"무선파로 냄새 맡기": 5분간의 비접촉 자극으로 일주일 동안 후각 민감도 증가

한국 연구진은 건강한 사람의 후각 신경에 비접촉식 고주파(RF) 자극을 가하면 후각 민감도가 크게 향상될 수 있음을 보여주었습니다. 2.45GHz 주파수로 단 5분간 자극했을 때, 후각 인지 역치(스니핀 스틱 테스트 기준)가 9.73±2.45에서 15.88±0.25로 향상되었습니다. 이는 거의 "완벽한" 결과였으며, 단 한 번의 시술 후 최대 일주일까지 효과가 지속되었습니다. 전기생리학적으로, 30~100Hz 대역에서 후각구(전도도, EBG)의 반응 증가가 관찰되었습니다. 저자들은 이 방법을 후각 상실(바이러스 감염 후 후각 상실 포함)에 대한 새로운 치료법의 잠재적 기반이자, 조향사, 소믈리에, 시음가의 "후각" 유지를 위한 도구로 제시합니다.

연구 배경

후각 상실 또는 약화는 흔하면서도 과소평가되는 문제이며, COVID-19와 인구 고령화로 인해 더욱 악화되고 있습니다. 음식의 맛과 쾌감이 저하될 뿐만 아니라, 안전(연기, 가스, 상한 음식 인지)이 저하되고 기분과 사회적 안녕이 악화됩니다. 실제로 주요 접근법은 "후각 훈련", 즉 몇 주 동안 일반적인 향을 흡입하는 것입니다. 이 방법은 비교적 안전하고 접근성이 높지만, 많은 환자에게서 그 효과는 중간 정도이고 예측 불가능하며, 신경 활동의 "근본적인" 회복을 보장하지 않습니다.

이것이 바로 후각 경로의 비침습적 신경 조절이 점점 더 많은 관심을 받는 이유입니다. 후각 신경에 직접 "도달"하기는 어렵습니다. 후각 신경은 깊숙이 자리 잡고 있으며, 체질판을 통과하고, 표면 전류(tDCS/tACS)는 피부와 뼈에서 강하게 분산되기 때문입니다. 무선 주파수(RF)는 또 다른 물리적 채널입니다. 파장 덕분에 조직과 뼈에 더 잘 침투하며, 피부 접촉이나 임플란트 없이도 전류를 유도하고 뉴런의 흥분성을 변화시킬 수 있습니다. 또한, 이는 제어된 자극 "선량"을 제공합니다. 안테나의 주파수, 전력, 지속 시간 및 구조는 장치에 의해 설정되며, 전자파 흡수율(SAR) 및 가열 제어를 통해 안전성이 평가됩니다.

이러한 접근법이 임상적으로 적용되려면 표적 구조의 관여를 객관적으로 나타내는 지표와 검증된 행동 검사가 필요합니다. 후각의 경우, 스니핀 스틱(역치, 변별력, 냄새 식별)과 같은 정신물리학적 방법과 이마 피부에서 후각구 활동을 비침습적으로 기록하는 전기구전도(EBG)가 있습니다. "역치 검사 + 전기구전도"를 조합하면 실제 신경 활성화와 기대 효과를 구분하고 자극 지속 시간을 추정할 수 있습니다. 엄격한 가짜 프로토콜(가짜 자극)과 맹검 절차가 특히 중요합니다.

다음 단계는 건강한 사람을 대상으로 한 실험을 바이러스 감염 후, 외상 후 또는 연령 관련 저후각/무각증 환자에게 적용하고, 모드(파워, 지속 시간, 빈도)를 최적화하고, 코스 사용 중 장기적인 효과와 안전성을 평가하는 것입니다. 공학적으로는 부비동과 전두골의 해부학적 다양성, 소형화 및 가정용 사용의 편의성을 고려해야 합니다. 다기관 무작위 대조 시험(RCT)에서 결과가 확인된다면, 비접촉식 RF 자극은 새로운 차원의 후각 재활, 즉 독립적인 도구 또는 후각 훈련의 추가 수단이 될 수 있으며, 동시에 조향사, 소믈리에, 시음가에게 유용한 "전문적인 부가 기능"이 될 수 있습니다.

왜 이것이 필요한가요?

COVID-19와 인구 고령화로 인해 후각 기능 장애(저후각증부터 무각증까지)가 빈번하게 발생하여 삶의 질이 크게 저하되고 있습니다. 미각, 안전(담배/가스), 그리고 정서적 안녕이 심각하게 위협받고 있습니다. 오늘날 "후각 훈련"(일반적인 향을 흡입하는 것)이 가장 흔한 방법이지만, 그 효과는 미미하고 일관성이 없습니다. 피부에 이식하거나 전극을 삽입하지 않고 후각 경로를 직접 활성화한다는 아이디어는 매력적입니다. RF파는 표면 전류(tDCS/tACS)보다 조직과 뼈에 더 잘 침투하며, 표적 뉴런의 흥분성을 부드럽게 조절할 수 있습니다.

그것이 어떻게 이루어졌는가

단일 기관, 무작위 배정, 위약 대조 연구에는 건강한 피험자 28명(한국판 스니핀 스틱스(Sniffin' Sticks)인 KVSS-II)이 포함되었습니다. 5x5cm 크기의 패치 안테나를 코뼈에서 10cm 떨어진 이마 패치에 부착하고, 5~20W의 2.45GHz 연속 신호를 1분, 5분 또는 10분 동안 전달했습니다. 3D 두부 및 이마 피부 열화상 촬영을 통한 SAR 모델링을 통해 안전성을 검증했습니다. 15W에서 5분 동안 과열은 관찰되지 않았습니다. 후각 회로에 미치는 영향은 자극 전후에 EBG(눈썹 전극)를 통해 확인했습니다.

우리가 발견한 것(간략하게 그리고 숫자로)

• n-부탄올 역치: 기준치 9.73±2.45 → RF 1분 후 12.30±2.55; → 5-10분(10-20W) 후 15.83-15.88. 이 차이는 매우 유의미했습니다. 효과는 최대 7일까지 지속되었고, 10일째에 사라졌습니다.
• 전기생리학: 30-100Hz에서 후각구 반응 강도는 평균 약 29%(p≈0.0005) 증가했습니다. 스펙트로그램은 자극을 받는 동안 일관된 증가를 보였습니다.
• 천연 향: 포도, 바나나, 사과 - 테스트된 모든 향에 대해 RF 후 역치가 향상되었습니다(p<0.0001).
• 가짜 대조군: "더미" 자극에 대한 추가 실험(보충 자료에 설명됨)에서는 증가가 관찰되지 않아 순수한 위약 효과의 가능성이 줄어듭니다.

작동 방식

저자들은 RF 장이 전두골을 통과하는 후각 신경/구 영역 뉴런의 전류를 유도하고 흥분성을 증가시킬 수 있다고 가정합니다. 주파수, 전력 및 안테나 구조를 선택함으로써 허용 한계 내의 낮은 열 효과(SAR)로 국소적인 효과를 얻을 수 있습니다. "화학적" 향기 훈련과 달리, RF 접근법은 물질 흡입을 필요로 하지 않고, 후각 피로를 유발하지 않으며, 반복 가능한 자극량을 제공합니다.

이것은 실제로 무엇을 의미합니까(지금은 신중하게)

이것은 "초능력"에 관한 것이 아니라 새로운 물리치료 후보에 관한 것입니다. 만약 바이러스 후 후각상실/저하증, 외상 또는 신경퇴행성 질환 환자에게서 결과가 재현된다면, 후각계의 신호를 증폭하는 비접촉 방식이 등장할 것입니다. 후각 전문가들에게 이는 민감도 유지를 위한 잠재적인 도구입니다. 하지만 일상적인 진료소로 자리 잡기까지는 아직 갈 길이 멉니다. 다기관 RCT, 프로토콜 최적화, 그리고 원격 안전 모니터링이 앞으로 나아갈 것입니다.

중요한 디자인 세부 사항

• 후각 테스트: 임상 및 과학적 후각 작업의 표준인 검증된 스니핀 스틱(임계값 부분)을 사용했습니다.
• 반응 기록: 전기구전도(EBG) - 후각구 활동을 비침습적으로 기록하는 방법입니다. 이 방법은 급속히 발전하고 있지만 엄격한 방법론적 설정이 필요합니다.
• RF 복용량: 효과는 5분/15-20W에서 "거의 최대"였습니다. 15W와 20W 사이에는 통계적으로 유의미한 차이가 없었습니다. 이는 향후 최적화를 위한 중요한 벤치마크입니다.

가능성의 한계와 미래 작업에 대한 질문

• 일반화: 건강한 개인을 대상으로 연구합니다. 후각저하/무각증(바이러스 감염 후, 연령 관련, 외상 후)이 있는 표본과 장기간 관찰이 필요합니다.
• 메커니즘: 신경 활성화 기여도 vs. 혈관/열 구성 요소; 실제 부비동/체판 해부학에서의 세부적인 SAR 매핑.
• 블라인드 프로토콜: 추측을 최소화하기 위해 시뮬레이션된 장치 열/소음을 이용한 엄격한 가짜 프로토콜입니다.
• 직접 비교: 후각 훈련, taVNS, 초점 초음파 변조(해당되는 경우) 대비.
• 복용량-시간 곡선: 일주일에 한 번 드물게 "추가" 복용하는 것과 매일 짧은 기간 동안 복용하는 것 중 어느 것이 더 낫습니까? 꾸준히 복용해도 내성/가소성이 있습니까?

이것으로부터 잠재적으로 이익을 얻을 수 있는 사람은 누구입니까(모든 것이 확인된다면)

• 바이러스 감염 후(COVID-19 감염 후 포함) 저후각증/무후각증이 있는 사람.
• 연령에 따른 후각 상실 환자의 경우(노인의 안전은 별도의 문제입니다).
• 향수 전문가, 즉 향수 제조사, 소믈리에, 커피/차 시음가를 대상으로 테스트 전 "보조" 절차로 실시합니다.
• 코와 두개골 바닥 부위의 TBI/수술 후 환자의 경우 - 재활의 일환으로.

이 방법의 장점과 "후각 훈련"과의 차이점

• 접촉이나 화학물질이 없습니다. 방향족 물질이 없고 자극이나 알레르기의 위험도 없습니다. 피부에 전극을 붙일 필요도 없습니다.
• 투여 가능성 및 반복 가능성: 필드 매개변수는 하드웨어에 의해 설정되며 "흡입 강도"에 따라 달라지지 않습니다.
• 속도: 5분 - 며칠 동안 눈에 띄는 효과가 지속되며 편리한 프로토콜을 약속합니다.

결론

이 연구는 후각계의 비접촉식 RF 자극을 통해 인간의 후각 민감도를 향상시킬 수 있는 근본적인 가능성을 보여줍니다. 짧은 시간 동안 강력한 일주일 지속 효과를 보이며, 이는 행동학적(역치) 및 전기생리학적(EBG)으로 모두 확인되었습니다. 이제 환자를 대상으로 임상 시험을 진행하고, 자극 강도와 시간부터 "부스트" 빈도까지 치료 방식을 미세하게 조정할 차례입니다. 효과와 안전성이 입증된다면, 편리하고 확장 가능하며 일상적인 재활과도 호환되는 새로운 차원의 후각 신경 조절 기술을 선보일 수 있을 것입니다.

출처: Bok J. 외. 인간 피험자의 후각 신경에 대한 비접촉 고주파 자극. APL Bioengineering 9:036112 (2025). https://doi.org/10.1063/5.0275613