ADHD 증상의 근본적 원인 - 뇌 구조의 차이

1960년대에 처음 진단된 이래로 ADHD(주의력 결핍 과잉 행동 장애)는 논란의 여지가 많은 주제입니다. 전문가들조차도 이 장애를 어떻게 정의해야 하는지, 그 원인은 무엇인지에 대해 종종 논쟁을 벌입니다.

 

주의력 및 감정 조절의 어려움, 과잉 행동, 충동성 등 ADHD 증상의 원인을 완전히 이해하지는 못하지만, 신경 발달 장애라는 것은 알고 있습니다. 즉, ADHD 아동의 뇌는 다른 아동의 뇌와 다르게 발달한다는 것을 의미합니다. 연구자들은 ADHD와 관련된 증상을 유발할 수 있는 뇌의 구조적, 화학적 차이를 파악하기 시작했습니다.

 

1. 뇌 구조의 차이

 

ADHD의 많은 특성은 실행 기능(functioning)과 관련이 있습니다. 이는 작업 기억, 감정 조절, 복잡한 문제 해결을 포함하는 일련의 정신적 기술을 말합니다. 기본적으로 실행 기능은 시간 관리, 정리 정돈, 계획 세우기 등 일상적인 업무를 관리하는 데 사용하는 기술입니다.

 

실행 기능에 기여하는 뇌의 여러 부위가 있지만, 전전두엽 피질은 이러한 기술을 조절하는 데 특히 중요합니다. 연구에 따르면 ADHD 아동의 전전두엽 피질은 일반적으로 발달하는 아동보다 더 느리게 성숙한다고 합니다. 또한 그 크기도 약간 작습니다. 마찬가지로 소뇌, 해마, 편도체도 ADHD 아동의 경우 부피가 더 작은 것으로 알려져 있습니다.

 

뇌의 다른 부위와 마찬가지로 소뇌는 다양한 기능에 관여하지만, 특히 운동 조절에 관여하는 소뇌의 역할은 ADHD 증상과 관련이 있을 수 있습니다. 소뇌가 작으면 "운동 반응 억제"라는 기능에 어려움을 겪을 수 있는데, 이는 수업 시간에 자리에 앉아 있는 것과 같이 현재 과제에 방해가 되는 행동을 억제하는 능력을 말합니다.

 

해마와 편도체 크기가 작으면 기억력, 감정, 행동 조절에 장애를 일으킬 수 있으며, 이는 ADHD 아동의 일반적인 증상입니다.

 

이러한 뇌 영역은 ADHD 아동의 경우 크기가 작을 수 있지만, 연구에 따르면 아동이 나이가 들어감에 따라 계속 성장하고 성숙하는 것으로 나타났습니다. 성인이 되었을 때 장애가 없는 사람과 비교했을 때 크기 차이는 크지 않은 것으로 나타났습니다.

 

2. 뇌 연결성의 차이

 

뇌의 기능을 측정하는 또 다른 방법은 활동과 연결성을 통해 측정하는 것입니다. 과학자들은 기능적 자기공명영상(fMRI)을 사용하여 혈류를 통한 뇌 활동의 변화를 측정합니다. 뇌의 한 영역이 활성화되면 해당 영역으로 가는 혈류량이 증가합니다.

 

ADHD 환자의 경우, fMRI 기술을 사용한 연구에 따르면 운동, 인지 및 감정 조절과 관련된 뇌의 여러 영역에서 불규칙한 활동이 나타나는 것으로 나타났습니다.

 

ADHD 아동의 뇌에는 비정상적으로 활동하는 집단적 구조 네트워크가 있습니다. 이를 디폴트 모드 네트워크(DMN)라고 하며, 연구자들이 연구 참가자가 단순히 쉬고 있을 때 높은 수준의 뇌 활동을 발견했을 때 우연히 처음 발견되었습니다.

 

DMN은 비교적 새로운 개념으로, 뇌의 어느 부분이 관여하는지에 대해서는 아직 논란이 있습니다. 이 네트워크는 마음이 방황할 때 가장 활발하게 활동하는 것으로 알려져 있습니다. 신경 전형적 아동의 경우, 이 네트워크는 주의를 기울여야 하는 과제에 참여할 때는 낮은 수준의 활동을 보이고, 깨어 있지만 단순히 공상을 하거나 기억을 떠올릴 때는 높은 수준의 활동을 보입니다.

 

ADHD 아동의 경우, 집중력이 필요한 능동적인 작업을 하는 동안에도 네트워크는 여전히 높은 활동량을 보입니다. 이러한 차이는 ADHD 아동이 교실에서 집중하거나 집중하는 데 어려움을 겪는 이유를 설명할 수 있습니다.

 

ADHD 환자에게서 나타나는 비정상적인 DMN 활동은 뇌의 다른 네트워크와의 '기능적 연결성'으로 설명할 수도 있습니다. 기능적 연결성이란 뇌의 특정 영역이 기능적 행동이 서로 자주 상관관계가 있을 경우 서로 연결되어 있다는 개념을 말합니다. 이는 긍정적 또는 부정적 상관관계일 수 있습니다.

 

예를 들어, 뇌에는 주의력이 요구되는 작업을 수행할 수 있도록 하는 '작업 수행 네트워크'라는 또 다른 네트워크가 있습니다. 기능적 연결성 측면에서 볼 때, DMN은 일반적으로 이 네트워크와 음의 상관관계를 갖습니다. 즉, 과제 수행 네트워크가 더 활성화되어 있는 동안 DMN은 덜 활성화되어 있다는 뜻입니다.

 

ADHD 아동의 경우, 연결성이 약해져 이 네트워크와의 음의 상관관계가 감소하는 것으로 추정됩니다. 즉, 목표 지향적 과제를 수행하는 동안 이 네트워크가 원래보다 더 활성화되어 주의력이 떨어질 수 있습니다. 따라서 ADHD 아동은 숙제처럼 주의력이 필요한 과제를 하는 동안 정신이 방황할 수 있습니다.

 

연구에 따르면 ADHD 환자의 경우 "선택적 시각 주의 시스템"이라는 메커니즘의 일부를 구성하는 뇌 영역 간에 비정상적으로 높은 수준의 기능적 연결성이 있다는 사실도 밝혀졌습니다.

 

이 시스템을 통해 우리는 그 순간에 주목하거나 주의를 기울여야 할 중요한 것이 무엇인지 판단할 수 있습니다. 이 시스템의 연결이 불규칙하면 ADHD 아동은 시야에서 관련 없는 사물을 알아채고 무엇에 집중해야 할지 알기 어려워질 수 있습니다.

 

3. 신경화학의 차이

 

구조와 연결성의 차이 외에도 뇌의 화학적 불균형도 ADHD 증상을 유발하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다. 우리 몸의 제어 센터 역할을 하는 뇌는 몸 전체에 전기 신호 또는 "메시지"를 주고받아야 합니다.

 

뇌는 신경 세포(뉴런)를 통해 이를 수행할 수 있습니다. 그러나 뉴런 사이에는 간격이 있습니다. 신경전달물질은 이 간극을 메우고 메시지가 전달될 수 있도록 하는 화학적 메신저입니다.

 

매우 중요한 신경전달물질 중 하나는 도파민으로, 여러 가지 기능을 합니다. 뇌에는 도파민이 한 영역에서 다른 영역으로 이동하여 중요한 정보를 전달할 수 있는 경로가 있습니다. 네 가지 주요 도파민 경로가 있으며, 그 중 두 가지 경로가 ADHD 아동에게서 흔히 볼 수 있는 인지 기능 장애에 기여하는 것으로 생각됩니다.

 

첫 번째 경로는 "도파민 보상 경로"라고 불립니다. 맛있는 음식을 먹는 것과 같은 즐거운 일을 경험하면 이 경로를 따라 도파민이 많이 분비되어 쾌감과 행복감을 활성화합니다.

 

이러한 쾌감은 쾌락을 처리하는 뇌의 일부와 기억에 중요한 역할을 하는 해마 사이의 연결에 의해 강화된다는 이론이 있습니다. 즉, 우리는 어떤 음식이 이러한 쾌감과 관련이 있는지 기억하고 그 음식을 다시 먹도록 동기를 부여합니다.

 

"중피질 경로"로 알려진 두 번째 경로는 도파민이 풍부한 뇌 부위를 전전두엽 피질과 연결합니다. 이 경로는 도파민 전달을 통해 전전두엽 피질이 인지, 작업 기억, 의사 결정과 같은 실행 기능을 촉진하는 데 도움을 줍니다.

 

ADHD 아동의 경우, 이 두 경로에 장애가 발생하여 인지 및 동기 부여 기능이 손상될 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 과학자들은 이러한 장애가 ADHD 환자의 뇌에 비정상적인 수의 도파민 수송체가 있기 때문일 수 있다고 생각합니다.

 

도파민 수송체는 뉴런 사이의 틈새에서 도파민을 제거하고 도파민 전달을 종료하는 역할을 하는 단백질입니다. 이러한 수송체의 수가 증가하면 뇌의 도파민 양이 비정상적으로 낮아질 수 있습니다.

 

이 이론에 대한 한 가지 증거는 Adderall과 같은 각성제가 ADHD 증상을 완화하는 데 성공하는 경우가 많으며, 이러한 약물은 도파민의 재흡수 또는 제거를 억제한다는 것입니다.

 

ADHD 증상의 정확한 원인은 알 수 없지만, 연구의 발전으로 장애를 더 잘 이해할 수 있게 되었습니다. ADHD 아동의 뇌에서 구조적, 화학적 차이를 파악하면 아동의 어려움을 확인할 수 있을 뿐만 아니라 치료법도 크게 개선될 수 있습니다.

 

 

 

(출처: ADHD 뇌는 어떻게 다른가요? by 페이스 윌킨스)