tDCS의 13가지 효과 (최신 연구)

경두개 직류 자극술, 즉 tDCS는 약한 전류를 사용해 뇌의 피질 활동에 영향을 미치는 비침습적 뇌 자극 기술을 말합니다. 이 글에서는 현재 과학에 의해 알려진 tDCS의 효과에 대해 알아보겠습니다.

 

tDCS가 무엇이고 어떻게 작동하는지에 대해서는 아래 글에서 자세히 알아보실 수 있습니다.

 

참고: 'tDCS'란 무엇? 집에서 해도 안전할까?

 

 

※ 주의: tDCS 연구의 한계

일부 초기 연구와 잠재적 효능을 말하기에 앞서 tDCS 연구의 한계에 대해 설명하겠습니다.

 

현재 건강한 사용자에게 tDCS가 미치는 효과와 영향에 대해 확고한 결론을 내리려면 훨씬 더 많은 연구가 필요하다는 점을 유념해야 합니다.

 

tDCS 배후의 과학이 아직 확고한 결론에 이르기에는 너무나 초기 단계에 있기 때문에, tDCS 활용을 정식으로 권장하거나 보증할 수 없습니다. 또 아래 정보 중 어느 것도 기존 의료적 처치를 대체하는 데 사용해서는 안 됩니다. 아래에 적힌 증상이나 질환을 겪고 있다면 먼저 의사와 상의하여 진단을 받고 적절한 치료 계획을 세우는 것이 매우 중요합니다.

 

또한 아래의 모든 결과는 훈련된 전문가가, 매우 구체적이고 통제된 환경에서 관리한 tDCS 프로토콜 및 세션에 의해 나온 것입니다. 즉 홈메이드나 DIY tDCS 장치를 사용해서 비슷한 효과를 볼 수 있다고 말할 수 없습니다.

 

이 모든 것을 염두에 두고 tDCS의 가능한 효과에 대해 최신 연구들이 말하는 바를 살펴보겠습니다.

 

1. 학습 및 기술 습득에 영향

일부 초기 증거를 보면, tDCS는 사람이 새로운 기술을 배우고 훈련하는 능력에 영향을 미칠 수 있음을 시사합니다.

 

예를 들어 한 연구에서는 기호를 암기하려는 개인에게 tDCS를 적용한 경우 숫자 처리와 계산 능력이 향상되고, 첫 세션 후 최대 6개월간 효과가 지속되는 것으로 밝혀졌습니다.

 

또 다른 연구에서는 tDCS를 사용해서 일차 운동 피질을 자극했을 때 운동 기술을 학습하는 능력이 높아졌습니다.

 

13개의 서로 다른 연구에서 얻은 데이터를 체계적으로 검토한 바에 따르면, 운동 피질에 양극 tDCS 세션을 3-5일간에 걸쳐 시행한 경우 운동 시퀀스 학습 성과가 크게 개선되었습니다.

 

104명의 피험자를 대상으로 한 연구에 따르면, tDCS를 우측 하전두엽과 우측 두정엽 피질에 사용했을 때 학습 능력이 좋아졌다고 합니다.

 

24명의 지원자를 대상으로 왼쪽 또는 오른쪽 배외측 전두엽 피질(DLPFC)을 자극하자, 시뮬레이터를 사용한 운전 능력이 향상되는 것으로 나타났습니다.

 

이러한 초기 결과는 매우 유망하지만, 서로 다른 특정 유형의 학습 및 인지 능력 개선을 위해서는 tDCS가 매우 특정한 뇌 영역에 적용되어야 할 수도 있음을 시사하고 있습니다. 잠재적 영향에 대해서는 더 많은 연구가 필요합니다.

 

2. 만성 통증에 영향

섬유 근육통과 같은 만성 통증은 많은 경우 치료가 어렵습니다. 오피오이드 등 진통제 치료가 바람직하지 않은 부작용으로 이어지거나 중독을 일으킬 가능성이 있기 때문입니다.

 

하지만 tDCS를 사용할 경우 일부 조건에서 통증을 치료하거나, 적어도 관리하는 데 사용될 수 있음을 시사하는 몇 가지 유망한 발견이 있었습니다.

 

48명의 섬유근육통 환자를 대상으로 한 무작위 통제 시험(DB-RCT)에 따르면, 1차 운동 피질에 양극 tDCS를 20분간 5회 세션으로 사용하자, 마지막 치료 이후 30일간 통증 강도 등급이 내려갔습니다.

 

섬유근육통 환자에 대한 또 다른 DB-RCT 연구는 운동 피질에 대한 양극 자극을 10회에 걸쳐 적용했고, 치료 이후 30일, 60일 모두 통증 점수와 삶의 질이 개선된 것으로 나타났습니다.

 

치료가 어려운 만성 골반통을 가진 7명의 환자를 대상으로 한 소규모 교차 연구에서는 이틀에 걸쳐 각 20분의 tDCS 세션을 실시한 결과, 치료 2주 후에도 골반통이 상당히 감소한 것으로 나타났습니다.

 

마지막으로 외상성 척수 손상으로 인한 만성 통증 환자를 대상으로 한 어느 연구에서는 5일 연속으로 tDCS 치료를 실시했고, 대조군 치료에 비해 최대 58%까지 통증을 감소시키는 결과가 나왔습니다.

 

이러한 초기 결과는 유망하지만, tDCS가 통증 관리에 공식적으로 승인되고 보편화된 치료법이 되려면 훨씬 더 많은 연구가 필요합니다.

 

3. 언어 능력에 영향

두 개의 초기 연구에 따르면, tDCS로 왼쪽 전두엽을 자극하는 경우 언어 유창성이 향상되고, 언어 기반 기억력도 좋아질 수 있습니다.

 

tDCS는 또한 언어장애(실어증)가 있는 3명의 언어 작업 능력을 개선했고 단어 인출(world retrieval) 능력도 좋아졌습니다(DB-RCT 연구). 또한 tDCS는 36명의 피험자를 대상으로 언어적 불일치를 찾아내는 능력을 향상시켰고, 50명의 피험자를 대상으로는 문법 능력을 강화하기도 했습니다.

 

4. 우울증 증상에 영향

일부 예비 연구에서는 우울증 증상을 일부 치료하거나 완화하는 데 tDCS가 도움이 될 가능성을 제시했습니다.

 

예를 들어 치료 저항성 주요 우울 장애가 있는 22명의 환자를 대상으로 한 연구(DB-RCT)는 2주간 배외측 전두엽 피질에 양극 자극을 실시했습니다. 전체 우울증 점수는 tDCS군과 위약군 사이에 차이가 없었지만, tDCS군은 위약군에 비해 긍정적인 감정에서 주관적 평가가 늘어났습니다.

 

또 다른 무작위 대조 실험에서는 우울 증상이 있는 환자에게 양극 자극을 3주간 실시한 결과 "위약" tDCS(실제로는 아무 것도 하지 않음) 그룹에 비해 기분, 주의력, 작업 기억이 크게 개선된 것으로 나타났습니다. 하지만 이 연구의 한 환자는 가벼운 형태의 조증이 발생했으며, 이는 기분 장애에 tDCS를 사용하는 경우 잠재적인 부작용 가능성이 있음을 시사할 수 있습니다.

 

이러한 초기 발견은 유망하게 들릴 수 있지만 여전히 예비 단계이며, 효과와 안전성을 확인하려면 훨씬 더 많은 연구가 필요합니다. tDCS가 단기간 내에 기분 장애에 대한 주류 치료법이 될 가능성은 낮습니다.

 

5. 수면의 질에 영향

불면증이 있는 6명의 피험자를 대상으로 한 소규모 연구에서 수면 중 배외측 전두엽 피질에 tDCS를 적용하자 "수면 효율(sleep efficiency)"이 개선되는 것으로 나타났습니다. 이는 더 깊은 수면 단계에서 보낸 시간이 길어졌다는 의미입니다.

 

소아마비후 증후군(post-polio syndrome, 소아마비를 앓은 후 발생하며 근력, 지구력 저하가 특징)을 앓고 있는 32명의 환자를 대상으로 한 또 다른 연구에서는 3주간 매일 전운동 피질의 양극 자극을 실시하자 대조군에 비해 수면의 질, 활력, 사회적 기능을 유의미하게 개선한 것으로 나타났습니다.

 

하지만 이러한 초기 연구는 표본 크기가 매우 작고, 결과를 완전히 확인하려면 훨씬 더 큰 샘플 그룹이 필요합니다. 또한 이러한 연구 중 일부는 소아마비후 증후군 증 특정 상태에 있는 환자에게만 수행했으므로, 건강한 사용자에게도 유사한 결과가 나타날지 여부는 분명하지 않습니다.

 

6. ADHD 증상에 영향

ADHD는 충동성이 커지고 작업에 원하는 대로 주의를 집중할 수 없는 것이 특정입니다. 일부 초기 연구에서는 tDCS가 이러한 주요 ADHD 증상 일부를 완화할 수 있는 가능성을 연구했습니다.

 

ADHD가 있는 21명의 남성 청소년을 대상으로 한 연구에 따르면, 우측 하전두회에 tDCS 양극 자극을 적용하자, 선택적 주의 및 정보 처리 능력 테스트에서 관련이 없고 주의를 분산시키는 정보를 무시하는 능력이 크게 좋아지는 것으로 나타났습니다.

 

또 다른 연구에서는 9명의 ADHD 환자에게 전전두엽 피질에 tDCS를 사용해 정보 처리 속도와 활동 간 능력이 개선할 수 있었습니다.

 

그러나 역시 이러한 연구도 표본이 매우 작으며, 이러한 초기 결과를 확인하고 확장하려면 훨씬 더 많은 연구가 필요합니다.

 

7. 뇌졸중 환자의 회복에 영향

뇌졸중 환자에 대한 한 연구(DB-RCT)에서는 뇌졸중에 영향을 받은 반구의 운동 피질에 대한 양극 자극과, 뇌졸중에 영향을 받지 않은 반구의 운동 피질에 대한 음극 자극 모두가 운동 기능을 향상시키는 것으로 나타났습니다.

 

또 다른 연구에서는 뇌졸중으로 인한 실어증(뇌 손상으로 인해 언어를 이해하거나 만들어낼 수 없는 증상)이 있는 환자 10명을 대상으로 tDCS의 효과를 조사했습니다. 매일 20분간 왼쪽 전두엽 피질에 양극 자극을 5 일간 가했는데, 이것이 환자들의 물체 이름 지정 능력을 상당히 향상시키는 결과가 나왔습니다. 이러한 개선 효과는 최대 일주일간 지속되었습니다.

 

다른 연구에서는 실어증이 있는 뇌졸중 환자에게 좌우 상측두이랑에 양극과 음극 자극을 가하고 "가짜" tDCS 그룹과 비교했습니다. 피질의 상측두이랑 부위는 구어를 이해하는 능력과 관련이 있는 '베르니케 영역'을 포함하고 있습니다. 이 연구에 따르면 2주간 매주 5회의 tDCS 세션을 실시하자, 대조군 그룹을 포함한 모든 그룹의 언어 이해력이 향상되었습니다. 음극 자극 그룹은 다른 두 그룹보다 더 강한 효과가 나타났지만, 이 흥미로운 결과 패턴은 tDCS의 효과 중 적어도 일부는 플라시보 효과 때문일 수도 있음을 시사합니다.

 

8. 위험 감수(risk-taking) 행동에 영향

배외측 전두엽 피질(DLPFC)에 양극이 아닌 음극 자극을 가한 경우, 초기 DB-RCT 연구에 따르면 위험 감수 행동을 줄이는 것으로 나타났습니다.

 

또 다른 연구에서는 DLPFC의 양극 자극이 위험을 감수하는 게임에서 위험에 대한 선호도를 크게 낮추었습니다.

 

이러한 초기 결과는 위험 감수 행동에 대한 tDCS의 영향이 있음을 시사하지만, 결과를 확인 및 확장하고 관련성을 결정하기 위해서는 훨씬 더 많은 연구가 필요할 것입니다.

 

9. 반응 시간/인지 처리 속도에 영향

12명의 건강한 지원자를 대상으로 한 초기 연구에서 왼쪽 배외측 전두엽 피질에 tDCS를 실시하자 언어 반응 시간이 개선되는 것으로 나타났습니다.

 

연구 저자는 이 효과가 증가된 신경 가소성 때문일 수 있다고 제안했지만, 결과를 확인하고 이러한 잠재력과 관련된 근본적 메커니즘을 구체화하려면 더 큰 참가자 집단과 더 많은 연구가 필요할 것입니다.

 

10. 작업기억에 영향

작업기억은 단기기억의 한 유형으로, 일련의 정보를 기억에 저장하면서 능동적으로 조작하는 능력을 의미합니다. 예를 들어 전화번호를 하나 들은 다음, 각 숫자에 1을 더해서 다시 말하는 식입니다. 단기기억은 전화번호를 듣고 그대로 기억하는 것이지만, 작업기억은 이 정보를 인지적으로 조작하는 후속 부분을 포함하는 개념입니다.

 

배외측 전두엽 피질을 tDCS로 자극하면 작업 기억력 향상에 도움이 될 수 있다는 많은 초기 연구가 보고되었습니다.

 

흥미롭게도 또 다른 연구에서는 소뇌에 양극 자극을 가한 경우 작업기억에 아무 영향이 없었던 것으로 나타났습니다. 이러한 발견은 이치에 맞는데, 왜냐하면 작업기억을 포함한 고등 인지 능력은 주로 전전두엽 피질에서 담당하기 때문입니다.

 

하지만 이러한 연구는 많은 경우 표본 크기가 매우 작았으며, 이러한 효과가 얼마나 오래 지속되는지도 모릅니다. 즉 이런 강화 효과가 단지 일시적일 뿐일 수도 있습니다. 어찌 됐든 이러한 예비 결과를 확인하려면 훨씬 더 많은, 가능하면 건강한 사용자를 대상으로 한 연구가 필요합니다.

 

11. (시각적) 주의력에 영향

몇 가지 예비 연구에 따르면 tDCS로 내측-전두엽 피질을 자극하면 시각적 주의력 개선에 도움이 될 뿐만 아니라 움직임에 대한 전반적 인식을 향상시킬 수 있다고 합니다.

 

그러나 이 연구는 매우 초기 단계에 있어, 이러한 결과를 확인하기 위해 훨씬 더 많은 연구가 필요합니다.

 

12. 음식과 약물 갈망에 영향

일부 예비 연구에 따르면 tDCS는 정크푸드나 약물 등 중독적인 대상에 대한 갈망을 관리하는 데에 도움이 될 수 있습니다.

 

예를 들어 한 연구에서는 19명의 전두엽 피질에 tDCS를 적용하여 달콤한 음식이나 고탄수화물 음식에 대한 갈망을 감소시켰다고 보고했습니다. 하지만 그들이 음식을 먹기로 결정했을 때 실제로 소비한 음식의 양에는 영향이 없었다고 합니다.

 

또 다른 연구에서는 폭식 장애(BED)가 있는 30명의 피험자에게 배외측 전두엽 피질에 tDCS를 실시했는데, 음식 갈망이 줄어들고 특히 단 음식과 맛있는 단백질에 대한 갈망이 크게 감소한 것으로 나타났습니다. 또 위에서 언급한 연구와 달리 이 경우 tDCS는 총 음식 섭취량을 11%까지 감소시킬 수 있었습니다. 이는 적어도 BED 환자와 같은 특정 그룹에 대해서는 tDCS가 섭식 행동에 실제 영향을 미칠 수 있음을 보여줍니다.

 

한편 27명의 흡연자를 대상으로 한 또 다른 연구(DB-RCT)에서는 5일에 걸쳐 배외측 전전두엽 피질에 tDCS를 적용한 결과, 흡연 단서에 대한 반응으로 나타나는 갈망이 유의미하게 줄어들었습니다. 게다가 대조군에 비해 실제로 피우는 담배 수도 줄어들었다고 합니다.

 

이러한 결과는 매우 흥미롭고 유망하긴 하지만, 갈망 관리 측면에서 tDCS의 활용에 대해 완전히 이해하려면 훨씬 더 많은 연구가 필요할 것입니다. 가까운 장래에 tDCS가 섭식 장애 또는 약물 남용 장애를 치료하는 표준 형태가 될 가능성은 낮습니다.

 

13. 파킨슨병 증상에 영향

마지막으로, 일부 초기 연구에서는 파킨슨병과 같은 일부 신경 장애의 증상을 치료하거나 관리하는 데 tDCS가 도움이 될 수 있는지 조사했습니다.

 

체육 훈련을 받고 있는 파킨슨병 환자 8명에 대한 한 DB-RCT 연구에서는 환자 치료 프로토콜에 일차 운동 및 전운동 피질에 대한 tDCS 자극을 추가했습니다. 그러자 전반적인 걷는 속도와 균형이 개선되는 것으로 나타났습니다. 걷는 속도와 균형은 파킨슨병 환자가 병으로 인해 크게 영향을 받는 부분입니다.

 

하지만 아직까지는 단 하나의 연구가 있었을 뿐이고 표본도 8명뿐입니다. 따라서 파킨슨병에서 tDCS의 잠재적 효과가 실제로 얼마나 중요할지 확인하려면 훨씬 더 많은 임상 연구가 필요할 것입니다.

 

자료 출처: SelfDecode.com