외상성 뇌손상 (5)-8 :: 외상성 뇌손상 후 합병증. 인지기능장애

안녕하세요. 외상성 뇌손상에 대해 살펴보고 있습니다. 

1. 정의 & 중증도를 나누는 기준

2. 역학

3. 병태생리

4. 평가와 치료

5. 환자의 반응성을 평가하는 방법 & 외상성 뇌손상 합병증

6. 급성기 예후 인자

7. 신경영상학적 평가 수단

지난 글에서 외상성 뇌손상 합병증 중 전정기능 장애, 시각장애, 후각장애에 대하여 살펴보았습니다. 이번 글에서는 외상성 뇌손상 후의 인지 능력 결핍에 대하여 소개하겠습니다. 

크게 글 내용의 목차를 소개하면

• 외상성 뇌손상 후의 인지 장애

• 외상성 뇌손상과 관련된 인지 장애에 대한 약물치료

• 외상성 뇌손상과 관련된 인지 장애에 대한 실제적인 중재

입니다.  뇌손상 후의 인지 결핍에 대한 실제적인 중재외상성 뇌손상 후의 인지 핍에대한 실제적인 중재

외상성 뇌손상 후의 인지 장애

외상성 뇌손상 후의 인지 능력 문제는 각성 (arousal), 주의 (attention), 기억 (memory), 실행 (execution) 등 여러영역에 걸쳐 발생하며, 치료하기 가장 어렵고 복잡한 기능장애 중 하나입니다. 

아직은 신경생물학적인 기전들이 완전히 밝혀지지 않았습니다.

각성 (arousal)

더 높은 수준의 인지 기능을 수행하기 위해 필요한 가장 기본적인 인지 기능 중 하나로 환경 자극에 대한 반응의 일반적인 상태를 가리킵니다. 망상체 활성계 (reticular activating system, RAS) 가 주로 각성 조절을 담당하며, 이 신경핵들은 뇌간의 망상체 (reticular formation) 에서 기원하여 전뇌 (forebrain) 쪽으로 여러개의 말단부를 형성합니다. 

또한 여러 신경전달물질 중에서도 특히 모노아민 계열 (노르에피네프린) 에 의해 영향을 받습니다. 

각성은 크게 나누어

① 긴장성 각성 (tonic arousal) :  기본적인 일상 생활 리듬과 관계되어서 변동이 느립니다. 예를 들어, 수면/깨어남의 매일의 주기가 긴장성 각성에 해당하며 카페인이나 술 등이 이러한 긴장성 각성에 영향을 줍니다. 긴장성 각성이 손상되면 반응성이 전반적으로 저하되며, 정보 처리가 현저히 느려집니다. 

② 위상성 각성 (phasic arousal) : 주위 환경의 변화에 대해 짧은 기간 동안 조절을 합니다. 예를 들어, 문이 순간적으로 세게 닫히면 위상성 각성이 짧은 시간 동안 증가합니다. 위상성 각성이 손상되면 판단을 요구하는 상황 변화에 대처하는 능력이 방해받습니다. 

이러한 각성은 주의나 기억력 등 다른 인지 기능 영역과도 일정 부분이 겹치게 됩니다. (Overlapping)

주의 (attention)

선조체와 시상으로 부터 정보의 입력을 받고, 망상체를 활성화 시키는 등 상당히 넓은 영역에 걸쳐 분포 (우반구, 양측 전전두엽과 두정엽, 시상, 기저핵, 전방 대상회 등) 되어 있고 여러 단계를 거치는 인지 기능이며, 도파민이 중요한 역할을 한다고 알려져 있습니다. 

① 감각 관문 (sensory gating) : 주의 프로세스를 위해 유입되는 여러 자극들 중 정보를 제한하는 전주의 과정 (preattentive process). 쉽게 말해 뇌가 받아들이는 정보의 양을 조절하여, 중요하지 않다고 판단되는 정보는 유입을 차단한다고 보시면 될 것 같습니다. 

② 선택적 주의 (selective attention) : 핵심적인 중요한 자극에 대해 주의를 지시하는 능력

③ 지속적 주의 (sustained attention) : 특정 자극에 대해 주의를 유지하는 능력으로 쉽게 말해 '집중'이라고 보시면 될 것 같습니다.

외상성 뇌손상에서는 주로 주의를 지속하는 능력이나 정보를 전달 및 처리하는 속도가 주로 문제가 됩니다. 숫자-기호 대체 검사 (digit symbol substitution test) 가 정보 처리 속도 (processing speed) 를 평가하는데 민감한 편입니다.

각성과 마찬가지로, 주의에 관련된 여러 과정들이 기억이나 실행 능력과 같은 다른 인지 기능들과 겹치고 있어 주의력 결핍이 있을 경우 다른 영역의 인지 기능 장애가 동반될 수 있습니다. 

각성과 주의 결핍의 치료

요소	약물치료	행동치료	보상전략
긴장성 각성	메틸페니데이트  아만타딘  브로모크립틴  암페타민 등	낮잠  곧게 앉은 자세	가장 깨어있을 때 과제 참여하기
위상성 각성		과제 자주 바꾸기	단서 주기
선택적 주의		주의력 강화	주의를 분산시키지 않는 환경
편측 무시 (좌측 가정)	브로모크립틴	점진적으로 왼쪽으로 주의 기울이는  훈련 프리즘 치료	과제를 환자의  오른쪽에 두기
지속적 주의		계층적 주의력 훈련	의사 결정 단순화  감독 하기 특정 문제에 대한 해결책 훈련
정보 처리 속도	메틸페니데이트	빠른 수행 강화	반응하는데 적절한 시간 주기

기억 (memory)

외상성 뇌손상 환자의 대부분은 역행성 기억 상실증 및 외상 후 기억 상실증을 겪습니다.

기억을 처리하는 과정에서 특정 이벤트들 (예를 들어, 기억인출 (retrieval), 기억 공고화 (consolidation))은 특정 뇌 영역과 연관이 있음이 비교적 밝혀져 있습니다. 예를 들어, 해마(hippocampus) 의 손상은 공간이나 시간 기억 처리 과정에서의 기능 장애와 연관이 있습니다. 

MRI 사진에서 파란색 부분이 우측 해마, 분홍색 부분이 좌측 해마입니다.

단기 기억 (short-term memory)

① 감각 기억 (sensory memory) : 단기 기억에 포함시키기도 하고 아니기도 합니다. 감각 기관에 잠시 동안 정보가 저장되는 것으로 시각에 남은 잔상 같은 것을 말합니다. 

② 작업 기억 (working memory) : 짧은 기간 동안 제한된 양의 정보를 유지하고 조작하는 인지 과정입니다. 즉, 정보를 처리하는 동안의 임시 정보 저장고 역할입니다. 이러한 작업기억은 밑에서 설명할 실행 기능과 밀접한 관련이 있으며, 둘다 전전두엽(prefrontal cortex, PFC) 과 관련있습니다. 

출처 : A Practical Evaluation of the Effects of Oral Sentence Building Training-Possible Improvements in Speaking Ability- - Scientific Figure on ResearchGate. Available from: https://www.researchgate.net/figure/Prefrontal-Cortex-Deeply-Relevant-to-Working-Memory-Beardsley-1997_fig5_327269915 [accessed 20 Feb, 2019]

색깔 칠해진 다양한 부분들이 작업 기억과 관련된 전전두엽의 영역들입니다. 

단기 기억이 장기 기억으로 되기 위해서는 부호화 (encoding), 공고화 (consolidation), 저장 (storage), 인출 (retrieval) 4단계를 거치게 됩니다. 

장기 기억 (long-term memory)

Illustration by Cindy Chung, Verywell

① 외현 기억 (explicit memory) : 해마와 내측 측두엽이 주로 담당합니다. 명시적 기억 혹은 서술적 기억 (declarative memory) 이라고도 합니다. 의식적 접근이 가능하다는 의미에서 '서술적'이며, 이러한 접근이 가능한 사실이나 사건에 대한 지식을 표상하고 있는 기억입니다. 단어, 이름, 날짜 등 사실적 정보에 관한 것이죠. 

하위 범주로 

1) 의미 기억 (semantic memory) : 일반적인 지식에 해당

2) 일화 기억 (episodic memory) : 경험했던 사건에 대한 기억

② 내현기억 (implicit memory) : 위의 외현 기억과 상대되는 개념으로 암묵적 기억 혹은 비서술적 기억이라고도 합니다. 

하위 범주로 

1) 절차적 기억 (procedural memory) : 해마와는 독립적이며 뇌손상에 덜 취약합니다. 어떤 과제를 해결하거나 행동을 수행하는데 요구되는 일련의 행위, 기술, 조작 등에 관한 기억으로 임무를 수행하는데 있어서 필요한 정보에만 구체적으로 한정되기 때문에 상대적으로 덜 유연한 기억 인출 과정을 보입니다. 자전거 타기, 자동차 운전하기 등 우리가 흔히 몸으로 익혔다는 식으로 표현하는 기억입니다. 하지만 사실은 뇌가 기억하고 있는 것이죠? :)

2) 정서적 기억 (emotional memory)

외상성 뇌손상 시에 외현 기억은 대개 손상받지만, 내현 기억은 상대적으로 보존됩니다. 

따라서 재활 치료시 말로 계속해서 설명하기 보다는 직접 해보게 하고, 단계별 절차를 익히도록 하는 것이 더 유용합니다. 또한 치료과정의 과제를 수행하는 동안에 실수를 최소화 하는 'errorless learning'을 통해 외현 기억에 대한 요구를 우회할 수 있습니다. 

해마가 기억에 있어서 중심적인 역할을 하기 때문에, 해마로 뻗어있는 콜린성 시스템들이 기억 장애에 있어서 연관있습니다. 이외에도, 전전두엽 (prefrontal cortex, PFC), 피질선조체 (corticostriatal) 도파민 신호체계들도 기억형성에 중요한 구조물 들입니다.

실행기능 (executive function)

일반적으로 일을 조직하고, 계획하고, 실행하는 능력으로 정의됩니다. 추상화, 문제해결, 자기 지시 (self-direction), 체계적인 기억 검색과 인출, 정보간 이동 등을 필요로 합니다. 

전전두엽과 밀접한 관련이 있으며, 정상적인 실행기능 수행을 위해 도파민 이 필요합니다.

참고로 어떤 행동을 의도하고 실제 행동으로 옮기기 까지 연결하는 능력은 내측 전두엽 영역 (전방 대상회 등) 에 의존적입니다. 이 부분에 손상을 받을 경우 동작의 시작이 어려울 수 있습니다. 노르아드레날린 효능제나 도파민 효능제 등이 효과가 있을 수 있습니다. 

노란색 음영 표시한 부분이 전방 대상회 (anterior cingulate) 입니다.

외상성 뇌손상과 관련된 인지 장애에 대한 약물치료

대개 도파민 효능제 (dopamine agonist) 들이 인지 기능 결핍을 완화하는데 도움이 된다는 연구 보고들에 기반합니다. 

최근 가이드라인에 따르면 메틸페니데이트 (methylphenidate, MPH, 상품명 : 페니드 등) 가 인지 기능 향상을 위한 효과적인 신경자극제로 추천되며, 주의력 향상에 특히 도움이 된다고 합니다. 

또한 가이드라인은 중등증에서 중증의 외상성 뇌손상 환자에서 전반적인 인지기능과 주의력 향상에 아만타딘 (amantadine, 상품명 : 아만타 등) 사용을 지지하고 있습니다. 일상생활동작 평가에서 향상된 점수, 전반적인 기능과 처리 속도에서의 향상, PET 영상검사에서 뇌 피질의 포도당 대사 증가 등을 통해 증명되고 있습니다. 

또 다른 도파민 효능제인 브로모크립틴 (bromocriptine) 은 메틸페니데이트나 아만타딘에 비해서는 연구가 덜 되어있습니다. 허혈성 심질환이나 조절되지 않는 고혈압 환자에서는 금기입니다. 

삼환계 항우울제 (tricyclic antidepressant, TCA) 이자 노르에피네프린 수송체 (norepinephrine transporter, NET) 억제제인 데시프라민 (desipramine) 이나 선택적 NET 억제제인 아토모세틴 (atomoxetine, 상품명 : 스트라테라 등) 등도 인지 기능 향상에 잠재력이 있는 것으로 보고되고 있습니다.

cytidine diphosphate (CDP) - choline 같은 콜린성 약물이나 아세틸콜린이 분해되는 것을 막아주어 알츠하이머 치매 치료제로도 사용되고 있는 콜린에스테라아제 억제제 (cholinesterase inhibitor, 상품명 : 아리셉트 등) 를 사용할 경우 기억과 전반적인 인지 기능의 향상을 보였습니다. 

외상성 뇌손상에서 인지 기능기능 향상을 위한 약물 사용

약물	참고
메틸페니데이트	데이터가 잘 확립되어 있음 5~20mg 하루 2회 복용을 권장함 부작용이 적고 저렴하지만, 남용의 위험성
아만타딘	란초 아미고스 스케일 3과 같은 중증의 환자에서 데이터가 잘 확립되어 있음.  50~150mg 하루 2회 복용을 권장함 하루 300mg 이상 복용시 경련 위험성 증가할 수 있음 부작용이 적고 저렴함
신경자극제  (덱스트로암페타민, 모다피닐 등)	객관적인 데이터 부족.  남용의 위험성
아토모세틴	ADHD를 위해 개발된 선택적 노르아드레날린 억제제.  메틸페니데이트와 유사한 효과를 보일것으로 예상되지만, 아직 객관적인 데이터 부족 40-80mg 하루 2회 복용 권장.  남용의 위험성 아직 없음
콜린에스테라아제 억제제	객관적인 데이터 부족  단기 기억력 상승, 주의력 향상

외상성 뇌손상 후의 인지 장애에 대한 실제적인 중재

중등증 혹은 중증의 외상성 뇌손상 이후 입원 재활치료를 받는 환자들은 대개 외상 후 기억상실증 (PTA) 을 겪게 됩니다. 이 기간 동안 환자들은 시간, 장소, 사람 및 주변 환경에 대해 지남력을 상실하고 옆에서 설명해주더라도 다쳤다는 사실을 인식하지 못합니다. 

따라서 주변 상황이나 환경을 이해하지 못하여, 튜브나 보조기 등이 치료에 중요한 물건이라는 것을 알지 못하고 단지 불편하다고 느껴 벗으려하는 등의 모습을 보입니다. 마찬가지 이유로 피곤이나 통증을 느껴서 치료 프로그램에 참여하기를 거부하기도 합니다. 

이런 급성기의 혼동 동안, 재활치료 프로그램의 목표 중 하나는 체계적으로 잘 짜여진 치료 프로그램을 제공하는 것입니다. 회복이 되면서 환자들은 그들의 매일의 스케줄에서 다음 일과가 무엇인지 좀더 쉽게 알 수 있습니다. 

지남력 회복을 돕기 위해 대화에 시간, 장소와 관련된 정보를 섞기도 하고, 방에 시계나 달력을 두기도 합니다. 치료진 또한 환자와 만날 때마다 다시 자기 소개를 하는 것도 좋은 방법입니다. 

감각 자극에 예민한 편이어서 불필요한 자극을 주거나, 깜짝 놀라게 하지 않도록 유의합니다. 

여러 단계의 지시사항은 기억하기 어렵기 때문에, 단계별 (step-by-step) 로 설명해주는 것이 필요합니다. 

최근의 일은 잘 기억하지 못하지만, 그들의 가족이나 개인사와 관련된 일들은 대개 잘 기억하는 편이므로 방에 가족이나 애완동물, 좋아하는 장소 등과 관련된 사진을 두는 것도 도움이 됩니다.

환자들이 스스로의 기능 장애를 인식하지 못하거나 충동적인 경우 위험한 행동들을 할 수 있습니다. 인지기능 손상으로 인하여 논리적으로 말로 설명하는 것은 대개 효과적이지 않습니다. 이에 대해서는 다음 글에서 '초조' (agitation) 에서 좀더 자세히 설명하겠습니다.

이러한 행동적, 인지기능적 문제들은 수상 후 시간이 지남에 따라 점차 회복됩니다. 그러나 일부 문제들은 급성기 입원 재활치료가 끝난 후에도 지속되기도 하는데 기억이나 문제해결, 스트레스 관리, 감정적인 동요, 화 조절 등과 관련된 문제들이 흔합니다. 

지속적으로 루틴화 (일상화) 되고, 구조화된 치료를 제공하면서 약물치료를 병행하는 것이 권고 됩니다.

외상성 뇌손상 환자에 있어서 유용한 환경적, 인지적 중재방법을 정리해서 소개하자면 아래와 같습니다. 

회복 초기 단계에서 환자들은 종종 혼동 상태이고 새로운 정보를 기억하기 어렵습니다. 따라서 

① 치료진이 반복적으로 자기 소개를 합니다

② 동일한 치료진이 일관된 치료 스케줄을 제공합니다

③ 자주 지남력 관련 정보를 제공합니다

④ 단순하고 짧은 문장을 사용하며 한번에 너무 많은 정보를 주지 않습니다

⑤ 치료 중 환자가 필요로 할 때 단서를 제공합니다

⑥ 치료 시 시간을 충분히 주고, 충분히 반복합니다

외상성 뇌손상 환자들은 자극에 예민합니다. 과도한 자극은 인지에 부정적 영향을 주고, 초조 행동들을 증가시킵니다. 따라서

① 환자 주변에 주의를 산만하게 하는 것들과 소음을 제한합니다 (조용한 장소에서 치료, 아늑한 조명, 한번에 말하는 사람 수의 제한, TV/라디오 등의 소리 줄이기)

② 어려운 과제는 여러개의 작은 단계로 나누고, 단계별로 지시사항을 줍니다

③ 치료에 유연성이 있어야 합니다 : 환자들이 과제에 좌절하였을 때 휴식시간을 주거나 대체 과제 등을 제공합니다

④ 조용하고 부드러운 어조로 명확한 방식으로 대화합니다 

⑤ 피로나 통증이 발생할 수 있음을 염두에 두고, 필요시 치료합니다

외상성 뇌손상 환자들은 종종 충동적입니다. 위험한 행동을 한다거나 독립적으로 할 수 없는 일들을 하려고 합니다. 따라서

① 환자가 치료진에게 주의를 기울이는지 확인합니다

② 환자의 주의를 유지하기 위해 천천히, 명확하고 부드럽게 환자의 이름을 종종 부릅니다 

③ 과제에 대해 말로만 설명하지 말고 직접 시연을 보입니다

추가적인 팁은

① 환자에게 다가갈 때는 항상 정면에서, 천천히 접근합니다

② 환자 개인적으로 행동하지 않도록 합니다

③ 초조 행동이 심한 시기에는, 환자가 실패할 수 있는 상황은 피하고 성공할 수 있는 과제 위주로 제공합니다. 

다음 글에서는 외상성 뇌손상 후 합병증 마지막 순서로 행동, 감정적 문제 (초조, 저 각성 상태, 수면장애, 우울증, 외상 후 스트레스 장애)에 대하여 살펴보겠습니다. 긴글 읽어주셔서 감사합니다.