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운동능력 기반 비디오게임, 알츠하이머 치료 돕는다?
2019-04-19 17:05:21
심현영
▲알츠하이머 병으로 고통받는 노인(출처=게티이미지)

[리서치페이퍼=심현영 기자] 알츠하이머 환자에게 운동 게임 훈련이나 기억 전달을 하면 치료 가능성이 높아진다는 연구 결과가 나왔다. 알츠하이머는 기억력에 영향을 미치는 질환이다. 새로운 연구에 따르면 알츠하이머로 인한 기억력 퇴화, 기억 상실 등을 완화할 수 있다.

만성 질환

알츠하이머는 만성 신경 퇴행성 질환이다. 이 병은 치매의 약 60~70%를 차지하는 등 주요 원인으로 꼽힌다. 가장 흔한 초기 증상은 단기 기억 상실이다. 또 알츠하이머를 앓고 있는 사람은 언어 사용에 어려움을 겪는다. 동기 부여가 부족해서 무기력하고, 기분이 금방 변화하며 행동 문제를 보이기도 한다. 따라서 알츠하이머 환자는 가족이나 사회와 격리되는 경우가 많다. 이 때문에 신체 기능도 점차적으로 약화돼 결국 사망에 이른다.

알츠하이머 질환에 대한 앤드류 세이킨 연구에 따르면 APOE ε4 위험 대립 유전자와 ABCA7이 아밀로이드 수준과 가장 밀접한 관련성을 나타냈다. APOE는 지방 대사에 관여하는 단백질을 암호화한 것이다. 이는 심혈관 질환과도 관련이 있다. ABCA7은 지방 대사에 관여하고 신경 조직에서 발현되는 ABC 수송체를 코딩한다. CLU, DSG2 및 EPHAI는 또한 알츠하이머 병과 연관돼 있다.

최근까지 알츠하이머의 원인은 플라크 집단이라는 의견이 지배적이었다. 이에 따라 알츠하이머 병의 진행을 중지하거나 역전시키기 위해 다양한 신약이 개발됐다. 새로운 연구에 의하면 알츠하이머 병에 또 다른 원인이 있을 가능성이 높다.

▲뉴런에서 자라는 아밀로이드 플라크(출처=셔터스톡)

염증

국립 인간 게놈 연구소 다니엘 캐스트너가 이끈 연구에 따르면, 플라크가 생겨나기 전과 생겨나는 도중에 발생하는 염증이 알츠하이머 병의 원인이 될 수 있다. 예를 들어 APOE ε4 위험 대립 유전자는 더 높은 산화 스트레스, 더 심한 염증 상태와 관련이 있다. 즉 염증이 발생하지 않도록 식이 요법을 바꾸고 운동을 늘리면 알츠하이머 병을 관리할 수 있다.

알츠하이머 환자를 위한 운동 게임

이 연구 결과를 바탕으로 미국 일리노이대학 아서 크레이머가 이끄는 임상 시험 연구진이 알츠하이머 병 관리에서 운동 게임 역할을 조사했다. 운동은 인지 기능을 향상시키는 것으로 알려져 있다. 하지만 대부분의 노인은 일일 권장 운동량을 충족시키지 못한다. 스포츠 의학 전문가들은 노인들이 하루 45분, 일주일에 5~7일 운동해야 한다고 말한다. 연구진은 운동 게임이 알츠하이머 병 관리에 좋은 방법이 될 수 있다는 가설을 세우고 알츠하이머 환자에게 이를 실험했다.

운동 게임이란 예를 들어 닌텐도의 위 핏처럼 몸을 움직이는 형태의 비디오 게임이다. 이러한 게임은 신체 움직임과 반응을 추적하는 기술을 사용한다. 닌텐도 위 핏은 지난 2009년에 20억 달러(약 2조 1,700억 원) 판매고를 올렸지만 위 핏이 건강에 기여하는 효과를 조사한 연구는 거의 없다. 이전에 고정식 자전거와 사이버 자전거를 비교한 연구 결과가 있는데, 사이버 자전거란 고정식 자전거를 타면서 가상 현실로 아름다운 자연 경관을 보는 운동이다. 연구 결과 사이버 자전거의 경치가 인지 능력 증진에 긍정적으로 기여했다.

크레이머는 이 연구에서 영감을 얻어 일반 고정식 자전거, 페달링 속도에 따라 경치를 보여주는 자전거, 높은 인지 기능이 요구되는 비디오 게임을 하면서 달려야 하는 자전거를 이용했다. 그 결과 일반 고정식 자전거보다 경치를 보여주는 자전거나 게임을 동시에 해야 하는 자전거가 인지 기능 향상에 효과적이었다.

알츠하이머 환자를 위한 기억 전달

UCLA 데이비드 게펜 의학 대학 소속 두뇌 연구소 데이비드 글랜츠먼은 군소라는 해양 연체 동물의 RNA가 행동을 학습하고 변화를 일으킬 수 있다는 사실을 발견했다. 연구진은 이 연체 동물의 꼬리에 전기 충격을 가했다. 그러자 군소는 처음 충격을 받은 뒤 다음 번부터 충격에 더 빨리 반응했다. 그 다음 연구진은 전기 충격을 경험한 군소의 RNA를 추출해 전기 충격을 경험한 적이 없는 군소의 중추 신경계에 삽입했다. 이후 RNA를 주입받은 군소는 전기 충격을 받은 적이 없었음에도 빠른 반사 작용을 보였다. 즉 RNA에 저장된 정보에 의해 후생 유전학적인 움직임이 재프로그래밍되는 것이다.

이 새로운 개념을 계속해서 연구하면 미래에는 사람들이 건강할 때 추출한 RNA 샘플을 그 사람이 치매에 걸렸을 때 다시 주입해 기억력을 되찾도록 할 수 있을 것이다. 이것이 바로 알츠하이머 환자를 위한 기억 전달이다.

[researchpaper 리서치페이퍼=심현영 기자]

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