TMS 치료를 알아보고 오신 분들이 진료실에서 가장 먼저 묻는 질문이 있습니다.
"치료 전에 뇌파는 왜 찍는 거죠?"
과거 TMS로 자극할 위치를 찾는 표준 방법은 이랬습니다. 먼저 엄지손가락을 움직이게 하는 뇌 부위를 찾습니다. 코일을 대면 손가락이 움찔하니까 찾기 쉽습니다. 거기서 앞쪽으로 5cm를 재고, 그 자리를 목표로 삼습니다. 우울증 치료의 목표 부위인 이마 안쪽의 배외측 전전두엽이 대략 그 위치에 있다는 전제였죠.
TMS 자극 부위, ‘사람마다’ 다르다.
독일의 Herwig 연구팀(Biological Psychiatry, 2001)은 이 전제가 맞는지 확인해 보기로 했습니다. 22명에게 표준대로 코일을 놓고, MRI 영상 위에 코일 위치를 겹쳐 보여주는 장치로 코일 아래에 실제로 어떤 뇌 부위가 있는지 들여다본 것입니다.
목표 부위가 정확히 겨냥된 사람은 22명 중 7명이었습니다. 셋 중 한 명꼴입니다. 나머지는 머리 크기와 모양이 제각각이라, 똑같이 5cm를 재도 그 아래에 다른 부위가 있었습니다.
우리는 은연중에 병명이 같으면 뇌도 같을 거라고 가정합니다. 그런데 자로 잰 5cm조차 사람마다 다른 곳을 가리킨다면, 뇌 안에서 벌어지는 일은 얼마나 더 다를까요.
6만 건의 TMS 시술을 돌아본 글에서 "TMS는 어디를 쏘느냐가 전부가 아니다"라고 쓴 이유가 여기 있습니다. 오늘은 그 문장의 뒷면, 그러니까 어디를 어떻게 자극할지 정하는 근거가 어디에서 오는지를 기록해 두려고 합니다.
TMS 치료, '조준'(Targeting)이 중요하다.
TMS는 두피 위에 놓인 코일에서 자기장을 내보내 그 아래 신경세포의 활동을 조절하는 치료입니다. 절개도, 마취도, 약물도 없습니다. 미국 FDA와 국내 식약처가 우울증 등에 승인한 치료이기도 하죠.
그런데 정밀한 도구일수록 세밀한 조준(Targeting)이 필요합니다. 앞서 본 5cm 방식이 평균적으로 목표보다 조금 뒤쪽을 겨냥한다는 사실이 알려지면서, 5.5cm나 6cm, 7cm로 늘리자는 제안이 뒤따랐습니다. 하지만 몇 cm를 재든 근본 문제는 달라지 않습니다. 자로 잰 거리가 꼭 개인의 머리 모양, 크기에 비례하는 건 아니니까요.
그래서 이후에는 머리 둘레와 길이에 비례해 자리를 정하는 국제 표준 좌표를 쓰거나, MRI로 코일 위치를 안내하는 방식이 나왔습니다.
여기까지 오면 위치 문제는 어느 정도 풀린 것처럼 보입니다. 그런데 개인적으로 진료실에서 그다음 문제를 만났습니다. 표준 좌표대로 정확히 겨냥했는데도 반응이 없는 분들이 계셨던 겁니다. 좌표는 '어디'를 알려줍니다. 하지만 그 자리의 뇌가 지금 어떤 상태인지는 알려주지 않습니다. 정량뇌파는 바로 그 ‘지형을 읽는 검사’입니다.
같은 증상이라도 뇌는 정반대일 수 있습니다.
TMS가 흔히 ‘뇌를 활성화 하는 치료다’라고 생각하시는 분들이 많습니다. 절반만 맞는 말입니다. TMS는 자극하는 속도에 따라 뇌 부위를 깨울 수도 있고, 가라앉힐 수도 있습니다. 그러면 깨워야 할지 가라앉혀야 할지는 무엇으로 정할까요? 병명이 아니라 그 사람의 뇌 상태로 정합니다. 그리고 같은 질환 안에서도 뇌 상태는 정반대의 모습을 보여주는 경우도 많은데요. 증상별로 하나씩 보겠습니다.
1. 우울증
붉은 뇌와 푸른 뇌
우울증으로 오신 분들의 정량뇌파를 보면 크게 두 부류로 나뉩니다. 뇌 전체가 쉬지 못하고 과하게 돌아가 지도가 붉게 물드는 분들이 있고, 반대로 이마 쪽 뇌의 기능이 떨어져 푸르게 나타나는 분들이 있습니다.
겉으로 보이는 우울감은 비슷합니다. 하지만 한쪽은 가라앉혀야 하고 다른 쪽은 깨워야 합니다. 이 구분 없이 교과서 위치에 교과서 자극을 주면, 어떤 분에게는 맞고 어떤 분에게는 맞지 않습니다. 우울증 치료에 TMS가 어떤 효과가 있는지 정리한 글에서도 같은 TMS로 결과가 달라지는 이유로 이 점을 짚었으니 함께 참고하면 도움이 되실 겁니다.
2. 불면증
밤에도 꺼지지 않는 뇌
이해를 위해 뇌파의 종류를 잠깐 설명드리겠습니다. 뇌파는 빠르기에 따라 이름이 다릅니다. 긴장하거나 집중할 때는 빠른 파인 베타파가, 편안히 깨어 있을 때는 알파파가, 졸리거나 깊이 잘 때는 느린 델타파가 주로 나옵니다. 잠이 들려면 뇌파가 점점 느려져야 합니다.
그런데 불면증 환자의 뇌는 잠들 시간이 되어도 빠른 파가 좀처럼 줄지 않습니다. Perlis 연구팀(Sleep Medicine Reviews, 2001)은 그때까지 나온 연구 7편을 모아, 불면증 환자는 잠들 무렵은 물론 잠든 뒤에도 ‘베타파’가 높게 유지된다고 정리했습니다.
연구자들은 이를 '과각성', 즉 뇌가 밤에도 꺼지지 않는 상태라고 부릅니다. 수면제가 우리 몸에 미치는 영향을 다룬 글에서 말씀드린 고베타파의 정체가 바로 이것이죠. 이런 뇌에 '깨우는' 자극을 준다면 어떻게 될까요? 방향이 틀리면 아무리 정확히 겨냥한 타겟팅도 무용지물일 수밖에 없습니다.
3. 이명
사라진 편안한 파, 늘어난 느린 파
이명은 또 다릅니다. Weisz 연구팀(PLoS Medicine, 2005)은 뇌파와 비슷한 원리로 뇌 활동을 읽는 자기뇌파(MEG)로 만성 이명 환자 17명과 청력이 정상인 16명을 비교했습니다. 이명 환자는 편안할 때 나오는 알파파가 크게 줄고 느린 델타파가 늘어 있었는데, 특히 소리를 처리하는 옆머리 부위에서 그 차이가 뚜렷했습니다. 불면증과는 반대 방향의 문제인 셈입니다.
더 흥미로운 것은 그다음입니다. Müller 연구팀(PLoS ONE, 2013)이 TMS로 이명이 크게 줄어든 사람들의 뇌파를 봤더니, 자극한 부위의 알파파가 되살아나 있었습니다. 뇌파가 돌아오면서 증상도 함께 물러난 건데요. 이명 치료가 불가능하다고 알려진 이유에서 말씀드렸듯, 이명을 귀의 문제로만 보면 길이 막힙니다. 이렇게 뇌까지 넓게 봐야 회복의 길이 보이기 시작하죠.
4. 브레인포그와 어지럼증
푸른 뇌가 알려준 것
실제 하이맵 진료실의 사례로 설명드리자면, 20년 동안 어지럼증으로 고생하신 분의 정량뇌파는 온통 푸른색이었습니다. 균형과 공간 감각을 처리하는 뇌 부위의 기능이 떨어져 있었던 겁니다.
이비인후과에서 20년간 답을 찾지 못한 이유는 원인이 귀가 아니라 사실상 뇌에 있었기 때문입니다. TMS는 바로 그 조용해진 부위를 겨냥해 깨우는 방향으로 진행했습니다. 브레인포그도 마찬가지입니다. CT나 MRI에서는 이상이 없는데 정량뇌파에서는 기능 저하가 보이는 대표적인 경우죠.
위 네 가지 증상에서 보셨듯이, 질환명 자체가 뇌의 어디, 또 어떻게 문제인지를 말해주지 않습니다. 바로 이 지점을 ‘뇌파’가 말해주는 거죠. 그리고 뇌파는 다른 한 가지를 더 알려줍니다. 자극의 '박자'입니다.
뇌의 박자에 맞춰 자극의 박자를 맞춥니다.
우울증 TMS의 표준 방식 중 하나는 1초에 10번 자극하는 10Hz입니다. 왜 하필 10번일까요? 우리 뇌가 편안히 깨어 있을 때 나오는 알파파가 1초에 대략 8~12번 진동하기 때문입니다. 그런데 이 박자는 사람마다 조금씩 다릅니다. 누군가는 9번, 누군가는 11번입니다.
그렇다면 자극 박자와 뇌 박자가 잘 맞는 사람이 더 좋아지지 않을까? 라는 가설을 세워볼 수 있겠습니다.
Corlier 연구팀(Brain Stimulation, 2019)이 실제로 이 지점을 확인해 줬습니다. 환자 개개인의 알파파 박자가 10Hz에 가까울수록 우울 증상이 더 많이 좋아졌습니다. 그네를 밀 때를 떠올려 보시면 이해가 쉬울 텐데요. 그네가 오가는 박자에 맞춰 밀어야 높이 오르고, 박자가 어긋나면 힘을 써도 오르지 않습니다. 뇌도 자극이 고유의 박자와 맞물릴 때 더 잘 반응한다는 해석입니다.
한 연구팀의 결과만으로 확신하기는 이릅니다. 그래서 여러 나라 연구기관이 모인 ICON-DB 컨소시엄(Clinical Neurophysiology, 2021)이 우울증 환자 153명으로 다시 확인했고, 같은 결과가 나왔습니다. 알파파 박자와 10Hz의 가까움이 증상 개선과 관련 있었던 것은 10Hz로 자극한 그룹뿐이었고, 1Hz로 자극한 그룹에서는 관련이 없었습니다. 박자가 맞물린다는 해석에 힘을 실어주는 결과입니다.
최근에는 나이와 성별까지 고려한 개인 알파파 박자 지표로 TMS 치료 반응을 예측하려는 시도가 Nature Mental Health(2023)에 실리기도 했습니다. 아직 연구 단계이지만, 뇌의 박자를 먼저 읽는다는 방향은 분명해지고 있습니다.
정량뇌파 검사로 알 수 있는 것 3가지
지도, 방향, 기준선
그래서 ‘정량뇌파 검사’로 알 수 있는 게 무엇이냐 묻는다면 이렇게 3가지로 요약해 답변드릴 수 있습니다.
첫째는 ’지도’입니다.
어느 부위가 너무 바쁘고 어느 부위가 너무 조용한지, 같은 나이대의 표준 데이터와 비교해 숫자와 색으로 보여줍니다. 어디를 자극할지의 근거입니다.
둘째는 ’방향’입니다.
같은 우울증이라도 붉은 뇌와 푸른 뇌는 깨울지 가라앉힐지가 다릅니다. 앞서 네 가지 증상에서 보신 그대로입니다.
셋째는 ’기준선’입니다.
치료 전 뇌파가 있어야 치료 후의 변화를 같은 잣대로 비교할 수 있습니다. 어지럼증 사례에서 푸른색으로 가득했던 지도가 3개월 뒤 초록색으로 바뀐 것을 확인할 수 있었던 이유입니다. 기준선이 없으면 회복은 느낌으로만 남습니다.
이 셋을 한 문장으로 묶으면, 같은 자극이라도 뇌의 상태에 따라 결과가 달라진다고 요약됩니다.
이를 실험으로 보여준 연구가 있습니다. Zrenner 연구팀(Brain Stimulation, 2018)은 뇌파를 실시간으로 읽으면서 뇌가 반응하기 좋은 순간과 그렇지 않은 순간을 골라 똑같은 TMS 자극을 주었습니다. 뇌가 준비된 순간에 준 자극만 뇌 회로에 오래 남는 변화를 만들었고, 그렇지 않은 순간의 자극은 아무 변화도 남기지 않았습니다.
건강한 성인의 운동 부위를 대상으로 한 기초 연구라 저희가 시행하는 방식과는 다릅니다만, TMS가 신경가소성을 통해 작동하고 그 효과가 뇌의 상태에 달려 있다는 원리를 또렷하게 보여줍니다.
그럼, 정량뇌파로 불가능한 것은?
치료 가능성, 정답 그리고 안전 보장
여기까지 읽으셨다면 정량뇌파가 만능처럼 들릴지도 모르겠습니다. 그래서 반대편 이야기도 해야 합니다. 검사의 가치를 정확히 알려면 한계도 정확히 알아야 하니까요.
1. 치료 가능성
먼저 정량뇌파는 치료가 될지 안 될지를 미리 확정해 주지 않습니다. 미국정신의학회 연구위원회가 주도한 Widge 연구팀의 종합 분석(American Journal of Psychiatry, 2019)은 논문 76편에서 81가지 뇌파 지표를 모아 살폈습니다. 정량뇌파로 우울증 치료 반응을 예측하면 대략 열 명 중 일곱 명을 맞추는 수준이었습니다.
우연보다는 분명 낫지만, 검사 하나로 "이 치료는 될 것이다"라고 단정하기에는 부족한 숫자입니다. 예측은 참고이고, 결정은 임상 판단입니다.
2. 정답, 해답
둘째, 뇌파 지표 하나만 믿어서는 안 됩니다. Arns 연구팀(Brain Stimulation, 2012)은 TMS 치료를 받은 우울증 환자 90명에서 치료가 잘 듣지 않은 분들의 뇌파 특징 몇 가지를 찾아냈습니다. 그런데 같은 연구팀이 새로운 환자들로 다시 확인했을 때는 그 특징들이 뚜렷이 나타나지 않았습니다.
앞서 소개한 불면증의 베타파도 마찬가지입니다. Dressle와 Riemann의 종설(Journal of Sleep Research, 2023)에 따르면, 48명을 살핀 한 연구에서는 여성 환자에서만 빠른 파의 증가가 확인되었고, 잠들기 전에는 정상인과 차이가 없다는 보고도 있습니다. 사람마다 뇌파가 워낙 다르고 연구 규모가 작다 보니, 지표 하나가 늘 같은 답을 주지는 않습니다.
3. 안전 보장
셋째, 정량뇌파는 안전 검사가 아닙니다. 머릿속의 금속, 인공심장박동기, 발작 병력처럼 TMS를 받기 어려운 조건은 뇌파가 아니라 문진으로 확인합니다.
국제임상신경생리학회가 낸 TMS 안전 가이드라인(Clinical Neurophysiology, 2021)도 TMS가 발작을 일으킬 위험이 정신과 약을 복용 중인 분들에게서도 낮다고 평가하면서, 치료 전 문진에 관한 기존 권고를 그대로 유지했습니다. 구체적인 제한 사항은 TMS 치료 FAQ 13가지에 정리해 두었으니 궁금하신 분들은 참고하세요.
그렇다면 정량뇌파는 왜 필요할까요?
역설적이지만 바로 이와 같은 한계들 때문입니다.
뇌파 지표 하나가 답을 주지 못하기에 여러 지표를 함께 읽고 증상과 병력, 다른 검사와 맞춰 보며 해석할 줄 아는 사람이 필요합니다. 정량뇌파는 이렇게 읽는 사람의 해석과 만날 때 비로소 의미를 갖는 검사입니다.
하이맵이 정량뇌파를 읽는 방법
그래서 하이맵에서는 검사 만큼이나, 아니 그보다 몇 배는 더 ‘해석’에 집중하는 편입니다.
먼저, 가장 중요한 ‘기록’
해석은 기록의 품질을 넘어설 수 없습니다. 그래서 기록이 정말 중요합니다. 하이맵은 대학병원에서 사용되는 GES-400 32채널 장비로 뇌파를 기록하고, 정량뇌파 분석의 정확성과 신뢰성을 국제적으로 인정받은 NeuroGuide 소프트웨어로 분석해, 국제 표준 데이터와 비교한 숫자와 컬러 지도를 얻습니다.
그리고 ‘해석’
그다음이 해석입니다. 앞서 보셨듯 지표 하나로는 어떤 결론도 내리기 어렵습니다. 그래서 하이맵에서는 여러 지표를 복합적으로 본 뒤 그려지는 패턴을 보고, 그 패턴을 환자분의 증상·병력과 맞춰 봅니다.
이때 하이맵의원에 쌓인 6만 건 이상의 정량뇌파 검사에 따른 TMS 시술 데이터가 든든한 참조점이 됩니다. 비슷한 패턴의 뇌가 어떤 자극에 어떻게 반응했는지에 대한 경험이죠. 개인적으로 정신과 전공의 시절부터 정량뇌파 분석을 연구했고 2014년부터 정량뇌파 기반 TMS 치료를 해 왔는데, 그 시간 동안 확인한 것이 하나 있습니다. 뇌파를 읽는 사람과 시술을 결정하는 사람이 같아야, 지도의 미묘한 부분까지 치료에 반영된다는 점입니다.
그 외 여러 가능성 함께 살피기
마지막으로 뇌 밖을 봅니다. 정량뇌파 결과는 자율신경검사, 타액 코르티솔 검사, 소변 유기산 검사, 장내 미생물 검사와 함께 읽습니다. 붉게 과열된 뇌 뒤에는 무너진 스트레스 호르몬 리듬이 있을 수 있고, 푸르게 가라앉은 뇌 뒤에는 세포 에너지 대사의 문제나 장-뇌 축의 염증이 있을 수 있기 때문입니다.
뇌파가 '무엇이' 문제인지 보여준다면, 나머지 검사들은 '왜' 그렇게 되었는지를 보여줍니다. 7Core-3Balance 분석검사가 뇌 기능을 몸 전체와 함께 보도록 설계된 것도, 하이맵의원이 검사를 이토록 중요하게 여기는 것도, 정신건강의학과 협진을 두는 것도 같은 맥락입니다.
이렇게 하이맵은 ‘기록’하고, ‘패턴’을 읽고, ‘뇌 밖까지’ 봅니다. 이렇게 읽을 때 정량뇌파는 비로소 치료의 방향을 정하는 검사가 됩니다. 하이맵의원이 TMS 치료 전에 정량뇌파를 기본 검사로 두는 이유라고 볼 수 있죠.
TMS 시술이나 정량뇌파 검사와 관련해 개인적인 궁금증은 카카오톡으로 문의주시면 빠르게 답변드립니다.
정량뇌파와 TMS에 대해 자주 묻는 질문
Q. 일반 뇌파검사(EEG)와 정량뇌파(qEEG)는 무엇이 다른가요?
일반 뇌파검사는 뇌파의 물결 모양을 눈으로 보고 간질파 같은 이상을 찾는 검사입니다. 정량뇌파는 같은 뇌파를 컴퓨터로 분석해 부위별로 얼마나 활발한지 숫자로 바꾸고, 같은 나이대 표준과 비교해 컬러 지도로 보여줍니다. 뇌의 '생김새'가 아니라 '움직임'을 읽는 검사입니다.
Q. MRI에서 이상이 없다는데 뇌파검사가 왜 필요한가요?
MRI는 뇌의 구조를 보고, 정량뇌파는 뇌의 기능을 봅니다. 브레인포그나 이명, 불면처럼 구조는 멀쩡한데 움직임이 흐트러진 상태는 MRI에 잘 나타나지 않습니다. 두 검사는 서로를 대신하지 않고 보완합니다.
Q. 정량뇌파 검사는 아프거나 오래 걸리나요?
통증은 없습니다. 끈적한 젤 없이 모자 형태의 장비를 쓰고 편안히 앉아 있으면 15~20분 안에 끝나며, 검사 후 머리를 감을 필요도 없습니다. 검사는 예약제로 진행되고, 전날 충분히 주무시고 당일에 카페인과 헤어제품만 피해 주시면 됩니다.
Q. 정량뇌파 결과가 나쁘면 TMS를 못 받나요?
아닙니다. 정량뇌파는 TMS를 받을 수 있는지 가르는 검사가 아니라, 어디를 어느 방향으로 자극할지 정하는 검사입니다. TMS를 받기 어려운 조건은 별도의 문진으로 확인합니다. 다만 뇌파 문제가 뇌 밖의 원인에서 온 것으로 보이면, TMS보다 다른 접근을 먼저 권하는 경우도 있습니다.
이 글은 의학 정보 제공을 목적으로 하며, 개인의 진단과 치료를 대신할 수 없습니다. 증상이 있으신 경우 반드시 전문의와 상담하시기 바랍니다. 치료 효과와 경과에는 개인차가 있습니다.
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