틱은 뇌에서 어떻게 발생할까요?
현대 신경과학이 설명하는 틱의 발생 기전
핵심 요약
틱(Tic)은 자신의 의지와 관계없이 갑작스럽고 반복적으로 나타나는 운동 또는 음성 행동입니다. 현재 의학에서는 틱을 단순한 습관이나 근육의 문제가 아니라 뇌의 운동 조절 회로(Cortico-Striato-Thalamo-Cortical, CSTC 회로)의 기능 이상과 관련된 신경발달장애로 이해하고 있습니다. 특히 대뇌피질, 기저핵, 시상을 연결하는 회로에서 운동을 선택하고 억제하는 기능이 정상적으로 조절되지 않을 때 틱이 발생할 가능성이 가장 유력한 병태생리 모델로 제시되고 있습니다. 그러나 현재까지 하나의 기전만으로 모든 틱을 설명할 수는 없으며, 유전적 요인, 신경전달물질, 뇌 발달, 환경적 요인이 함께 작용하는 것으로 알려져 있습니다.
틱은 근육이 아니라 뇌에서 시작됩니다.
아이가 눈을 반복해서 깜빡이거나 어깨를 들썩이는 모습을 보면 근육에 문제가 생긴 것으로 생각하기 쉽습니다.
그러나 현재 의학에서는 틱을 말초 근육의 이상이 아니라 뇌의 운동 조절 시스템에서 발생하는 현상으로 이해합니다.
사람의 모든 움직임은 뇌에서 시작됩니다.
걷기, 말하기, 글쓰기처럼 우리가 의도하는 움직임뿐 아니라, 불필요한 움직임을 억제하는 기능도 모두 뇌가 담당합니다.
즉,
움직임을 만드는 능력만큼 움직임을 멈추는 능력도 뇌의 중요한 기능입니다.
틱은 바로 이 운동 억제 기능(motor inhibition) 이 정상적으로 조절되지 않을 때 발생하는 것으로 이해되고 있습니다.
움직임은 어떻게 만들어질까요?
움직임은 하나의 뇌 부위가 만드는 것이 아닙니다.
현재까지의 신경과학 연구에서는 여러 뇌 영역이 하나의 회로처럼 협력하여 움직임을 조절한다고 설명합니다.
대표적인 구조는 다음과 같습니다.
- 대뇌피질(Cerebral Cortex)
- 기저핵(Basal Ganglia)
- 시상(Thalamus)
이 세 구조는 지속적으로 정보를 주고받으며
필요한 움직임은 통과시키고
불필요한 움직임은 억제하는 역할을 합니다.
CSTC 회로란 무엇인가?
현재 틱 연구에서 가장 많이 연구되는 병태생리 모델은
CSTC(Cortico-Striato-Thalamo-Cortical) 회로입니다.
이 회로는
대뇌피질 → 선조체(Striatum) → 창백핵 및 흑질 → 시상 → 다시 대뇌피질
로 이어지는 폐쇄형 순환 회로입니다.
이 회로는 단순히 움직임을 만드는 것이 아니라
- 어떤 움직임을 시작할지
- 어떤 움직임을 멈출지
- 어느 정도의 강도로 움직일지
를 지속적으로 조절합니다.
틱은 이러한 회로의 억제 기능이 충분히 작동하지 않을 때 나타나는 것으로 이해되고 있습니다.
기저핵은 왜 중요한가?
기저핵은 여러 개의 신경핵으로 구성됩니다.
대표적으로
- 선조체(Striatum)
- 창백핵(Globus Pallidus)
- 시상하핵(Subthalamic Nucleus)
- 흑질(Substantia Nigra)
이 서로 연결되어 운동을 조절합니다.
기저핵은
움직임을 만드는 기관이라기보다
움직임을 선택하는 기관에 가깝습니다.
예를 들어
손을 들려고 할 때
수많은 운동 명령 가운데
손을 드는 명령만 선택하고
얼굴이나 다리 움직임은 억제합니다.
현재 연구에서는
이러한 선택 과정이 완전히 정상적으로 이루어지지 않을 경우
원하지 않는 움직임이 표현될 가능성이 있다고 설명합니다.
Direct Pathway와 Indirect Pathway
기저핵은 두 가지 주요 경로를 이용하여 운동을 조절합니다.
Direct Pathway
직접경로는
원하는 움직임을 실행하도록 도와주는 역할을 합니다.
즉,
운동을 촉진하는 회로입니다.
Indirect Pathway
간접경로는
불필요한 움직임이 나타나지 않도록 억제합니다.
즉,
운동을 억제하는 회로입니다.
정상적인 상태에서는
이 두 회로가 균형을 이루면서
필요한 움직임만 나타나게 됩니다.
현재 틱의 병태생리 모델에서는
이 균형이 변화하여
운동 억제 기능이 충분히 작동하지 않을 가능성이 제시되고 있습니다.
다만 이러한 기전은 현재까지 가장 유력한 모델 가운데 하나이며,
모든 틱 환자에게 동일하게 적용된다고 결론 내릴 수는 없습니다.
도파민은 왜 중요한가?
도파민(Dopamine)은
기저핵 회로에서 매우 중요한 신경전달물질입니다.
도파민은
- 운동
- 학습
- 보상
- 습관 형성
등 다양한 기능에 관여합니다.
특히
Direct pathway와 Indirect pathway의 균형을 조절하는 데 중요한 역할을 합니다.
현재 일부 틱 치료 약물이
도파민 수용체를 조절하는 이유도
이러한 연구 결과를 바탕으로 합니다.
그러나
도파민만으로 틱을 설명할 수는 없습니다.
최근 연구에서는
- GABA
- 글루탐산
- 세로토닌
등 다른 신경전달물질도 함께 연구되고 있습니다.
아직 연구가 진행 중인 부분
현재까지의 연구는
CSTC 회로 이상을 가장 유력한 병태생리 모델로 제시하고 있습니다.
그러나
왜 어떤 아이는 증상이 자연스럽게 호전되고
왜 어떤 아이는 만성적으로 지속되는지,
유전과 환경이 각각 얼마나 영향을 미치는지는
아직 활발히 연구되고 있는 분야입니다.
따라서 현재 의학에서는
틱을 하나의 원인이나 하나의 신경전달물질만으로 설명하지 않습니다.
핵심 정리
현재까지 밝혀진 내용을 종합하면 다음과 같습니다.
- 틱은 근육의 문제가 아니라 뇌의 운동 조절 회로와 관련된 신경발달장애입니다.
- CSTC 회로는 현재 가장 유력한 병태생리 모델입니다.
- 기저핵은 움직임을 선택하고 억제하는 핵심 구조입니다.
- Direct pathway와 Indirect pathway의 균형이 운동 조절에 중요합니다.
- 도파민은 중요한 신경전달물질이지만 틱을 설명하는 유일한 원인은 아닙니다.
- 유전적 요인과 뇌 발달, 환경적 요인이 함께 작용하는 것으로 이해됩니다.
관련 글
참고문헌
- American Psychiatric Association. Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, Fifth Edition, Text Revision (DSM-5-TR). 2022.
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- Müller-Vahl KR, et al. European clinical guidelines for Tourette syndrome and other tic disorders (Version 2.0). European Child & Adolescent Psychiatry. 2022.
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- Lanciego JL, Luquin N, Obeso JA. Functional neuroanatomy of the basal ganglia. Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine. 2012.