좌골신경분지 손상에 의한 교감신경계 무관 신경병리성 동통의 전기생리학적 연구

이배환,원란,백은주,문창현 한국심리학회 한국심리학회지 생물 및 생리 Vol.10 No.1

최근 저자들은 좌골신경 분지중 tibial nerve와 sural nerve를 손상시키고 common peroneal nerve는 손상시키지 않고 남겨두는 신경병리성 동통에 관한 새로운 동물 모델을 개발하였다. 본 연구는 이 모델이 교감신경계 관련 동통인가 아니면 교감신경계 무관 동통인가를 규명하기 위하여 수행되었다. 할로탄을 이용하여 동물을 마취시킨후 tibial nerve와 sural nerve를 절단하고 common peroneal nerve는 남겨두는 수술을 시행하여 2주 후 urethane으로 다시 마취시켜 전기생리학적인 실험을 수행하였다. 그 결과 말초의 축색이 손상받은 것이든 아니든 관계없이 L4 또는 L5 후근의 거의 모든 신경섬유는 아드레날린성 약물에 반응하지 않았다. 이러한 결과는 신경병리성 동통에 관한 새로운 동물 모델이 교감신경계 무관 동통을 나타낸다는 것을 시사한다. Neuropathic pain produced by nerve injury is very intolerable and uncontrollable. It is also resistant to analgesics including opioids. Until now the mechanism of neuropathic pain symptoms has been unknown at least in part because there is no reasonable and reliable animal model. Recently we developed new animal model of neuropathic pain in which the tibial and sural nerves of the sciatic nerve branches were injured and the common peroneal nerve was left intact. The present study was conducted to determine whether this animal model of neuropathic pain represent sympathetically maintained or independent pain. Under halothane anesthesia, rats were subjected to neuropathic surgery by cutting the tibial and sural nerves, leaving the common peroneal nerve intact. Two weeks after neuropathic surgery, the animals were anesthetized with urethane for electrophysiological experiments. Almost all the nerve fibers of L4 or L5 dorsal root, regardless whose peripheral axons were injured or not, did not respond to adrenergic drugs. These results suggest that this new animal model of neuropathic pain produced by the injury of the tibial and sural nerves, leaving the common peroneal nerve intact, may represent sympathetically independent pain.

신경병리성 동통의 조절에 있어서 아드레날린계와 아편계의 상호작용

이배환 한국심리학회 한국심리학회지 생물 및 생리 Vol.13 No.1

말초신경이 손상되었을 때 발생하는 신경병리성 동통 증후군(neuropathic pain syndrome)은 만성통증의 하나로 통상적으로 동통을 억제시키는데 사용되어온 아편계 약물은 신경병리성 동통을 완화시키는데 별로 효과적이지 못하다. 하지만, α_(2^-)아드레날린성 체계와 아편계가 상호작용하여 동통을 더 강력히 억제할 수 있는 가능성이 있다. 본 연구는 아드레날린성 수용기에 작용하는 효능제와 길항제를 사용하여 이들 약물이 그 자체만으로도 신경병리성 동통을 억제할 수 있는가 그리고 아편계와 관련성이 있는가를 규명하기 위해 수행되었다. 그 결과 좌골신경의 분지인 tibial nerve와 sural nerve를 손상시킨 동물에서 신경 손상후 14일째 까지 기계적 이질통, 온도 이질통, 자발적 통증이 점차 발달하였다. 아드레날린성 수용기 효능제인 clonidine을 복강에 주입하였을 때 기계적 이질통, 온도 이질통이 감소하였으며, 아편계 길항제인 naloxone을 사전처치하면 clonidine의 통증 억제 효과가 역전되었다. 아드레날린성 수용기 길항제인 yohimbine을 복강에 주입하였을 때에는 동통 억제 효과가 나타나지 않았다. 이상의 결과로 미루어 볼 때 α_(2^-)아드레날린성 수용기 효능제는 그 자체만으로도 신경병리성 동통을 억제할 수 있으며, 신경병리성 동통을 조절하는 데 있어서 아편계와 상호작용하는 것으로 생각된다. Neuropathic pain which is a chronic pain state can be produced by injury of peripheral nerves or tissues. Traditionally, opioids have been used to alleviate pain but have not been effective in treating neuropathic pain. A series of studies were conducted in order to elucidate whether adrenergic agents can inhibit neuropathic pain and are related to opioid system, and how adrenergic system and opioid system interact. Mechanical allodynia, cold allodynia, and spontaneous pain were developed gradually after injury to the tibial and sural nerves, peaking at 14 days postoperatively. Intraperitoneally injected clonidine, an α2-adrenergic agonist, inhibited mechanical allodynia and cold allodynia. Pretreated naloxone, an opioid antagonist, reversed the effects of clonidine. Yohimbine, an α2-adrenergic antagonist, rather tended to increase neuropathic pain. Pretreated naloxone tended to reverse the effects of yohimbine. The results suggest that alpha-2 adrenergic receptors interact with opioid receptors in the modulation of neuropathic pain.

수면의 신경 기전

이배환 한국감성과학회 2015 춘계학술대회 Vol.2015 No.-

수면은 우리가 가지고 있는 의식(consciousness)의 한 가지 변화된 상태라고 할 수 있다. 이러한 수면은 우리의 일상에서 아주 중요한 기능을 수행한다. 뇌과학의 발달에 따라 수면을 담당하는 신경기전이 상당한 수준까지 알려져 있다. 일일 주기는 뇌 시상하부의 시교차상핵에서 담당하며, 각성은 뇌간의 망상체, 청반, 봉선핵에서 조절하고, non-REM 수면은 시상하부의 시삭전야를 비롯한 기저전뇌 부위에서 담당한다. 또한 REM 수면은 뇌교 수준의 뇌간에서 담당하는데, 이와 관련된 구체적인 뇌 부위를 알아보고자 한다.

광영상 기법을 이용한 신경계 기능의 매핑

이배환,배선준 대한의사협회 2009 대한의사협회지 Vol.52 No.1

혀에 작용하는 capsaicin에 관한 감각 정보의 특성

이배환,김기석,김기영,진춘조,나흥식,홍승길 한국심리학회 1999 한국심리학회지 생물 및 생리 Vol.3 No.1

본 연구는 혀에 작용하는 capsaicin이 유발하는 감각 정보의 특성을 알아보기 위해 수행되었다. α-chloralose로 마취한 고양이에게 기계적 자극, 미각자극, capsaicin을 혀에 도포하고, 동통 유발 물질과 capsaicin을 혀의 동맥에 주입하면서 고삭신경과 설신경에서 신경의 활동을 기록하였다. 고삭신경에서 혀에 도포한 capsaicin에 대한 반응은 미각 자극 및 혀의 동맥에 주입한 동통 유발 물질에 대한 반응과 상관이 있었다. 혀의 혈관에 주입한 capsaicin에 대한 고삭신경의 반응은 혀에 도포한 capsaicin 및 혀의 혈관에 주입한 동통 유발 물질에 대한 반응과 상관이 있었다. 설신경에서 혀에 도포한 capsaicin에 대한 반응은 동맥에 주입한 동통 유발 물질에 대한 반응과 상관이 있었다. 혀의 혈관에 주입한 capsaicin에 대한 설신경의 반응은 혀에 도포한 capsaicin 및 혀의 혈관에 주입한 동통 유발 물질에 대한 반응과 상관이 있었다. 이러한 결과는 capsaicin이 혀에 작용할 때 동통뿐만 아니라 미각에 관한 정보도 유발한다는 것을 시사한다. 이때 미각에 관한 정보는 고삭신경을 통해 중추로 전달되며, 동통에 관한 정보는 설신경을 통해 전달되지만, 동통에 관한 정보가 고삭신경을 통해 전달될 가능성도 배제하지 못한다. The present study was performed to investigate the characteristics of sensory information produced by capsaicin in the tongue. Activities of the chorda tympani(CN) and lingual nerves(LN) were recorded while taste stimuli and capsaicin were being applied topically, and capsaicin and algesics were being injected intra-arterially to the tongue of cats anesthetized with α-chloralose. Responses of the CN fibers to topically applied capsaicin were correlated with those to taste stimuli and intre-arterially injected algesics. Responses of the CN fibers to intra-arterially applied capsaicin were correlated with those to topically applied capsaicin and intra-arterially injected algesics. Responses of the LN fibers to topically applied capsaicin were correlated with those to intra-arterially injected algesics. Responses of the LN fibers to intra-arterially aplied capsaicin were correlated with those to topically applied capsaicin and intra-arterially injected algesics. These results suggest that capsaicin provoke taste as well as pain sensation in the tongue. Taste information produced by capsaicin is conveyed to the brain via the CN and pain information via the LN. However, the possibility that pain information may be conveyed via the CN can not be excluded.

2000년대 심리학의 전망과 과제 : 21세기 생물심리학의 과제와 전망

이배환,김문수 한국심리학회 1999 춘계심포지엄 Vol.1999 No.-

신경병리성 통증과 아편계 약물의 효능

이배환,손진훈,박용구 한국뇌학회 2001 한국뇌학회지 Vol.1 No.1

신경병리성 통증은 말초신경이나 조직이 손상되었을 때 발생하는 만성 통증으로 morphine을 비롯한 전통적인 진통제로는 완화가 잘 되지 않는 것으로 알려져 왔다. 신경병리성 통증은 교감신경계와의 관련성에 따라 교감신경계 관련 통증과 교감신경계 무관 통증으로 구분된다. 그러나 교감신경계 관련 통증이라 할지라도 교감신경계의 처치만으로 완화되지 않는 경우가 많으며, 항우울제나 항경련제를 투여하여도 완화되지 않는 경우가 있다. 이러한 경우에는 아편계 약물을 사용하는 것이 대안이 될 수 있다. 아편성 약물에도 많은 종류가 존재하기 때문에 내성이 적으면서도 최대의 통증 억제 효과를 나타내는 최적의 약물을 선택해야 하며, 부작용이 우려되는 상황에서는 다른 약물과의 병용을 고려해야 한다. 신경병리성 통증을 완화하기 위해서는 내인성 아편계를 활성화시키는 것도 하나의 방안이 될 수 있는 바, 아편계 약물의 효능은 신경병리성 통증의 특성, 신경의 손상 유형, 약물의 주입 경로, 손상 후 경과한 시기 등 여러 가지 요인에 의존하기 때문에, 이들을 고려하여 가장 적합한 치료법을 선택하는 것이 무엇보다 중요하다. Neuropathic pain is a chronic pain state produced by injury in the peripheral nerves or tissues. It has been shown that neuropathic pain is resistant to conventional analgesics including morphine. It is categorized into sympathetically maintained pain (SMP) and sympathetically independent pain (SIP), depending on sympathetic sensitivity. Frequently, even SMP may not be alleviated by sympathetic manipulation and antidepressants or anticonvulsants may not be effective in relieving neuropathic pain. The use of opioids is an alternative in these cases. It has to be regarded that the opioids have to be less tolerant but more effective in treating neuropathic pain. It is recommended that the opioids be coadministered with any other kind of effective agents in the circumstances where the opioids may produce any severe side effects. Activation of the endogenous opioid system is beneficial in relieving neuropathic pain. Since the effectiveness of opioids depends on many factors such as characteristics of pain, types of injury, routes of administration, time intervals between injury and treatment, etc. it is very important to choose the most appropriate treatment in relieving neuropathic pain.

전측 시개전핵의 하행성 통각 조절계에 대한 중뇌수도주변회백질의 관여

이배환,김현,서영석,홍승길,안창일,김기석 한국심리학회 한국심리학회지 생물 및 생리 Vol.6 No.1

이 연구는 전측 시개전핵의 자극으로 인한 하행성 통각 억제 체계에 중뇌수도주변회백질이 관여하는가를 알아보기 위해 수행되었다. 펜토바비탈로 마취된 쥐의 꼬리튀기 반사를 사용하여 전측 시개전핵을 전기자극하고 중뇌수도주변회백질에 리도카인을 주입한 결과 전측 시개전핵의 자극으로 유발된 무통 효과가 억제되었다. 하올리브 수준의 복측 연수에 WGA-HRP를 주입하였을 때 중뇌수도주변회백질의 복외측 부위에 표지된(labeled) 뉴론이 집중적으로 관찰되었으며, 전측 시개전핵에서도 표지된 뉴론이 발견되었다. 이러한 결과는 전측 시개전핵의 하행성 통각 억제 체계에 최소한 부분적으로 중뇌수도주변회백질이 관여한다는 것을 시사한다. This study was conducted to determine whether the periaqueductal gray (PAG) is involved in descending pain inhibition system mediated by the anterior pretectal nucleus (APTN). Pain sensitivity was assessed using tail-flick test to radiant heat in the rat anaesthetized with pentobarbital. Microinjections of lidocaine into the PAG inhibited the analgesic effects of stimulating the APTN. After WGA-HRP was injected into the ventral medulla at the level of the inferior olivary nuclei, the labeled neurons were detected in the ventrolateral PAG and in the APTN. The results suggest that the PAG is at least partially involved in a descending antinociceptive pathway originating in the APTN.

Behavioral Characteristics of a Mouse Model of Cancer Pain

이배환,성진실,김은정,원란,김지용 연세대학교의과대학 2005 Yonsei medical journal Vol.46 No.2

Pain is a major symptom in cancer patients, and most cancer patients with advanced or terminal cancers suffer from chronic pain related to treatment failure and/or tumor progression. In the present study, we examined the development of cancer pain in mice. Murine hepatocarcinoma cells, HCa-1, were inoculated unilaterally into the thigh or the dorsum of the foot of male C3H/HeJ mice. Four weeks after inoculation, behavioral signs were observed for mechanical allodynia, cold allodynia, and hyperalgesia using a von Frey filament, acetone, and radiant heat, respectively. Bone invasion by the tumor commenced from 7 days after inoculation of tumor cells and was evident from 14 days after inoculation. Cold allodynia but neither mechanical allodynia nor hyperalgesia was observed in mice that received an inoculation into the thigh. On the contrary, mechanical allodynia and cold allodynia, but not hyperalgesia, were developed in mice with an inoculation into the foot. Sometimes, mirror-image pain was developed in these animals. These results suggest that carcinoma cells injected into the foot of mice may develop severe chronic pain related to cancer. This animal model of pain would be useful to elucidate the mechanisms of cancer pain in humans.

한국인의 건강에 관한 종합학문적 접근 : 만성 동통의 진단 및 치료와 심리학 - 신경병리성 동통을 중심으로 -

이배환,손진훈 한국심리학회 1996 춘계심포지엄 Vol.1996 No.-