정상 성인에서 10 Hz 반복 경두부자기자극을 이용한 일차운동영역과 내측전두엽영역의 자극이 감각 및 통증 역치에 미치는 영향 비교

Abstract

[한글]

경막외 전극의 삽입을 통한 운동영역자극은 만성통증을 감소시켜 주는 효과가 있는 것으로 알려져 있으며 종래의 연구들에서 시상통증, 삼차신경통, 환상통, 신경병성 통증에서 효과를 보고하였다. 최근에는 경두부 자기자극(rTMS)을 이용하여 비침습적으로 운동영역을 반복 자극할 수 있게 되면서 통증 조절을 위한 운동영역자극의 효과가 보고되고 있다. 그러나 지금까지의 연구들은 통증의 감소에 있어 보고마다 차이를 보이고 있고 대부분 통증을 조절하기 위하여 일차운동영역을 자극하여 통증의 대뇌피질의 조절에서 중요한 다른 영역들에 대한 자극의 효과에 대한 연구는 이루어지지 않았다. 따라서 이 연구에서는 건강한 정상 성인을 대상으로 일차운동영역과 내측전두엽에 고빈도 (10 Hz) 반복 경두부 자기자극이 감각 역치와 통증 역치에 미치는 영향을 확인함으로써 각 영역이 통증 조절에 관여하는 역할에 대하여 확인하고 치료로 사용가능한지를 알아보고자 하였다.건강한 젊은 성인 남녀 16명을 대상으로 일차운동영역 자극 군 8명과 내측전두엽 자극 군 8명으로 나누어 반복 경두부 자기자극 전과 자극 후 1분, 30분, 60분에 감각 역치와 통증 역치의 변화를 측정하였다. 반복 경두부 자기자극은 각 피검자에서 구해진 운동 역치의 90% 강도로 10 Hz, 900개 (50개 x 18 구간, 자극구간 간 간격 10초) 자극을 대상 군 중 8명은 내측전두엽에, 나머지 8명은 일차운동영역에 시행하였고, 순서를 다르게 하여 위자극(sham stimulation)을 시행하였다.내측전두엽 자극 군의 경우는 감각 역치는 반복 경두부 자기자극 전과 자극 후 시간에 따른 변화에서 시간에 따른 서로 유의한 차이를 보이지 않았으나, 통증 역치의 경우는 위자극 군과 비교해서 자극 후 30분에 통증 역치의 의미 있는 감소를 보였다 (p<0.05). 반면에 일차운동영역 자극 군의 경우는 감각 역치에서 위자극 군과 비교해서 자극 후 30분에 감각 역치의 의미 있는 증가를 보였으며, 통증 역치에서도 자극 후 1분, 30분에 통증 역치의 의미 있는 증가를 보였다 (p<0.05). 이는 일차운동영역과 마찬가지로 내측전두엽 영역이 통증의 조절에 관여하는 것을 보여주는 결과이나, 고빈도 반복 경두부 자기자극에 대한 반응은 두 영역에서 서로 달라, 통증의 조절에 두 영역이 서로 다른 기전으로 관여할 수 있음을 알 수 있었다.

[영문]It is known that motor cortex stimulation by inserting an electrical probe through the epidural space decreases pain. Researchers reported in previous studies that this stimulation is also effective for reducing thalamic pain, trigeminal neuropathic pain, phantom limbic pain, and neuropathic pain. The effectiveness of motor cortex stimulation for controlling pain was reported recently using non-invasive repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS). Nonetheless, the degree of pain reduction has been different in each study, and not many studies have been done on the effects of stimulating other areas of the brain important for controlling pain by stimulating the primary motor cortex area. Thus, repetitive transcranial magnetic stimulation (10Hz) was applied in the motor cortex and medial frontal cortex to examine the effects on current perception threshold (CPT) and pain tolerance threshold (PTT) in healthy adults, for the purpose of examining the role of each area of the brain for controlling pain and the possibility of actually applying this method in clinical settings.In 16 healthy young male and female adults (9 men and 7 women whose mean age was 26.7 ± 4.9 years), repetitive transcranial magnetic stimulation was applied in the primary motor cortex in 8 subjects and the medial frontal cortex, 8 subjects. Changes in CPT and PTT were measured before stimulation and by stimulation 1, 30 and 60 min. Repetitive transcranial magnetic stimulation was applied at 10 Hz, which was 90% of motor threshold, at 900 sites (50 sites x 18 areas at an interval of 10 sec between stimulation areas). Sham stimulation was also done by changing the order of stimulation.In the subjects whose medial frontal cortex was stimulated, CPT was not significant difference according to time after repetitive transcranial magnetic stimulation, but PTT was significantly decreased by 30 min after stimulation compared with sham stimulation (p<0.05). On the other hand, in the subjects whose primary motor cortex was stimulated, CPT was significantly increased by 30 min after stimulation compared with sham stimulation and PTT was also significantly increased by 1 and 30 min after stimulation (p<0.05), suggesting that the medial frontal cortex also participates in controlling pain as in the case of primary motor cortex. However, each area showed an opposite response to repetitive transcranial magnetic stimulation, suggesting that a different mechanism of controlling pain is involved in each area.