남성 메스암페타민 사용자들의 해마와 편도체 부피 분석

Abstract

Methamphetamine (MA) is an extremely addictive psychostimulant that affects the monoamine neurotransmitter systems of the brain and it is widely abused in the world. The amygdala and hippocampal complex play a critical role in fear learning, emotions, and memory. Evidence from animal and human studies suggests that chronic methamphetamine administration is associated with the structural abnormalities of the hippocampus and amygdala. Therefore, the purpose of this study was to examine the effects of methamphetamine use on the hippocampus and amygdala volume. The study includes 20 male users who met the DSM-IV criteria for MA dependence (mean age of 33.4±5.5 years, range 19-45 years) and 16 healthy controls (mean age of 33.2±6.7 years, range 19-45 years). All T1-weighted images were acquired using 3.0T MR scanner (Siemens, Erlangen, Germany) and the acquisition protocol includes the following parameters: repetition time = 2100 ms, echo time = 3.97 ms, inversion time = 1100 ms, field of view = 256x256 mm, matrix size = 256x256, slice thickness = 1.5 mm, flip angle = 12°, slice thickness = 1.5 mm, slab thickness = 192 mm, and bandwidth = 90 Hz/pixel. The segmentation and volumetric analysis of the hippocampus and amygdala were performed with a tool called FIRST (FMRIBs Integrated Registration and Segmentation Tool), which is implemented in FSL software (FMRIB Software Library). For statistical analysis, data were analyzed by using the Stata version 13.0 (Stata Corporation, College Station, Texas, USA) and the statistical significance was defined at p<0.05. In the present study, an independent t-test was used to examine the differences in demographic variables between the groups (t-test, t=2.3, df= 34, p= 0.03). Compared to healthy controls, MA patients showed significantly smaller volume of the hippocampus (left: 3972.5±549.21mm3 vs. 4437.13±486.54mm3, right: 4125.8±548.03mm3 vs. 4448.5±553.96mm3) and amygdala (left: 1244.15 ± 251.40mm3 vs. 1363.13±298.79mm3, right: 1254.65±290.89mm3 vs. 1295.31±244.89mm3). These results indicate that there was a volume reduction bilaterally in the amygdala and hippocampus of MA patients. MA-dependent subjects still showed significantly reduced left hippocampus after adjusting for covariates such as age (f=4.65, p=0.017) and education level (f=3.46, p=0.043). This study showed a volume reduction in both the amygdala and hippocampus in MA-dependent patients compared to healthy controls. In line with other neuroimaging findings, the result suggests that the prolonged exposure to methamphetamine may lead to structural abnormalities in the hippocampus and amygdala. Also, decreased volume of the amygdala and hippocampus may be related to cognitive impairment and neurotoxicity. However, more longitudinal follow-up studies are needed to compare the correlations with various variables.;메스암페타민 남용은 전세계적으로 증가되고 있는 추세이며 인체 유해성, 심각성뿐만 아니라 뇌 및 인지기능에도 상당히 큰 영향을 미치고 있다. 따라서 본 연구는 자기공명영상법을 이용하여 남성 메스암페타민 사용자와 정상인을 대상으로 인지기능에 중요한 해마(hippocampus)와 편도체(amygdala)의 부피 차이를 비교하였다. 선행연구에 의하면 메스암페타민을 장기적으로 사용하게 되면 뇌에 구조적 변화를 일으킬 수 있다는 연구결과가 보고되고 있다. 따라서 본 연구는 메스암페타민 사용자와 정상 대조군의 자기공명영상을 비교 분석하여 해마와 편도체의 구조적 이상을 규명하고자 한다. 남성 메스암페타민 사용자 20명(만 19~45세, 평균 연령 33.4±5.5세)과 남성 정상 대조군 16명(만 19~45세, 평균 연령 33.2±6.7세)을 대상으로 3.0T 자기공명영상촬영을 이용하여 연구대상자의 고해상도의 T1-강조영상(T1-weighted image)을 획득하였다. 해마와 편도체의 T1-강조영상을 FSL 4.1(http://www.fmrib.ox.au.uk/fsl)의 FIRST(FMRIB’s Integrated Registration and Segmentation Tool)를 이용하여 부피 값을 산출하여 부피 비교 분석을 진행하였다. 통계학적 분석은 Stata 프로그램 13.0 version(Stata Corporation, College Station, Texas, USA)을 이용하였으며 결과가 p<0.05인 경우에만 통계적으로 유의한 것으로 규정하였다. 메스암페타민 사용자와 정상 대조군의 인구통계학적 비교는 t-test로 시행하였으며, 교육연한과 연령을 공변인(covariate)으로 지정한 후 공분산분석(analysis of covariance, ANCOVA)을 실시하였다. 메스암페타민 사용자와 정상 대조군의 인구통계학적 특성에서는 독립변수(independent variable) 중 교육연한에서만 유의미한 차이를 보였다(t-test, t=2.3, df=34, p=0.03). 메스암페타민 사용자를 정상 대조군과 비교하였을 때 양측의 해마와 편도체가 아닌 좌측의 해마의 부피에서만 유의미하게 위축되어 있었다. 공분산분석을 이용하여 교육연한과 연령의 영향을 보정한 후에도 메스암페타민 사용자는 정상인에 비해 좌측 해마의 부피가 유의하게 감소 되어있었다(p=0.042). 메스암페타민 사용자를 정상 대조군과 비교하였을 때 교육연한과 연령을 보정한 후에도 좌측 해마의 부피가 상당히 감소되어 있었으며 이는 메스암페타민 복용과 상관관계를 보였다. 따라서 메스암페타민 사용자에게 발견된 위축된 해마의 구조적 이상소견은 메스암페타민 사용자에게서 나타나는 기억, 학습, 공감, 감정조절 및 인지기능의 장애가능성을 설명할 수 있을 것으로 생각된다.