< 일러스트 OpenAI의 DALL·E 제공 >
[위즈덤 아고라 / 김채희 기자] 뇌 수술은 오랜 시간 동안 계속해서 발전을 거듭해 온 의료분야이다. 초기에는 비과학적인 접근이 많았지만, 현대 기술의 발전과 함께 더욱더 정밀하고 안전한 치료법이 자리 잡고 있는 중이다.
로보토미(전두엽 절제술)는 1935년 포르투갈의 신경학자 안토니오 이 가스 모니즈(Egas Moniz)에 의해 처음 시행되었다. 주로 정신분열증, 우울증, 또는 강박장애를 앓고 있는 환자들에게 실시되었다. 그는 강박적인 행동들이 뇌의 특정 회로에 의해 영향을 받는다고 생각했다. 그래서 그는 신경 섬유를 절단함으로써 정신 질환을 치료할 수 있다고 굳게 믿었다. 리스본의 한 병원에서 첫 수술을 시행한 그는 환자들의 증상이 개선되었다고 보고했다. 이런 모니즈의 수술법은 미국과 영국으로 빠르게 퍼졌다. 미국에서는 신경학자 월터 프리먼(Walter Freeman)이 1936년에 첫 로보토미를 수술을 시행하며 이를 대중화했다.
영국에서도 1940년에 로보토미는 ‘기적의 치료법’으로 여겨지며, 미국보다 더 많은 수술이 시행되었다. 당시 정신병원에 갇혀 있는 환자들에게는 로보토미가 일종의 유일한 희망처럼 여겨졌다. 로보토미는 비교적 간단한 수술이었다. 두개골 측면이나 위쪽에 구멍을 뚫고, 날카로운 도구를 삽입한 후 이를 좌우로 움직여 전두엽과 나머지 뇌를 연결하는 신경 섬유를 절단하는 방식이다. 이 모든 과정이 5분 만에 끝날 정도로 굉장히 간단한 수술이었다. 영국에서 가장 많은 로보토미를 시행한 신경외과 의사 와일리 맥키삭 (Sir Wylie McKissock)은 약 3,000건이 넘는 수술을 진행했다고 알려졌다.
하지만 시간이 지나면서 의사들은 로보토미의 효과에 의문을 품기 시작했다. 그 이유는 일부 환자들은 수술 후 증상이 개선되었지만 그러지 않았던 환자들도 있기 때문이었다. 정신과 의사 존 피파드(John Pippard)가 조사한 결과에 따르면, 환자의 ⅓은 호전되었고, ⅓은 별다른 변화가 보이지 않았으며, 나머지 ⅓은 상태가 악화된 것으로 나타났다. 이러한 결과에 그는 이 수술을 반대하게 되었고, 또한, 시간이 조금씩 지나면서 수술의 부작용이 점점 계속해서 드러났다. 그 부작용들은 감정 표현이 둔화되고, 무기력하고, 사회적 인간으로서의 기능을 상실하는 경우가 많았다.
미국에서 첫 로보토미를 시행한 프리먼의 환자 중에 존 F. 케네디의 여동생 로즈메리 케네디는 23세의 나이에 수술을 받았고, 그 결과 심각한 신경학적 장애를 겪게 되었다. 이렇게 많은 환자들이 정신적 그리고 신체적으로 심각한 후유증을 겪었고, 이 수술은 결국 ‘영혼의 수술’이라 불렸다. 그 이유는 환자의 감정, 성격, 그리고 행동에 큰 변화를 일으켜 환자를 무기력하고 감정 표현이 적은 상태로 만들었기 때문이다. 그로 인해 처음에는 많은 관심을 받던 로보토미가 결국에는 비판을 받게 되었다.
이로 인해, 모니즈는 1949년에 로보토미 발명으로 노벨 생리의학상을 수상해지만 점차 드러나는 부작용과 새로운 약물들이 개발되면서 수술의 인기와 명성은 빠르게 사라졌다. 그 당시 의사들과 간호사들에 따르면 로보토미는 “잘못된 과학”이라고 표현했다. 한때 정신 질환 치료의 최첨단으로 여겨졌던 로보토미는 이제 역사적 오점으로 남아 있다.
현재의 뇌 수술은 기술의 발전 덕분에 훨씬 더 정교하고 안전해졌다. 뇌종양 치료에서 정확한 위치 정보는 매우 중요한 요소다. 뉴로 내비게이션 시스템은 이러한 문제를 해결하기 위한 획기적인 기술로 주목받고 있다. 뉴로 내비게이션 시스템은 이미지 유도 신경 수술을 위해 설계된 기술로, 주로 MRI나 CT 이미지를 바탕으로 수술 중 실시간으로 도구 끝의 위치를 추적하는 방식이다. 이를 통해 수술 도구가 정확하게 목표 지점을 향해 가고 있음을 확인하며, 현재는 약 2mm의 정확도를 제공한다.
뉴로 내비게이션 시스템은 뇌와 척수 종양의 안전한 최대 절제 수술에 있어서 병변 위치 파악의 정확도를 높이는 데에도 중요한 역할을 한다. 작은 두개내 종양이나 두개저 수술에서 정확한 위치 추적이 수술의 성공률을 크게 향상한다. 이러한 기술은 기능 신경외과에서 널리 사용되며, 뇌의 미세한 변화를 정밀하게 추적하는 데 도움을 준다.
뇌는 수술 중 변형이 될 수 있기 때문에, 수술 전 이미지를 기반으로 내비게이션을 계속 사용할 경우, 정확도가 떨어질 수 있다. 그러므로 MRI를 통해 이미지를 계속해서 업데이트한다면, 변화하는 뇌를 실시간으로 반영할 수 있다. 이 기술의 가장 큰 장점은 정확성과 안정성이다. 이는 로보토미에서 보였던 결과들은 시간이 지나며 기술의 발전으로 보완했다는 걸 보여준다.
또한, 최근 몇 년 동안 로보틱 수술이 다양한 분야에 걸쳐 빠르게 확산되면서, 신경외과에서도 그 적용이 점차 증가하고 있다. 로보틱 신경외과의 도입은 1980년대 중반, 최초로 PUMA 560 로봇 시스템을 이용한 신경외과 생검에서 시작되었다.
현재 사용되는 로봇 시스템은 크게 능동형, 반능동형, 마스터-슬레이브 시스템으로 구분된다. 로보틱 수술은 특히 수술 공간에서 그 장점을 크게 발휘한다. 예를 들어, 해부학적 위치를 정확히 파악하고, 수술자의 손은 안정화시키며, 깊은 뇌 목표물에 접근하는 데 중요한 역할을 한다.
로보틱 신경외과와 관련된 임상 시험은 아직 초기 단계에 있다. 2022년에는 223개의 연구 중 13개만 로보틱 신경외과와 관련이 있으며, 그중 대부분은 척추 고정술에 관한 연구였다. 2022년 초에는 Haytham almunir이라는 환자가 일상적인 순간에 갑자기 뇌졸중 증상을 경험했다. 그는 로보틱 수술 덕분에 그의 회복은 빨라졌고, 그는 로봇이 인간보다 더 정확하다는 확신을 가지게 되었다. 이는 로보틱 수술이 큰 정확성을 제공하고, 수술 중 환자의 안전을 높이는 데 중요한 역할을 한다는 것을 보여준다.
과거와 현재를 비교하면서 우리는 의학 기술의 발전을 알 수 있다. 로보토미는 그 당시의 의학적 지식에 바탕을 둔 치료법이었지만, 현대 의학에서는 더욱 정교하고 안전한 수술법들이 자리 잡았다. 기술의 발전이 환자들의 치료와 회복에 긍정적인 영향을 미치며, 의사들은 이제 더 이상 부작용을 감수하며 수술을 진행하지 않는다.
많은 이들이 로보토미를 잔혹한 과거로 기억하고 있지만, 이를 수행했던 의사들을 단순히 악당으로만 묘사하는 것은 부당하는 의견도 있다. 그 당시의 의사들은 당시 사회적 요구와 그 시대의 의료 지식으로 형성된 사람들이었고, 그들의 의도는 환자들의 고통을 줄이기 위한 것이었다. 그 당시로서는 최선의 선택이었을지도 모른다. 그러나 지금의 우리는 기술과 연구가 이끌어낸 발전을 통해, 환자들에게 더 나은 삶을 제공하는 방법을 찾았다. 뇌 수술의 발전을 통해, 의학은 더욱 인간 중심적인 방향으로 나아가고 있는 중이다.
[위즈덤 네이처] 뇌는 우리의 사고, 감정, 기억을 조율하는 아주 복잡한 기관입니다. 끊임없이 변하고 학습하며, 때로는 예상치 못한 방식으로 우리를 형성하는 뇌를 이해하기 위해, 신경과학은 오랜 세월 끊임없는 발전을 거듭해 왔습니다. 하지만 여전히 밝혀지지 않은 수많은 질문이 남아 있으며, 과학자들은 오늘도 그 비밀을 풀기 위해 연구를 이어가고 있습니다. 저는 뇌과학이 던지는 흥미로운 질문들을 탐구하며 우리의 뇌가 어떻게 작동하는지를 깊이 들여다보려 합니다. 신경과학이 밝혀낸 놀라운 발견과 아직도 여전히 풀리지 않는 수수께끼를 통해, 뇌가 우리에게 어떤 의미를 가지는지 함께 고민해 보는 칼럼을 연재하고 싶습니다. 위즈덤 아고라 김채희 기자의 ‘위즈덤 네이처’로 익숙하면서도 낯선 우리의 뇌를 만나보세요.
