작업 및 휴식 중 fMRI 신호에 대한 수술용 마스크의 효과

커뮤니케이션 생물학 5권, 기사 번호: 1004(2022) 이 기사 인용

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코로나19 확산 방지를 위해 마스크 착용은 필수가 되었고, 대부분의 연구기관에서 fMRI 데이터 수집 시 의무화되었습니다. 여기에서는 n = 37명의 건강한 참가자의 fMRI 데이터에 수술용 마스크 착용이 미치는 영향을 조사합니다. 손가락 두드리기, 감정적인 얼굴 일치, 작업 기억 작업 및 휴식 중 활성화를 검사했습니다. 예비 fMRI 분석에 따르면 다양한 마스크 상태에도 불구하고 휴식 상태 신호와 작업 활성화가 상대적으로 유사했습니다. 휴지 상태 기능 연결성은 마스크 오프와 비교하여 마스크 온에서 무시할 수 있는 감쇠 패턴을 보여주었습니다. 작업 기반 ROI 분석은 또한 조사된 각 대비에서 두 마스크 상태 간에 큰 차이가 없음을 보여주었습니다. 전반적으로 미미한 효과에도 불구하고, 이러한 결과는 fMRI 중에 안면 마스크를 착용하는 것이 휴식 상태 및 작업 활성화에 거의 또는 전혀 큰 영향을 미치지 않음을 나타냅니다.

2019년 말에 발생한 코로나19(COVID-19)는 2020년 3월 세계보건기구(WHO)1에 의해 글로벌 팬데믹(세계적 대유행)으로 선포되었습니다. WHO는 바이러스 전파율을 통제하기 위한 중요한 예방 조치 중 하나로 안면 마스크를 착용할 것을 권고했습니다. 안면 마스크를 착용하면 전염 위험이 크게 완화되어 사람 간 전염 가능성이 줄어듭니다2. 이 권고안은 전 세계 국가에서 열띤 논쟁을 불러일으켰습니다. 마스크 착용이 불편하고 불편할 수 있어 일상생활 활동에 지장을 줄 수 있다는 우려와 장기간 마스크 사용에 따른 영향에 대한 의문이 포함되었습니다3,4.

MRI(및 fMRI) 영상 연구 시설이 천천히 스캔을 재개함에 따라 대부분의 시설에서는 인간 피험자에게 안면 마스크 사용을 의무화하고 있습니다. MRI 스캔 중 마스크 착용에 대한 잠재적인 우려가 있기 전에 안면 마스크 착용의 생리적, 인지적 영향을 조사한 연구는 거의 없습니다. Roberge와 동료들은 느린 속도로 걷기와 같은 정상적인 활동 조건(N95 마스크 착용 중)에서 기본 생리학을 연구했습니다5,6. 저자들은 흡입 중 저항이 3% 증가했다는 사실을 발견했지만 이는 공기/산소(O2)에 대한 수요가 높아졌음을 의미하지만 근본적인 생리학적 과정에는 큰 영향을 미치지 않는다고 결론을 내렸습니다. 그들은 표준 수술용 마스크와 같이 비교적 가벼운 마스크는 호흡 능력과 O2 포화도(혈액 내 총 헤모글로빈에 대한 O2 포화 헤모글로빈의 비율)에 거의 또는 전혀 차이를 유발할 수 없다고 제안했습니다. 위의 연구는 O2 차이에 중점을 두었지만, 공기 요구량과 공기 구성은 호기말 이산화탄소(EtCO2) 측정을 통해 가장 자주 검사됩니다. 일반적으로 흡기된 O2(감소된 부피)와 호기된 폐 공기(CO2 축적이 증가함) 때문입니다. 재호흡 중)은 잘 맞는 마스크를 착용할 때 혼합됩니다. 그러나 이러한 연구는 마스크 착용 중 생리적 변화가 미미하다는 것을 시사하지만, 뇌 신호 및 활동에 대한 잠재적인 영향은 아직 충분히 조사되지 않았습니다. 더욱이, 동맥혈은 주로 시간이 지남에 따라 증가된 CO2(O2 감소에 따른)로 구성되며 동맥 혈관 용적, 특히 회백질에 영향을 미칠 수 있다는 점은 주목할 만합니다. 그러나 더 중요한 것은 공기 구성으로 인한 굵게 fMRI 신호 변화가 가장 좋다는 것입니다. 이는 혈중 산소 수준과 직접적으로 일치하는 것으로 알려진 정맥을 통해 획득됩니다(굵은 글씨).

굵게 fMRI는 주로 뇌 기능을 연구하는 데 사용됩니다. 작업 과제와 휴식 상태 모두에서 굵게 표시된 신호는 산소 기준선 수준과 변화는 물론 산소 소비에 영향을 미치는 조건에 따라 달라집니다. 대뇌 산소화 변화를 연구하는 한 가지 방법은 가스-공기 혼합물을 사용하는 것입니다7. 또 다른 방법은 숨을 참는 것입니다8. 숨 참기 연구에서 참가자는 특정 짧은 기간 동안 숨을 참도록 요청받으며, 이 작업으로 인해 혈액, 특히 폐에서 산소가 감소하고 CO2가 축적될 것으로 예상되며 이로 인해 고탄산증이 발생합니다9,10.