'수술 중 각성' 막는다…한-미 공동연구팀, 마취제 작용 매커니즘 규명

아주경제 강규혁 기자=한・미 공동연구팀이 뇌 정보 흐름 분석을 통해 마취제가 신체에 투입됐을 때 어떤 매커니즘을 통해 작용하는 지 규명해냈다.

전신마취 시 뇌 정보의 흐름이 억제되면서 사람의 의식이 사라지는 신체 현상을 일관되게 확인함으로써, 마취에 의한 의식의 소실과 회복은 결국 뇌의 정보 흐름에 의해 일어난다는 마취의 공통된 작용 메커니즘을 확인한 것이다.

27일 서울아산병원은 노규정·구승우·최병문·백승혜 마취통증의학과 교수팀이 이운철·조지 마샤 미국 미시건 의대 공동연구팀과 케타민·프로로폴·세보플루란 등으로 전신마취한 수술 중 환자 48명의 뇌 정보 흐름의 방향과 양을 분석했다과 밝혔다.

연구팀은 두정엽 방향으로의 정보 흐름이 억제되는 순간, 사람의 의식도 사라진다는 공통된 변화를 확인하는 데 성공했다.

공동연구팀이 해리성 마취제인 케티만, 흡입마취제인 세보볼루란, 정맥마취제인 프로포폴로 전신 마취한 수술 환자 48명의 뇌파를 획득·분석한 결과, 세 가지 마취제 모두 전두엽에서 두정엽 방향으로의 정보 흐름은 전신마취로 의식을 잃는 것과 동시에 급격히 감소했지만 그 반대 방향 흐름은 일정하게 유지되는 것을 발견했다.

특히 분자구조나 신경생리학적 특성이 현저히 다른 수면제나 마취제일지라도 전두엽에서 두정엽 방향으로의 정보 흐름을 억제함으로써 사람의 의식을 없앤다는 현상을 확인했다

이는 전신마취로 전두엽에서 두정엽 방향으로의 정보 흐름이 억제되면 의식을 잃게 되는 것을 말한다.

하지만 두정엽에서 전두엽 방향으로의 정보 흐름은 수면제 혹은 마취제의 투여와 무관하게 일정하게 유지되는 것으로 보아, 뇌는 수면 혹은 마취중이라도 외부로부터의 시각·후각·청각 등 감각에 관한 정보 처리를 지속적으로 하고 있음을 알 수 있었다.

이러한 원리를 응용한다면 의식 유무를 포함해 수술 중 환자의 마취상태를 보다 과학적으로 측정할 수 있게 돼, 수면 혹은 마취제의 효과를 표준화 할 수 있을 것으로 전망된다. 나아가 마취제의 용량 조절에 큰 도움이 될 것으로 보인다.

또 마취에 의해 사람의 의식이 소실되고 회복되는 순간을 포착할 수 있는 것은 물론 의식이 소실되고 회복되는 사이의 중간 과정, '무의식의 깊이'도 뇌 정보 흐름으로 파악할 수 있게 돼 수술 중 돌연 각성을 미연에 방지할 수 있는 길도 열게 됐다는 평가다.

노규정 서울아산병원 교수는 "이번 연구결과를 통해 특성이 전혀 다른 마취제일지라도 전두엽에서 두정엽 방향으로의 뇌 정보 흐름을 억제함으로써 무의식으로의 전환을 유도한다는 사실을 확인할 수 있었고, 전신마취의 공통된 경로를 찾을 수 있었다"고 설명했다.

이어 "지금까지는 환자의 무의식 수준이 수술을 할 수 있을 정도의 여부만을 불완전하게 예측할 수 있었지만, 이번 계기를 통하여 마취의 깊이뿐만 아니라 의식 소실 유무까지 정확하게 예측할 수 있는 길이 열렸다. 수술 중 전신마취상태에서 의식이 갑자기 돌아오는 시점을 미리 예측해 무엇보다도 수술 중 환자의 안전을 지킬 수 있을 것이다"고 향후 발전가능성도 내다봤다.