 신경질환(Neurodegenerative Disease)’입니다.
주요 퇴행성 신경질환
알츠하이머병(Alzheimer's disease, AD) 파킨슨병 (Parkinson's disease, PD), 루이소체 치매(Lewy Body Dementia), 헌팅턴 무도병, 근위축성 측삭경화증(ALS, 루게릭병) 등이 대표적인 퇴행성 신경질환으로 손꼽히며, 이 중에서 AD와 PD가 퇴행성 신경질환 중 가장 높은 환자수를 가집니다[1]. 이러한 질병들은 병태생리학적으로 다양한 증상이 나타납니다. 어떤 질병들은 기억과 인지 장애를 일으키거나 정서 등에도 악영향을 미치는 반면, 다른 어떤 질병들은 사람의 움직이고 말하고 숨쉬는 능력에 영향을 미칩니다.
퇴행성 신경질환을 유발하는 요인에는 여러 가지가 있습니다. 유전적 요인을 비롯해 환경적, 내인적 요인 등 다양한 요인들이 존재합니다. 아직까지 세부 원인 등에 대해서 완전히 밝혀진 바는 없지만, 특정 단백질의 응집은 퇴행성 신경질환의 가장 두드러진 공통점이라고 할 수 있습니다[2]. 일례로 ‘알츠하이머병’의 경우는 ß-아밀로이드(Aß) 단백질이 축적되어 생긴다는 ‘ß-아밀로이드 가설’이 대표적인 예시라고 할 수 있습니다. 물론 최근 당시 발표했던 논문의 이미지가 조작된 사실이 드러나 ‘베타 아밀로이드 가설’을 믿을 수 없다는 일부 주장이 있으나, 다년간의 임상 결과가 쌓여 가설 부정까지 생각할 필요는 없다고 합니다[3]. 이와 관련된 내용은 추후 다시 다룰 예정입니다.
필자가 퇴행성 신경질환을 선택한 이유
통계청이 발표한 ‘2021년 고령자 통계’에 의하면 우리나라는 이미 고령사회를 넘었고, 2025년에 초고령사회에 진입한다고 예측했습니다. 이처럼 노인 인구가 점차 증가함에 따라 ‘퇴행성 신경질환’ 환자 수도 점차 늘어나고 있는 추세입니다. 실제 [그림 1]과 같이 나이가 증가함에 따라 퇴행성 신경질환의 환자 수가 기하급수적으로 증가하고 있는 것을 확인할 수 있습니다.
[그림 1] 연령에 따른 퇴행성 신경질환의 발병 건수[4]더욱이 앞서 보았던 것처럼 퇴행성 신경질환은 기억 및 인지를 포함한 인간의 고등 행동에 영향을 줄 뿐 아니라 특정 퇴행성 신경질환은 병이 진행됨에 따라 움직이고 숨쉬고 말하는 일련의 행동들까지도 제약을 주게 됩니다. 따라서 병이 더욱 진행되기 전 조기에 진단받고 치료하는 것이 무엇보다 중요하고, 이런 글을 통해 사람들이 퇴행성 신경질환에 대해 알게 된다면 미리 예방하는 데 있어서도 도움될 것이라 생각됩니다. 아래 그림은 개체의 노화에 따른 여러 생물학적 변화와 이에 나타나는 퇴행성 신경질환을 나타낸 그림입니다.
[그림 2] 노화의 주요 특징과 퇴행성 신경질환[4], 일부 변형퇴행성 신경질환과 인지과학?
1999년 Lakoff and Johnson에 따르면, 인지과학에서의 "인지"는 "정확한 용어로 연구될 수 있는 모든 종류의 정신 작용 또는 구조"에 사용됩니다. 즉, 여러분들도 잘 알다시피 인지과학은 심리학을 비롯해 신경생물학, 언어, 철학, 컴퓨터, 생물학 등 다양한 분야의 학자들에 한데 모여 연구하는 다학제의 분야로 알려져 있습니다. 인지과학자들은 마음과 주변 세계와의 상호작용을 이해하고자 하며, 이를 위해 그룹으로 모여 일합니다. 실제 인지과학 연계전공인 필자 또한 전공 과목을 수강할 당시 다양한 전공에서 개설되는 과목들을 신청해 수강했습니다. 신경과학 및 생물학에 기초해 퇴행성 신경질환을 바라보겠지만, 의식, 기억, 진단 및 치료에 있어서 활용될 수 있는 인공지능 등 인지과학 내 다양한 분야의 관점에서 바라보고 설명하겠습니다.
<참고문헌>
[1] Aaron D. Gitler, Paraminder Dhillon, James Shorter. (2017). Neurodegenerative disease: models, mechanisms, and a new hope. Dis Model Mech . 10 (5): 499–502. doi: https://doi.org/10.1242/dmm.030205
[2] Chao, P., Trojanowski, J. Q., & Lee, V. M. (2020). Protein transmission in neurodegenerative disease. Nature Reviews Neurology, 16(4), 199-212. https://doi.org/10.1038/s41582-020-0333-7
[3] https://www.dementianews.co.kr/news/articleView.html?idxno=5431
[4] Hou, Y., Dan, X., Babbar, M. et al. (2019). Ageing as a risk factor for neurodegenerative disease. Nat Rev Neurol 15, 565–581. https://doi.org/10.1038/s41582-019-0244-7
