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주요우울장애 환자에서 소뇌 국소 부위의 부피와 피질 두께의 차이

Changes in the Volume and Cortical Thickness of the Specific Regions of Cerebellum of Patients with Major Depressive Disorder

함병주|태우석|한규만|원은수|강지원
대한생물정신의학회 (The Korean Society Of Biological Psychiatry)|2018.08|생물정신의학 (Journal of Korean Society of Biological Psychiatry)|제25권 제3호|pp. 60-71|DOI 10.22857/kjbp.2018.25.3.003

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주요우울장애소뇌소뇌 피질 두께소뇌 부피.Major depressive disorder ㆍCerebellum ㆍCerebellar cortical thickness ㆍCerebellar volume.
주제분류정신과학

초록

주요우울장애는 비교적 흔한 정신 질환으로 우울감, 무쾌감증과 함께 인지, 수면, 식욕 등의 기능장애를 특징으로 하며 그중 절반 이상은 다른 정신 질환을 함께 동반 이환되며, 일상생활에 현격한 기능저하를 일으켜 사회경제적 부담 또한 크다.1)2) 세계 보건 기구(World Health Organization)에의하면 주요우울장애가 수년간 장애를 감수하고 살아야 하는 가장 첫 번째 원인으로 뽑히고 있으며 매년 약 3억 5천만명의 사람들이 이로 인해 고통받고 있다.3) 주요우울장애의 병태생리는 단가 아민 신경전달물질의 결핍, 시상하부-뇌하수체-부신 축의 교란, 신경영양인자의 관여, 면역학적 요인 등이 제시되고 있으며,2) 최근에는 뇌영상분석 기법의 눈부신 발전과 함께 뇌내 신경회로의 구조적, 기능적 이상이 주요우울장애에서 중요한 역할을 할 것이라고제시되고 있다.4) 정서 처리, 집중력 조절, 인지 기능 조절 등과 관련된 복합적인 뇌 네트워크들의 기능적 조직 변화와 함께 피질-변연 회로(cortico-limbic circuitry) 안의 구조 및활성의 손상이 주요우울장애의 주요한 신경회로 이상으로보고되고 있다.5) 최근 주요우울장애 환자들에서 뇌의 형태학적 변화를 뇌의 부피 및 피질 두께의 측면에서 분석한 연구들이 보고되고있다. 구조적 뇌 자기공명영상(magnetic resonance imaging, 이하 MRI) 데이터 분석 기법들을 사용한 그간의 메타 분석연구들에서는 주요우울장애 환자의 앞쪽 대상 피질(anterior cingulate cortex), 배측면 전전두엽 피질(dorsolateral prefrontal cortex), 눈확이마엽 피질(orbitofrontal cortex)에서회백질 부피가 작아지고 피질 두께가 얇아져 있음을 보고하였다.6-8) 이러한 연구들은 기존에 있던 기분장애의 신경해부학적인 모델들을 보강한 연구들이었다.9) 그러나 여러 구조적뇌영상 연구들 중 주요 우울 환자에서 소뇌의 구조적 변화를 연구한 논문은 드문 편이다. 소뇌는 두개골의 후두와(posterior fossa)를 채우는 후뇌(rhombencephalon)의 가장 큰 부분을 차지하는 구조물로서,10)11) 기존에는 주로 감각 인지와 운동 제어의 통합과 관련이 되어 있다고 알려져 있다. 소뇌에 병변이 있는 환자들과 관련된 최근 연구들에서 소뇌는 기존에 알려진 운동 제어뿐만아니라 감정, 기분, 인지 과정의 조절에도 관여한다고 보고된바 있다.11)12) 또한 대뇌 연합 피질(cerebral association cortex) 과 주위변연계 영역들(paralimbic regions)을 연결하는 대뇌-소뇌 회로들은 소뇌가 높은 수준의 기능을 가질 수 있도록 돕는다.13) 소뇌는 크게 전방 소뇌엽, 후방 소뇌엽, 편엽 소절엽 세 영역으로 분류되며,14) 소엽 I-II, 소엽 III, 소엽 IV, 소엽 V는 전방 소뇌엽에 포함되고 소엽 VI, 소엽 Crus I, 소엽Crus II, 소엽 VIIB, 소엽 VIIIA, 소엽 VIIIB, 소엽 IX은 후방소뇌엽에 포함되며 소엽 X는 편엽 소절엽에 포함된다.15) 임상적으로 소뇌에 병변이 있었던 환자들을 대상으로 한 연구들과기능적 뇌신경 영상 연구들에서 전방 소뇌엽은 감각운동 기능과 관련이 되어 있고 후방 소뇌엽은 언어, 언어의 작업 기억, 인지 기능, 주의력 등과 관련이 되어 있다고 보고하였다.13)16-18) 이렇듯 소뇌는 정서 및 기분 조절에 중요한 역할을 하여 기분장애의 병태 생리와 관련성이 큰 뇌 영역 중 하나이다. 소뇌 질환에 특이적이고 소뇌 특정 영역에 국한된 구조적이상은 주의력결핍 과잉행동장애와 자폐 스펙트럼 장애와같은 신경발달장애에서 많이 연구되고 밝혀졌으나 기분장애에서는 이와 관련된 연구들이 드물게 보고되고 있다.19)20) 특히, 주요우울장애 환자들에서 소뇌의 구조와 관련된 연구들은 많이 진행되지 않다가 최근 몇몇 연구들이 보고된 바 있다. 하지만 이들 연구들은 소뇌를 기능적으로 분할하여 해부학적인 소영역들로 나누어서 본 것이 아니라 소뇌 전체와 관련된 분석을 하거나 소뇌의 충부(vermis) 부피에 국한된 분석을 통해 주요우울장애와의 연관성을 보고하였다.7)21-23) 또한, 주요우울장애 환자와 정상 대조군 간 전체 소뇌의 부피와피질 두께를 비교한 몇몇의 뇌 MRI 연구들은 진행된 바 있지만 대부분 작은 표본 크기에 기반한 연구들로(환자군 59~ 102명),7)21-23) 아직까지 큰 표본 크기를 가지고 소뇌의 특정한분할된 소영역들을 관찰한 연구는 없었다. 전술한 대로 그동안 주요우울장애와 관련하여 수많은 뇌영상 연구가 있어 왔지만, 소뇌의 형태학적 변화에 주목하여주요우울장애의 신경생물학적 변인을 조사하거나, 진단과 관련한 잠재적 신경생물학적 표지자로 조사한 연구는 드물다.24) 본 연구는 선행 연구들과 문헌들을 통해 소뇌가 주요우울장애 병태생리에 깊이 관여하며 그중에서도 구조적으로 소뇌특정 영역이 그 역할을 할 것으로 추론하였다. 이에 본 연구에서는 “주요우울장애 환자군에서 정상 대조군과 비교하여소뇌의 분할된 특정 영역에서 부피와 피질 두께에 유의한 차이가 있을 것이다.”라는 사전 가설(a priori hypothesis)을 검증하고자 한다.

Abstract

Objectives : A growing body of evidence has suggested that morphologic changes in cerebellum may be implicated with pathophysiology of major depressive disorder (MDD). The aim of this study is to investigate a difference in the volume and cortical thickness of the specific region of cerebellum between patients with MDD and healthy controls (HC). Methods : A total of 127 patients with MDD and 105 HC participated in this study and underwent T1-weighted structural magnetic resonance imaging. We analyzed volume and cortical thickness of each twelve cerebellum regions divided by left and right and the volume and cortical thickness of the whole cerebellum from T1-weigted image of participants. One-way analysis of covariance was used to investigate the volume and cortical thickness difference of total and specific regions between two groups adjusting for age, gender, medication, and total intracranial cavity volume. Results : We found that the patients with MDD had significantly greater volume in the left cerebellum lobule III region [false discovery rate (FDR)-corrected p = 0.034] compared to HC. Also, our findings indicate that cortical thickness of left lobule VIIB (FDRcorrected p = 0.032) and lobule VIIIB (FDR-corrected p = 0.032) are significantly thinner in the patients with MDD compared with the HC. No significant volume and cortical thickness differences were observed in other sub-regions of the cerebellum. The volumes and cortical thickness of whole cerebellum between patients with MDD and HC did not differ significantly. Conclusions : We observed the region-specific volume and cortical thickness difference in cerebellum between the patients with MDD and HC. The results of our study implicate that the information about structural alterations in cerebellum with further replicative studies might provide a stepping stone toward a specific marker to diagnose MDD.

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