보건타임즈 : 렘수면행동장애 환자 뇌파 활용 '치매·파킨슨병 예측' 제시

정기영·김한준 교수, 강동경희대병원 변정익 교수 공동연구팀

렘수면 장애 환자 233명 최대 9년간 추적 관찰

신경퇴행성질환 발병과 연관된 뇌파 사용, 첫 발생 예측하는 '머신러닝 모델' 설계

IBS(낮을수록 우수)와 C-index(높을수록 우수) 수치 각 '0.113, 0.721'로 우수

발병 시기와 유형 예측 '정확도' 우수

'렘수면행동장애' 예후 개선 효과 기대

논문, 국제학술지 'SLEEP 최근호'에 게재

[보건타임즈] 렘수면행동장애 치료의 난제로 여겨졌던 신경퇴행성질환 발병을 예측할 실마리가 제시됐다.

국내 대학병원 연구진이 렘수면행동장애 환자의 '뇌파'를 이용해 치매와 파킨슨병을 예측하는 머신러닝 모델을 개발, 예측력을 검증한 결과(논문보기)가 나와 주목을 받고 있다.

서울대병원 신경과 정기영(사진 좌)·김한준 교수(중), 강동경희대병원 변정익 교수(우) 공동연구팀은 렘수면행동장애 환자의 뇌파를 활용해 신경퇴행성질환 발병 시기와 유형을 예측하는 머신러닝 모델을 개발했다며 2일 이같이 발표했다.

노인성 잠꼬대로도 불리는 렘수면행동장애는 꿈속의 행동이 현실로 표출되면서 자는 동안 소리를 지르거나 몸부림치는 행동이 나타나는 수면장애다.

매년 렘수면행동장애 환자의 6%는 치매, 파킨슨병 등 '신경퇴행성질환'으로 진행, 악화하는 것으로 알려졌으나 언제, 어떤 유형으로 발병할지는 예측하기 어려웠다.

이에 연구팀은 먼저 서울대병원에서 수면다원검사를 받은 렘수면 장애 환자 233명을 최대 9년간 추적 관찰해 신경퇴행성질환 발병 군과 미발병 군으로 나눠 이들의 뇌파 특성을 서로 비교, 분석했다.

이후 신경퇴행성질환 발병과 연관된 뇌파를 사용해 첫 신경퇴행성질환 발병까지 걸린 시간을 예측하는 머신러닝 모델을 설계했다.

테스트 결과, 예측 성능을 나타내는 IBS(낮을수록 우수)와 C-index(높을수록 우수) 수치는 각각 0.113, 0.721로 우수했다.

추가로 연구팀은 발병 군의 뇌파만 분석해 렘수면행동장애가 ‘치매(인지기능 이상)’ 또는 '파킨슨병(운동기능 이상)' 중 어느 유형으로 진행할지 분류하는 머신러닝 모델도 설계, 개발해냈다

이 결과, 예측 성능을 나타내는 AUROC(곡선아래면적) 수치는 '0.901'로 우수했다.

신경퇴행성질환 발병 시기와 유형 예측 머신러닝 모델은 공통적으로 ‘뇌파 둔화’ 관련된 특성의 중요성이 높았다.

뇌파는 저주파(델타파, 세타파)가 증가하거나 고주파(감마파, 베타파)가 감소하면 둔화된다.

신경퇴행성질환 '발병 군'은 미발병 군보다 뇌파가 둔화됐다. 발병 군 중에선 '치매'가 파킨슨병보다 뇌파가 둔화되는 양상을 나타냈다.

뇌파 검사로 확인된 느린 뇌파 양상은 신경 퇴행의 시작을 의미해, 주의가 필요하다는 것이 연구팀의 설명이다.

이 연구 결과는 대규모 코호트에서 '뇌파'를 활용, 예측하기 어려웠던 렘수면행동장애 환자의 예후를 일찍이 파악할 수 있다는 가능성을 제시, 의미가 크다는 게 연구팀의 평가다.

정기영 교수는 "이번 연구에서 인공지능 기술 기반으로 개발된 신경퇴행성질환 예측 모델을 활용하면 의료진은 렘수면행동장애 환자 중 치료가 필요한 대상을 조기 선별하며, 환자는 맞춤형 진료를 받을 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.

이 연구는 한국연구재단 지원으로 수행됐다.

이 연구 결과를 상세하게 다룬 논문은 'EEG-based machine learning models for the prediction of phenoconversion time and subtype in isolated rapid eye movement sleep behavior disorder'란 주제로 국제학술지 '수면(SLEEP) 최근호'에 게재됐다.