초기 파킨슨 병의 임상척도와 뇌파의 비선형성의 관계에 관한 연구

Abstract

파킨슨 병 환자의 뇌파에 대한 연구는 많이 진행되어져 왔으며, 특히 뇌의 복잡한 행동을 정량화하여 질병의 병태생리를 파악하기 위한 비선형적 분석방법이 활발히 연구되고 있다. 본 연구의 대상군은 증상 발현 6개월이내로 파킨슨 약물을 복용한 적이 없고 한쪽에 증상이 국한된 hemiparkinsonism 환자 20명으로, 이들의 일상생활 활동 지수인 UPDRS(Unified Parkinson s Disease Rating Scale)의 값을 구하였고, 이 중 13명에서 디지털 뇌파기를 이용하여 뇌파신호를 얻어 비선형신호분석 프로그램인 CHASIM 을 사용하여 각 전극별 리아프노프 지수와 프랙탈 차원의 값을 얻었으며, MRI상 중뇌의 양쪽 흑질의 위축 정도를 측정하여, 이 수치들과 각 환자들의 UPDRS 값과의 유의성을 통계 분석하였다. 뇌파분석에 의하면 좌측에 증상이 국한된 환자들에서 좌측 반구의 전극인 FP1,F3,T3,T5의 프랙탈 차원과 UPDRS 값간에 강한 양의 상관관계가 관찰되었다. 그러나 우측에 증상이 국한된 환자들에서는 어느 반구의 전극에서도 프랙탈 차원과 UPDRS간에 통계학적 유의성이 없었다. MRI상의 흑질의 위축을 비교해보면 우측에 증상이 국한된 환자들에서는 우측 흑질의 MRI index ratio와, 좌측에 증상이 국한된 환자들에서는 좌측 MRI index ratio와 각 UPDRS 값간에 양의 상관관계가 관찰되었다. 이 결과는 파킨슨 병 초기단계에서 증상의 반대측 반구에서는 시상피질 추진력(thalamocortical drive)이 감소되어 증상이 나타나나, 동측에서는 오히려 시상피질 또는 피질선조체 글루타민 투사(corticostriatal glutaminergic projection)를 증가시키기 때문으로 추정되며,이는 hemiparkinsonism이 증상의 반대측 반구에 해부학적 그리고 기능적인 변화를 일으키고 같은 쪽 반구의 뇌에서는 이에 대한 일종의 보상작용이 이루어져 이상의 결과를 보인 것으로 추정해볼 수 있다. 그러나 보상작용을 일으키는 요인이 어떤 것인지는 확실하지는 않으며 앞으로의 연구가 더 필요하다. 대상군이 약물을 사용하지 않은 질병 초기의 환자들이므로 파킨슨 병 자체와 임상증상의 좌우측 차이 및 증상의 경중에 따른 뇌파 및 흑질의 위축정도를 비교할 수 있었으며,지속적인 대상환자의 추적 관찰을 통해 질병의 경과와 약물 치료에 따른 뇌파와 흑질의 변화에 대한 연구는 파킨슨 병의 병태생리 및 치료 효과를 이해하는데 많은 도움이 될 것이다. ; Many recent studies based on non-linearity have been performed to quantify the complex behavior of brain in order to understand the pathophysiology of Parkinson s disease(PD). In this study, we calculated Fractal dimension(FD) and Lyapunov exponent(L1) from the non-linear biologic signals by digital EEG using CHASIM program, which is non-linear times series signal simulator and compared UPDRS score(Basic performance test of PD) with degree of atrophy in substantia nigra(SN) on brain MRI and EEG data respectively. Subjects are all within 6 months duration of early Parkinson s disease with definite hemiparkinsonism. In EEG analysis, Strong positive correlation was noted between fractal dimension(FD) of left hemispheric electrodes(FP1,F3,T3,T5) and UPDRS scores in left sided symptomatic patients. But there was not any correlation between FD of any hemisphere and UPDRS scores in right sided symptomatic patients. Also positive correlation was noted between ipsilateral MRI index ratio in right and left sided symptomatic patients and respective UPDRS scores. These results suggested that thalamocortical drive is reduced in contralateral hemisphere to symptoms but thalamocortical or corticothalamic glutaminergic projection of direct and indirect nigrostriatal pathways in ipsilateral hemisphere is increased in early stage of Parkinson s disease. Also it is suggested that hemiparkinsonim may primarilly make anatomic and functional changes in contralateral hemisphere and as a result compensation effect occures in ipsilateral hemisphere. But whether compensating factor is disease duration or others is in question and it needs more investigation to find out. We hope that it is helpful to understand more or less specific patterns of dysfunction and treatment effects in parkinson s disease that non-linear EEG measures and anatomic changes of substantia nigra through continuous follow up the patients.