□ 한국한의학연구원(원장 고성규) 김중일 박사 연구팀은 안구추적(Eye-tracking) 기술을 활용해 눈 움직임과 동공 반응이 경도인지장애 단계에서 나타나는 알츠하이머병 관련 뇌 구조 변화와 연관될 수 있음을 확인했다고 밝혔다.

◦ 이번 연구는 정상 인지 노인 516명과 경도인지장애(MCI) 노인 212명 등 총 728명을 대상으로, 안구추적 검사와 뇌 MRI 데이터를 함께 분석한 대규모 연구이다.

□ 본 연구 성과는 알츠하이머 및 치매 분야의 전문 국제 학술지 Alzheimer’s Research & Therapy(IF 8.9)에 2026년 3월 게재됐다.

※ 논문명: Linking eye movements, pupil responses, and brain networks in early cognitive decline

□ 경도인지장애는 정상 노화와 치매 사이의 중간 단계로, 일상생활 기능은 비교적 유지되지만 인지기능 저하가 관찰되는 상태다.

□ 일부 경도인지장애 환자는 알츠하이머병 치매로 진행할 위험이 높아, 이 단계에서 조기에 변화를 살필 수 있는 단서를 찾는 것이 중요하다.

□ 기존 인지검사는 임상적으로 유용하지만, 뇌에서 일어나는 미세한 신경 조절과 인지기능 변화를 자세히 파악하는 데에는 한계가 있다.

◦ 이에 연구팀은 시선과 동공의 변화를 정밀하게 측정하는 안구 추적 기술에 주목했다.

□ 연구팀은 참가자들이 화면에 나타난 표적을 바라보거나, 지시에 따라 표적의 반대 방향을 바라보는 과제를 수행하도록 했다.

◦ 이 과정에서 눈이 얼마나 빠르게 움직이는지, 반응 시간이 매번 얼마나 달라지는지, 자극 전후 동공 크기가 어떻게 변하는지를 측정했다.

◦ 이후 연구팀은 이렇게 얻은 안구추적 지표를 뇌 MRI에서 확인한 대뇌피질의 두께감소 및 뇌실 확장 등 뇌 구조의 퇴행(위축) 상태와 비교해 분석했다.

□ 분석 결과, 단순히 눈이 얼마나 빠르게 움직이는지보다 반응 시간이 얼마나 일정하지 않은지와 동공이 얼마나 크게 흔들리는지가 초기 뇌 위축 상태를 훨씬 더 정밀하게 반영하는 것으로 나타났다.

◦ 특히 경도인지장애 환자군에서는 정상 인지 노인들과 비교했을 때, 뇌의 구조적 위축과 눈·동공 신호 간의 연결 고리가 완전히 뒤바뀌는 ‘뇌 제어 축의 붕괴 및 과부하(과보상) 현상’이 확인됐다.

□ 세부적으로 눈 움직임 특성을 살펴보면, 정상인은 생각과 행동을 통제하는 전두엽 등의 뇌 피질이 두껍고 건강할수록 눈 움직임이 일정하고 안정적이었으나, 경도인지장애 환자들은 뇌 신경망이 손상되면서 이 뇌의 눈 제어 능력이 완전히 거꾸로 무너지는(음의 상관관계) 이상 양상을 보였다.

◦ 또한 동공 반응 특성에서는 치매 초기에 가장 먼저 뇌 위축이 시작되는 내측 측두엽과 주의력 집중의 핵심 허브인 상변연회에서 확연한 차이가 관찰됐다.

※ 내측 측두엽(Medial temporal lobe): 대뇌피질 중 옆구리에 위치한 부분의 안쪽 영역으로, 새로운 정보를 저장하는 ‘해마’를 포함하고 있어 기억 형성에 절대적인 역할을 한다. 알츠하이머성 치매가 진행될 때 가장 먼저 세포 손상과 뇌 위축(크기가 줄어듦)이 시작되는 핵심 부위이다.

※ 상변연회(Supramarginal gyrus): 대뇌피질 중 정수리 뒤편 하부에 위치한 뇌 주름으로, 시각적 주의력을 선택하고 감각과 운동을 통합해 복잡한 행동을 계획하는 핵심 허브 영역이다.

◦ 정상인은 뇌 두께와 동공 변화 사이에 아무런 관련이 없었던 반면, 경도인지장애 환자들은 뇌가 얇아질수록 동공 반응이 급격히 저하되거나, 아직 뇌 두께가 유지되고 있는 경우 동공이 비정상적으로 과하게 커지고 크게 흔들리는 현상을 나타냈다.

□ 이는 경도인지장애 환자들이 초기 뇌 퇴행으로 인한 기능 저하를 극복하고 주어진 과제를 완수하기 위해, 아직 남아있는 뇌 영역을 무리하게 가동하여 ‘뇌의 비효율적 과부하 작용’이 일어나고 있음을 증명한 것이다.

□ 다만 이번 연구가 안구추적 검사만으로 치매나 경도인지장애를 진단할 수 있다는 뜻은 아니다.

□ 연구팀은 “이번 연구는 안구추적 기술이 단순한 시각 반응 측정을 넘어, 치매 단계로 진입하기 전 대뇌 피질과 뇌간을 잇는 조절 신경망의 초기 기능 저하를 정밀하게 포착해낼 수 있음을 보여준다”라며 “안구추적 기술은 몸에 부담이 적고 비교적 간편하게 측정할 수 있어, 향후 인지저하를 더 이른 시기에 살피는 데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.

□ 이번 연구는 한국한의학연구원 기본사업의 지원을 받아 수행됐다.