편두통의 시각 및 운동 피질에 대한 tDCS의 임상적 및 신경생리학적 효과 (MIRAGE)

두통 장애는 매우 흔합니다. 2016년 전 세계 질병 부담 연구에서 편두통은 전체 장애의 원인 중 두 번째로 높은 원인이었으며 젊은 성인(15~49세)에서 장애를 유발하는 가장 흔한 질병이었습니다. 편두통 발작이 빈번하거나 심한 경우, 편두통 발작 빈도를 줄이기 위해 약리학적 제제를 사용합니다. 표준 편두통 예방치료제는 효능이 낮거나 바람직하지 않은 부작용을 보이며, 대부분 편두통이 아닌 다른 질병에 대해 허가를 받았다. 또한 일부 편두통 환자들은 약물치료 선택을 주저하기도 한다. 이러한 치료에 대한 순응도는 약물 사용 그룹에서도 매우 낮습니다. 최근 사용되는 칼시토닌 유전자 관련 펩타이드(CGRP) 단클론항체 치료제는 가격이 꽤 비싼 치료제다. 따라서, 편두통에 대한 효과적이고, 견딜 수 있으며, 저렴한 예방 치료에 대한 필요성이 여전히 남아 있습니다.

편두통은 중추신경계와 말초신경계의 여러 회로를 포함하는 복합성 질환으로 아직까지 병태생리학이 불분명합니다. 삼차신경혈관 활성화는 편두통 통증의 핵심 사건으로 주로 말초신경계와 관련이 있지만 중추신경계도 편두통의 형성과 인식에 역할을 합니다. 편두통 환자의 대뇌 피질은 외부 자극에 과민(과민성)하며, 이는 아마도 시상을 포함한 피질하 구조의 기능적 연결성 변경으로 인한 것일 수 있습니다. 이로 인해 발생하는 "시상-피질 부정맥"과 흥분성의 변화는 경두개 자기 자극(TMS) 및 경두개 직류 자극(tDCS)과 같은 비침습적 신경 조절 기술로 제어할 수 있습니다.

비침습적 신경조절법은 다양한 형태의 원발성 두통에 적용되며 간헐성 편두통과 만성 편두통 모두에 쉽게 적용할 수 있는 방법으로 권장됩니다. 지금까지 편두통 치료를 위해 단일 펄스 경두개 자기 자극(sTMS), 미주 신경 자극(VNS) 및 안와상 신경 자극만이 FDA의 승인을 받았습니다. 경두개 직류 자극(tDCS; direct current 자극)은 비침습적 뇌 자극에 사용되는 전기 자극 방법으로, 휴대용 배터리 구동 시스템을 사용하여 두 개의 두피 전극을 통해 약 2밀리암페어의 약한 전류를 가합니다. tDCS는 표면 전극을 통해 두개골에 낮은 진폭의 직류 전류를 가해 신경 뇌 활동을 조절하는 전기 자극 기술입니다. 적용된 전류는 막횡단 신경 전위를 변경하여 흥분성 수준에 영향을 미칩니다. 활성 전극의 극성에 따라 tDCS는 피질 흥분성을 증가시키거나 감소시킬 수 있습니다. tDCS는 뇌의 신경심리학적 및 운동 활동의 변화를 유발하는 것으로 나타났습니다. 다양한 표적 뇌 영역에 적용되는 가변 세션 번호(1~20일)를 사용하는 프로토콜은 다양한 방식으로 통증 관련 경로를 조절하여 통증 증후군에 유망한 결과를 제공합니다. tDCS를 이용한 운동 피질의 자극은 외상성 척수 손상 및 섬유근육통을 포함한 기타 만성 통증 증후군 환자의 통증을 완화시키는 것으로 이미 나타났습니다. 편두통 환자는 통증에 과민한 경우가 많습니다. 통증 경험과 관련된 뇌 영역을 표적으로 하는 치료법은 편두통 환자의 통증을 줄이는 데 도움이 될 수도 있습니다. 지금까지 진행된 연구들을 체계적으로 검토하고 메타분석한 결과에 따르면, tDCS는 운동피질을 활성화하거나 시각피질을 활성화/억제함으로써 편두통 증상을 개선할 수 있는 효과적이고 신뢰성 있는 방법으로 평가되어 왔습니다. 또한, 4주 이상의 기간에 걸쳐 며칠 동안 반복되는 tDCS 치료는 편두통 통증 심각도와 발병 기간을 줄이는 데 효과적입니다. tDCS의 이점은 마지막 tDCS 세션이 완료된 후 최소 4주 동안 지속될 수 있습니다. 양극 자극과 음극 자극 모두 편두통 통증 심각도를 줄이는 데 효과적인 것으로 평가되었습니다. 여기에 제시된 연구 프로토콜은 운동 영역에 대한 동시 양극 자극과 시각 피질에 대한 음극 자극을 통해 독특한 프로토콜을 테스트하는 것을 목표로 합니다. 지금까지 수행된 메타 분석에서는; 향후 편두통에 tDCS를 이용한 임상 연구에서는 근본적인 작용 메커니즘을 더 잘 이해하기 위해 EEG나 fMRI(Functional Magnetic Resonance Imaging)(기능적 자기 공명 영상)를 사용하여 신경 활동을 동시에 측정하는 것의 중요성도 강조됩니다. 정량적 뇌파검사(qEEG)와 같은 전기생리학적 기술은 휴식 시와 감각 자극 중 뇌 기능에 대한 중요한 정보를 제공합니다. 많은 양의 데이터에서 편두통 환자의 발작 간 기간 동안 후두엽 피질에 일부 흥분성 변화가 있음이 입증되었습니다. 일부 연구에서는 과흥분성이 입증되었지만 소수의 연구에서만 후두성 흥분성의 감소를 기록할 수 있었습니다. 후두부 흥분성의 이러한 증가는 최근 억제 현상으로 인식되었으며, 지난 10년 동안 편두통에 대한 새로운 용어인 "과민반응"이 사용되었습니다. 이러한 과흥분성은 반복되는 자극에 대한 습관화의 상실로 많은 신경생리학적 및 신경영상 연구에서 입증되었습니다. 분명히 qEEG의 다양한 주파수 대역에 대한 스펙트럼 분석은 편두통 뇌의 본질적인 활동을 이해하는 데 도움이 됩니다. 건강한 피험자와 비교하여 편두통 환자에서 감각 자극에 반응하는 EEG 주파수 대역의 피크 잠복기, 진폭 및 동기화의 차이가 보고되었습니다. 본 연구에서는 운동 피질과 시각 피질 동시 자극 전후에 촬영한 뇌파 기록을 통해 향후 몇 달간 비교 평가를 할 계획입니다. 이러한 방식으로 양극 및 음극 경두개 직류 자극과 후두부 영역의 서로 다른 주파수 대역 사이의 관계는 활성 치료 그룹과 가짜 그룹을 비교하여 결정됩니다.

우리나라의 검토 연구와 최근 연구에 따르면 tDCS 치료는 단기 및 장기 추적 관찰 모두에서 이질통이 있는 편두통 환자의 효과적이고 안전한 예방 치료법인 것으로 나타났습니다. 2018년에 실시된 Cochrane 분석에서 강조된 바와 같이 이 분야에서 더 나은 임상 증거를 얻기 위해; 더 큰 표본과 임상적으로 의미 있는 장기 결과를 갖춘 무작위 대조 연구가 필요합니다. 이 연구에서는 대규모 표본 그룹에서 편두통 환자의 예방에 특히 효과적인 것으로 나타난 프로토콜 조합의 임상 효과를 테스트하는 동시에 활성 그룹과 가짜 그룹에서 신경생리학적 반응을 평가할 계획입니다.