약물 없이 특정 색의 빛을 쬐는 것만으로 알츠하이머 치매를 치료할 수 있는 혁신적인 길이 국내 연구진에 의해 열렸다. 카이스트(KAIST)와 한국뇌연구원 공동 연구팀은 유기발광다이오드(OLED) 기술을 활용해 특정 주파수의 빛이 알츠하이머의 핵심 원인 물질을 제거하고 손상된 기억력까지 회복시킨다는 사실을 세계 최초로 규명했다. 수많은 빛의 종류 중에서도 40Hz 주파수의 '적색 빛'이 뇌 속 독성 단백질을 없애고 염증을 완화하는 데 가장 탁월한 효과를 보인다는 사실을 동물실험을 통해 입증하며, 치매 치료의 새로운 패러다임을 제시했다.

 

연구팀은 기존 광자극 치료 연구에 사용되던 LED의 한계를 극복하기 위해 자체적으로 OLED 기반의 광자극 플랫폼을 구축했다. 기존 LED는 빛의 밝기가 불균일하고 발열 문제가 있으며, 실험 동물이 움직일 때마다 자극의 편차가 생겨 정확한 데이터 확보가 어려웠다. 반면 연구팀이 개발한 OLED 플랫폼은 넓은 면적에 걸쳐 균일한 빛을 발산하고 열 발생이 없어, 동물이 자유롭게 움직이는 환경에서도 일관되고 안정적인 빛 자극을 전달할 수 있었다. 연구팀은 이 플랫폼을 이용해 백색, 적색, 녹색, 청색 빛을 40Hz라는 동일한 주파수와 밝기로 알츠하이머 동물 모델에 노출시켜 각 색상이 뇌 기능에 미치는 영향을 정밀하게 비교 분석했다.

 

실험 결과는 놀라웠다. 초기 알츠하이머 모델에 단 이틀간 하루 1시간씩 빛을 쬐게 했을 뿐인데, 적색 빛과 백색 빛을 받은 쥐 그룹에서 장기기억 능력이 눈에 띄게 향상되었다. 뇌 조직을 분석하자 알츠하이머의 주범으로 꼽히는 단백질 찌꺼기 덩어리인 '아밀로이드 베타 플라크'가 유의미하게 감소한 것이 확인됐다. 특히 적색 빛의 효과는 여기서 그치지 않았다. 중기 알츠하이머 모델을 대상으로 2주간 장기 실험을 진행했을 때, 플라크를 유의미하게 감소시킨 것은 오직 적색 빛뿐이었다. 더 나아가 적색 빛은 플라크를 생성하는 효소(BACE1)의 발현은 억제하고, 반대로 플라크를 분해하는 효소(ADAM17)의 생성은 촉진하는 '이중 효과'를 보였다. 뇌의 염증 반응까지 완화시키는 추가적인 효과도 확인되어, 적색 빛이 가장 강력하고 포괄적인 치료 효과를 지녔음을 과학적으로 증명했다.

 

연구팀은 빛 자극이 어떤 경로를 통해 뇌 기능 개선으로 이어지는지 신경학적 원리까지 파고들었다. 뇌세포가 활성화될 때 나타나는 'c-Fos' 유전자 발현을 추적한 결과, 적색 빛 자극이 눈의 망막을 통해 시각피질을 활성화하고, 이 신호가 기억 중추인 해마까지 전달되어 뇌 전체의 기억 회로를 깨우는 것을 확인했다. 이는 빛 자극이 단순히 표면적인 효과를 내는 것이 아니라, 뇌의 근본적인 신경 회로를 재가동시켜 인지 기능을 회복시킨다는 직접적인 증거다. 연구를 이끈 최경철 교수는 "일상에서 착용 가능한 웨어러블 적색 OLED '전자약' 개발을 통해 알츠하이머 치료의 새로운 길을 열 것"이라며, 이번 연구가 약물 중심의 기존 치매 치료법을 보완하고 넘어설 새로운 가능성을 제시했음을 강조했다.