Changes in structural and functional neural networks in central pst-stroke pain following intracerebral hemorrhage

Abstract

뇌졸중 후 중추신경병성 통증은 뇌혈관 병변에 의해 발생하며, 치료에 잘 반응하지 않는 통증이다. 척수시상로의 손상이 뇌졸중 후 중추신경병성 통증 발생의 주 요인으로 제시되어 왔으나, 뇌 전체 신경망의 부적응적 재구성도 관계가 있는 것으로 여겨진다. 그러나, 뇌졸중 후 중추신경병성 통증에서 신경 연결망의 구조적, 기능적 변화는 아직 밝혀진 바가 많지 않다. 이에, 본 연구에서는 확산텐서영상을 이용하여 신경섬유로를 재건하고 기능적 자기공명영상을 분석하여, 뇌출혈 후에 중추신경병성 통증이 발생한 환자는 특정한 시상피질성 신경망의 구조적, 기능적 손상이 있을 것이며, 통증을 처리하는 뇌 영역들 간의 기능적 연결성에도 변화가 생기고, 이러한 변화는 서로 연관되어 있을 것이라는 가설을 검증하고자 하였다. 총 43명의 환자를 대상으로 연구를 진행하였으며, 뇌졸중 후 중추신경병성 통증이 있는 환자와 없는 환자로 나누어 그룹간 비교를 시행하였다. 먼저, 대뇌 피질을 다섯 가지 구역으로 구분하여 시상과 각 구역들 간의 구조적, 기능적 연결성을 조사하였다. 병변 측 반구와 비병변 측 반구의 각 시상피질로의 확산 지표를 산출 후, 편측성 지표를 계산하여 확산 지표의 비대칭성을 수치화 한 후, 구조적 연결성의 차이를 추산하였다. 기능적 연결성은 기능적 자기공명영상을 분석하여 시드 구역의 활성도와 시간적 연관성이 높은 복셀을 조사하는 방법을 사용하였다. 추가적으로, 통증을 처리하는 뇌 영역의 기능적 연결성도 조사하였다. 뇌졸중 후 중추신경병성 통증이 없는 환자와 비교하였을 때, 통증이 있는 환자는 시상과 두정-후두엽을 연결하는 신경섬유로의 분획이방성의 편측성 지표가 통계적으로 유의하게 감소되어 있었으며 평균 확산성의 편측성 지표는 통계적으로 유의하게 증가되어 있었다. 또한 병변측 섬엽과 병변측 안와 전두피질, 대상회, 배외측 전전두피질, 상전두회와 병변의 반대측 소뇌의 VIII소엽과의 기능적 연결성이 현저히 증가되어 있었으며, 병변측 후두정피질과 대상회의 기능적 연결성도 유의한 증가를 보였다. 시상과 두정-후두엽을 연결하는 신경섬유로의 분획이방성의 편측성 지표는 병변측 섬엽과 병변측 안와 전두피질의 기능적 연결성과 음의 상관관계를 보였다. 통증의 강도는 병변측 섬엽과 병변측 배외측 전전두피질의 기능적 연결성과 음의 상관관계를 보였다. 결론적으로, 본 연구는 뇌졸중 후 중추신경병성 통증은 시상과 두정-후두엽을 연결하는 신경섬유로의 구조적 손상과 통증의 감정적인 측면을 처리하는 영역들 사이의 기능적 연결성의 변화를 동반한다는 것을 밝히었다. 또한, 구조적 변화는 기능적 변화와 관련성이 있으며, 통증의 강도 역시 기능적 연결성과 관련성이 있음을 보여주었다