Restless Legs Syndrome/Willis-Ekbom Disease (RLS/WED) is a sleep disorder characterized by sensorimotor symptoms such as unpleasant sensations before sleep, akathisia, and periodic limb movements during sleep. It is also closely related to hyperarousal and is often accompanied by insomnia. Although the mechanism is not clear, the understanding of etiology and pathophysiology has greatly expanded through recent advances in genetic and neurobiological research. The most important pathophysiology of RLS/WED is brain iron deficiency. Such iron deficiency in the brain is caused by complex interactions between several genetic factors and various environmental factors, including comorbidities. Iron deficiency in the brain results in dysfunction of several neurotransmitters. A decrease in adenosine activity appears first, followed by an increase in the activity of glutamate and dopamine. A decrease in adenosine activity and an increase in glutamate activity stimulate the brain arousal system, resulting in hyperarousal. In addition, overproduction of dopamine and glutamate leads to dysfunction of the cortical-striatal-thalamic circuit, resulting in symptoms such as akathisia and periodic limb movements during sleep.

Sleep disorders, increasingly prevalent in the general population, induce impairment in daytime functioning and other clinical problems. As changes in cortical excitability have been reported as potential pathophysiological mechanisms underlying sleep disorders, multiple studies have explored clinical effects of modulating cortical excitability through non-invasive brain stimulation in treating sleep disorders. In this study, we critically reviewed clinical studies using non-invasive brain stimulation, particularly transcranial magnetic stimulation (TMS) and transcranial direct current stimulation (tDCS), for treatment of sleep disorders. Previous studies have reported inconsistent therapeutic effects of TMS and tDCS for various kinds of sleep disorders. Specifically, low-frequency repetitive TMS (rTMS) and cathodal tDCS, both of which exert an inhibitory effect on cortical excitability, have shown inconsistent therapeutic effects for insomnia. On the other hand, high-frequency rTMS and anodal tDCS, both of which facilitate cortical excitability, have improved the symptoms of hypersomnia. In studies of restless legs syndrome, high-frequency rTMS and anodal tDCS induced inconsistent therapeutic effects. Single TMS and rTMS have shown differential therapeutic effects for obstructive sleep apnea. These inconsistent findings indicate that the distinctive characteristics of each non-invasive brain stimulation method and specific pathophysiological mechanisms underlying particular sleep disorders should be considered in an integrated manner for treatment of various sleep disorders. Future studies are needed to provide optimized TMS and tDCS protocols for each sleep disorder, considering distinctive effects of non-invasive brain stimulation and pathophysiology of each sleep disorder.

목 적 : 본 연구의 목적은 불면증 환자의 주관적 수면인식과 관련 있는 임상적, 객관적 요인들을 알아보고 임상에서 불면증 환자의 이해와 평가 및 치료에 도움을 주기 위함이다. 방 법 : 109명의 불면증 환자들을 대상으로, 수면다원검사 결과와 자가보고 설문지를 후향적으로 분석하였다. 주관적 수면인식은 아침자가보고 설문지의 주관적 총 수면시간(subjective total sleep time, subjective TST), 입면 잠복시간(subjective sleep onset time; subjective SOL), 각성횟수, 아침 개운함 정도로 측정하였으며, 주관적-객관적 수면차이를 계산하였다. 임상적 특징은 Pittsburgh Sleep Quality Index (PSQI), Beck Depression Inventory (BDI), Epworth Sleepiness Scale (ESS)를 측정하였다. 변수들 사이의 관련성을 알아보기 위하여 상관분석을 시행하였다. 결 과 : 109명의 불면증 대상자(남성 = 72명, 나이 43.49 ± 15.32세)를 분석한 결과, 주관적 총 수면시간(subjective TST)은 수면다원검사에서의 입면 후 각성시간(wake after sleep onset, WASO) (p < 0.001), N1 수면(p = 0.039), PSQI (p < 0.001), BDI (p = 0.014)와 유의한 음의 상관관계를 보였다. 수면차이는 PSQI (p = 0.018)와 유의한 음의 상관관계가 있었다. 아침 개운함 정도는 PSQI (p = 0.019), BDI (p < 0.001)와 유의한 음의 상관관계가 있었다. 결 론 : 불면증 환자에서 주관적 수면인식은 수면다원검사의 입면 후 각성시간(WASO), N1 수면과 관련성이 있었으며, 우울감과 평소 수면의 질과 관련성이 있었다. 불면증 환자에서 다양한 객관적 수면변수, 평소 수면의 질 및 우울감이 주관적 수면인식에 영향을 미치므로, 이를 고려하여 환자를 평가 및 치료해야 하겠다.

목 적 : 노년기 우울증 환자에서 우울증상이 알츠하이머병의 전구 증상으로 나타났는지를 감별하는 것은 중요한 임상적 과제이다. 본 연구에서는 정량화 뇌파(quantitative EEG) 지표가 노년기 우울증 환자의 알츠하이머병 병리를 예측할 수 있는 바이오마커로 기능할 수 있는지 확인하고자 하였다. 방 법 : 치매로 진단 받지 않은 55세 이상의 우울증 환자 63명이 본 연구에 포함되었다(여성 76.2%; 평균 연령 ± 표준편차 73.7 ± 6.87세). 연구 대상자들은 [¹⁸F] florbetabenPET 결과에 따라 아밀로이드 양성(Aβ+, n = 32)과 음성으로(Aβ-, n = 31) 분류하였다. 뇌파는 7분 간의 눈을 감은 상태(eye-closed, EC)와 3분 간의 눈을 뜬 상태(eye-open, EO)로 촬영하였으며, 푸리에 변환(Fourier transform)을 이용하여 스펙트럼 분석을 시행하였다. 선행연구 결과에 따라 안구 개폐 알파파 반응성 지표(EC-to-EO alpha reactivity index)가 노년기 우울증 환자의 아밀로이드 침착을 예측할 수 있는 신경생리학적 마커가 될 수 있는지 검증하였다. 알파 밴드 파워에서 아밀로이드 침착 여부(Aβ+ vs. Aβ-), 안구 개폐 조건(EC vs. EO), 지형학적 요인(laterality, polarity) 간의 상호작용을 확인하고 사후 분석을 시행하였다. 결 과 : Aβ+군과 Aβ-군에서 각 주파수 밴드의 평균 파워 스펙트럼 밀도 중 EO phase의 알파 밴드 파워에서만 유의미한 차이가 관찰되었다(F = 6.258, p = 0.015). 알파 밴드에서의 Group (Aβ+ vs. Aβ-) × Condition (EC vs. EO) × Laterality (Left, midline, or right) 3-way interaction이 연령, 성별, 교육 연수, 전반적 인지 기능, 약물 사용, MRI상 백질 고신호강도를 보정한 뒤에도 유의하였다(F = 3.720, p = 0.030). 하지만 대뇌 관심영역 별로 아밀로이드 침착에 따른 알파파 반응성을 비교한 사후 분석에서는 유의한 수준의 차이가 관찰되지 않았다. 결 론 : 노년기 우울증 환자에서 EO phase의 알파 밴드 파워 증가가 대뇌 아밀로이드 침착과 관련이 있었다. 하지만 본 연구에서 검증하고자 했던 안구개폐 알파파 반응성 지표는 알츠하이머병 병리를 예측하지는 못했다. 보다 많은 대상자를 포함한 추후 연구로 해당 결과를 재검증할 필요가 있다.