원인

일반적으로 주의력결핍과 운동장애를 유발하는 것으로 신경화학적 원인, 유전적 원인, 환경적 원인, 해부학적 원인 등이 있다. 그러나 가장 근본적인 원인은 뇌의 비활동성과 불균형이다.

실제로 ADHD 아동들은 정상 아동들보다 5%의 비활동적인 뇌의 영역을 가진 것으로 나타난다. 그 중 전두엽 5%, 기저핵 7%, 소뇌 11~15%(자폐는 12%) 등이 대표적인 비활동적 영역으로 나타난다. 또한 다른 논문들에서는 중뇌나 간뇌의 망상활성체계(자율신경계의 한 부분: RAS, Reticular Activating System)의 기능저하가 ADHD의 주된 원인으로 설명된다.

1) 신경화학적 연구
ADHD에서 신경화학적 연구는 신경전달물질(Neurotransmtter)의 장애에 관한 연구에서 시작됐다. 인간의 뇌는 약 30억개의 신경세포(Neuron)가 분포하며 각 신경세포에는 많은 가지(Dendrite)가 있다. 신경세포들의 가지들은 서로 전기회로처럼 연결돼 네트워크를 구성해 정보를 주고받게 된다. 신경세포들 간에 연결된 부위를 Synapse라고 한다.

대뇌에는 60여가지의 신경 전달물질이 있으며, 화학적 특성에 따라서 나름대로의 기능을 나타내고, 같은 신경전달물질이라도 대뇌부위에 따라서 활동성이 다르다. ADHD에서는 집중, 각성, 충동조절, 자극분별 등과 관련된 신경전달물질이 중요하다. ADHD와 관련된 신경전달 물질은 도파민, 노르에피네프린, 세로토닌, GABA, 글루탐산 등이다.

(1) 도파민 가설
첫째, 집중력강화제가 도파민 기능을 현저히 상승시킨다.

둘째, 쥐를 이용한 실험에서 신생아 시기에 도파민성 신경계가 손상을 받으면 과잉운동장애와 학습장애가 나타나며, 집중력 강화제를 투여하면 다시 회복됐다.

셋째, ADHD소아의 뇌척수액에서 도파민 대사물의 농도가 낮게 나타났다. 그러나 도파민 작용을 억제하는 향도파민 약제도 ADHD증상을 호전시키는 한편, 모든 도파민성 약제가 효과적인 것은 아니라는 점에서 도파민 가설이 전적인 지지는 받지 못하고 있다. 많은 연구 결과들이 일관적이지 않음은 ADHD가 다양한 원인을 가진 질환임을 말해주고 있다.

(2) 노르피네프린 가설
ADHD에 가장 효과적인 치료제인 집중력강화제는 도파민과 노르에피네프린성 작용을 나타낸다. 대뇌영상연구를 통해서 집중력강화제가 선조체(Striatum)와 미상핵(Caudate)에 작용함을 확인됐다. 즉 선조체와 전두엽 피질에서 집중력 강화제가 화학적인 변화를 일으켜 ADHD증상이 호전됨을 확인했다.

그 외에 노르에피네프린 가설이 관심받는 이유는 먼저 ADHD를 가진 소아의 소변에서 노르에피네프린 대사물인 MHPG의 농도가 낮고 그리고 노르에피네프린성 효과를 가진 삼환계 항우울제와 단가아민산화제 억제제가 일부의 ADHD아동의 치료에 효과를 보인다는 점이다.

(3) 통합적 가설
ADHD에서 나타나는 행동의 특성이나 인지적 특성은 대뇌의 부위에 따라 신경전달물질의 작용이 서로 다르다는 소견과 관련이 있다. 대뇌의 후두부는 외부의 자국에 집중하는 기능을 나타내며 이 주의력 체계가 활성화되기 위해서는 노르에피네프린이 관여한다.

한편, 대뇌 전두부의 주의력체계는 받아들인 자극에 대해 반응하는 기능을 나타내며 이 기능은 도파민에 의한 것임이 보고됐다. 즉, 노르에피네프린은 주의집중력과 관련이 있고, 도파민은 과잉행동이나 충동성을 조정하는 기능을 한다.

2) 신경영상과 신경해부학적 연구
ADHD 아동을 대상으로 신경영상학적인 검사를 이용해 연구한 결과, 대뇌의 전두엽 피질이 손상돼 있으며, 전두엽이 손상된 경우 ADHD와 유사한 증상이 나타난다.

일반적으로 전두엽은 외부 자극에 대한 반응을 조절하고, 특히 충동적으로 반응하는 행동을 억제한다.

(1) PET촬영 소견
ADHD 성인환자를 대상으로 PET를 시행한 연구에서 대뇌의 전반적인 당대사율이 떨어지는 것으로 나타났다. 특히 60여개의 대뇌영역중 30개 영역에서 당대사율이 많이 감소됐으며, 전두엽 및 전전두엽 피질에서 가장 많이 감소했다.

이러한 소견은 ADHD에서 전두엽의 활성도가 감소돼 있으며 외부자극에 대한 반응이나 충동성의 장애가 있음을 설명한다.

(2) SPECT촬영 소견
대뇌의 혈류를 이용해 뇌기능을 측정하는 이 연구에서는 전두엽, 기저핵, 후두엽이 ADHD와 관련된 영역으로 밝혀졌다.

즉 ADHD 아동은 전두엽과 미상핵에서 뇌혈류가 적었다. 그리고 집중력 강화제를 투여한 후 뇌혈류량을 측정한 연구에서는 기저핵의 혈류량이 증가했다.

(3) MRI촬영 소견
MRI를 이용한 연구에서도 ADHD에서 신경해부학적인 이상소견이 있음이 나타났다. ADHD 아동에서 전두엽과 좌측 미상핵의 부피가 감소했고, 미상핵의 일반적인 좌우비대칭성(정상적인 뇌발달에서 우측이 좌측에 비해 커짐)이 드물게 나타났다.

이런 점은 ADHD에서는 뇌발달이 미숙함을 암시하는 것이다. 그 외에도 소뇌의 부피가 적거나 선조체와 전두엽의 구조가 비정상적임이 보고됐다.

(4) 유발전위 뇌파검사와 전산화 뇌파검사 소견
유발전위 뇌파검사는 청각과 시각적 자극에 대한 대뇌의 전기적 반응을 측정해 대뇌의 기능을 조사하는 검사이다.

ADHD에서는 P300의 반응시간이 증가하고, P300과 N100의 진폭이 감소했다. 이는 ADHD에서 외부자극에 대한 전기생리적 반응이 저하돼 있음을 나타낸다. 전산화 뇌파검사의 소견에서 주의력과제를 실행할 때 대뇌의 전두엽이 활성화되지 않았다.

3) 유전학적인 연구
가족연구결과를 보면 ADHD가 유전적 성향이 높아짐을 알 수 있다. 일반인에게서 ADHD 발생률이 3~5%인데 반해 ADHD 환자의 가족에게서 ADHD가 발생할 확률은 25%이다. ADHD에서 가족간의 유전 성향은 남자에게서 특히 높게 나타났다.

4) 사회심리학적인 원인
과거 초기 연구에서 ADHD의 환경적 요인이 제시됐지만 별로 지지를 받지 못했다. Goodman과 Stevenson(1989)은 ADHD 쌍생아 연구에서 어머니의 잔소리와 침체된 양육이 일부에서 관련되는 것을 발견했다. 그러나 이러한 요소들이 ADHD 발생에 기여하는 정도는 10%도 되지 않았다. 또한 부모의 심리특성, 아이를 돌보는 능력도 0~6%밖에 기여하지 않았다.

5) 그밖의 원인
빠르게 성장하는 태아나 어린 아기의 뇌는 외상이나 독소에 취약하다. 그러므로 미숙아나, 난산, 뇌의 외상 등에서 주의력 결핍증과 같은 증상이 생겨날 수 있다. 또 독성 화학물질, 방사능, 간질 등도 이런 장애를 만들거나 악화시킬 수 있다.

임신 중에 산모가 음주와 흡연을 하게 되면 태아에게 ADHD가 유발될 수 있다. 출생 후에 뇌 손상을 유발할 수 있는 대표적인 환경적 요인은 납중독을 들 수 있다. 납이 함유된 페인트를 칠한 집에 사는 사람중에 ADHD 환자가 많고, 혈중 납 농도가 높을수록 과잉행동 증상이 심하다는 보고가 있다.

주의력결핍과 운동장애의 병태

ADHD의 원인은 뇌의 생물학적인 문제로 인해 기인된다는 것이 정설이다. 또한 ADHD를 가진 아동의 경우 뇌의 대사가 일반 아동과 다르다는 연구결과들이 있다. 이는 ADHD가 단순히 환경적인 문제가 아니라 뇌의 생물학적인 대사 및 구조의 문제가 있어 발생한다는 것을 뒷받침하고 있다.

ADHD 아동을 대상으로 한 뇌파(EEG, Electro Encephalo Graphy)검사를 보면 모든 영역에서 뇌파가 패턴이 느리게 나타나는 것을 알 수 있다. 또한 SPECT(Single Photon Emission Computed Tomography)는 뇌의 심층구조를 보는 검사인데, 뇌의 전두엽 부분과 변연계에서 혈류량이 ADHD 아동에서 떨어진다는 것을 알게 됐다.

전두엽은 인간의 판단력과 인지능력, 이성적인 능력을 관장하며, 변연계는 인간의 충동성을 관장하는데, 이 두 부분의 혈류량 감소는 스트레스를 받았을 때 인지능력의 저하와 충동적인 면이 조절되지 않는다는 간접적인 증거이다. 또한 인간의 운동을 억제하는 기능을 담당하는 뇌의 영역(Striatum)에서도 뇌혈류량이 감소한 걸 볼 때, 운동을 억제하지 못하게 돼 과잉행동을 보이는 것으로 추정한다.

또한 많은 학자들은 PET 스캔(Positron Emission Tomography Scan)으로 어린 시절 ADHD를 가지고 있었던 성인을 대상으로 그 결과를 조사했다. PET는 뇌의 포도당 대사를 측정할 수 있는데, 포도당의 대사속도는 뇌가 얼마나 많이 활발하게 활동할 수 있는가를 알 수 있는 간접적인 지표가 된다.

사실 우리가 먹는 탄수화물의 4분의 1은 뇌에서 소모할 정도로 뇌는 탄수화물, 즉 포도당을 대사함으로써 그 활동을 유지하고 있는 것이다. 이 PET연구에서도 뇌의 전두엽 부분에서 포도당 대사가 저하돼 있는 것을 관찰할 수 있었다.

이는 전두엽의 기능인 정보의 처리 기능 즉, 외부에서 들어온 정보를 자신에게 유용한 것인지 아닌지 빨리 판별해서 대처하는 능력이 떨어져 있다는 것을 알 수 있는 결과이다. 그런데 ADHD의 경우 이런 전두엽 기능의 저하로 인해 외부에서 들어온 정보를 처리하지 못해 모든 정보들을 다 똑같이 중요하게 생각하게 된다.

<다음호에 계속>