공포영화의 소재가 되면서 일반에 알려진 '수술 중 각성(intraoperative awareness)'을 방지할 수 있는 방법이 물리학과 의학의 학제간 연구를 통해 밝혀졌다.

포스텍 김승환 교수팀과 미국 미시건의대 이운철 연구원, 서울 아산병원 노규정 교수가 참여한 공동 연구팀은 "마취를 통한 의식의 소실과 회복 메커니즘을 뇌파분석을 통해 정량적으로 처음 밝혔다"고 10일 발표했다.

공동연구팀은 연구결과를 통해 마취제나 진정제의 효과를 측정하고 표준화할 수 있게 됐으며, 수술 중 발생할 수 있는 각성 같은 의료사고를 방지하고, 향후 의식과 무의식을 판별하는 '대리표지자(surrogate Biomarker)' 개발에도 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

공동 연구팀은 정맥 마취제인 프로포폴(propofol)을 14명의 수술 예정 환자에게 주사한 뒤 의식 상태와 마취상태의 뇌 활동을 뇌파로 측정하고, 그 데이터를 비선형 동역학적 방법을 이용해 물리학적 관점에서 분석했다.

분석 과정에서, 신체가 마취되면 의식에서 무의식 상태로 전이하면서 신경계가 가지고 있는 정보통합능력이 현저하게 감소하며, 의식의 소실은 뇌파의 시간적·공간적 자기조직화가 깨지면서 일어난다는 사실을 발견했다.

특히 의식이 없어질 때 인지를 다루는 전두엽에서 감각을 다루는 후두엽으로 흘러가는 정보가 급격하게 감소한다는 사실도 밝혀졌다. 연구팀은 "뇌 신경계의 정보통합이 일반 마취에 의해 바뀐다는 인지통합적 패러다임의 직접적인 증거로 볼 수 있다"고 설명했다.

'의식과 무의식의 경계'는 오래전부터 철학과 과학, 의학적 관점에서 관심을 가져온 문제였으나, 아직까지 풀리지 않은 수수께끼가 많은 분야로 알려져있다. 때문에 전신마취로 수술을 받을 경우 드물지만 '수술 중 각성' 사고도 발생하고 있다.

연구팀 김승환 교수는 "베일에 가려져있던 의식과 무의식의 경계를 구분할 수 있는 정량적인 기준점을 처음 제시했다"면서 "의학적 임상실험과 물리학적 분석을 통한 학제간 공동 작업이 시도됐다는 점도 의미가 크가"고 말했다.

이번 연구결과는 국제 학술지인 '의식과 인지(Consciousness and Cognition)' 최근 온라인판을 통해 공개됐다.

※용어설명 - 수술 중 각성((intraoperative awareness), 전신마취를 한 뒤 실시하는 수술 중 환자의 의식이 깨어나 고통을 그대로 느끼는 현상으로 드물게 일어난다. 국내에서는 이와 관련한 영화가 개봉되고 한 시사 프로그램에서 이를 다뤄 화제가 됐다.