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KISEP Rhinology Korean J Otolaryngol 2003;;;;46::::401-8

에센셜 아로마 오일이 뇌 활성화에 미치는 영향

대구가톨릭대학교 의과대학 이비인후과학교실,1 해부학교실,

2 경북대학교 의과대학 이비인후과학교실,

3

진단방사선과학교실,4 대구대학교 언어치료학교실

5

예미경1·신승헌1·박국필2·이상흔3·조태환3·이지은3·장용민4·정옥란5

The Effects of Essential Aroma Oils on Brain Activation：

Olfactory Functional MRI and c-Fos Expression

Mi Kyung Ye, MD1, Seung Heon Shin, MD1, Kuk Pil Park, DDS2, Sang Heun Lee, MD3,

Tae Hwan Cho, MD3, Ji Eun Lee, MD3, Yong Min Chang, PhD4 and Ok Ran Jeong, PhD5 1Department of Otolaryngology Head and Neck Surgery and 2Anatomy, College of Medicine, Catholic University of Daegu; and 3Department of Otolaryngology Head and Neck Surgery and 4Diagnostic Radiology, College of Medicine, Kyungpook National University, Daegu; and 5Department of Speech Pathology, Daegu University, Daegu, Korea ABSTRACT

Background and Objectives：For centuries, fragrance had beneficial psychological and physiological effects on humans. Aro-matherapy, the use of concentrated essential oils extracted from herbs, flowers, and other parts of plants to treat various diseases, is becoming more commonly accepted within the health service. However, there are very few published articles, which provide a sound rationale for the use of aromatherapy as a medical intervention. The purpose of this study was to find a scientific explanation for the effect of aromatherapy by investigating 1) whether or not essential aroma oils caused increased brain activity and 2) which areas of the brain were activated by the essential aroma oils. Materials and Method：Olfactory fMRI (functional magnetic resonance imaging), which is capable of monitoring and recording regional pathophysiological fluctuations in living brains, was performed on 11 healthy adult humans during exposure to essential aroma oils (lavender and lemon oils) and buthanol. The c-fos immunohistochemical staining was also performed on brain tissues of 24 Mongolian gerbils after exposure to the essential aroma oils. Results：In the human fMRI study, the olfactory cortex was activated in all subjects by the essential aroma oils and butha-nol. Additionally, lavender oil also activated the hearing and language-related regions of brain. In the animal study, similar results were observed：immunoreactive cells were detected in the hearing and language-related regions of gerbil brains that had been exposed to lavender oil. Conclusion：The lavender oil activated not only the olfactory region but also the hearing and language-related regions of the brain. These results imply that the essential aroma oil introduced through the olfactory pathway has effects on other regions of the brain. (Korean J Otolaryngol 2003;46:401-8) KEY WORDS：Aromatherapy·Lavendula·Complementary Therapies·Magnetic Resonance Imaging·Proto-Oncogene Pro-

teins c-fos.

서 론

에센셜 아로마 오일(essential aroma oil)은 식물의 꽃,

과실, 줄기, 잎, 뿌리 등에서 여러 가지 방법으로 추출한 방

향성을 가진 물질로, 고대 종교 의식 때부터 사용되어져 왔

으며 성서에도 기록이 있을 만큼 오랜 기간 동안 인류에 의

해 이용되어 왔다. 뛰어난 향기뿐만 아니라 치료적 효능을

지니고 있는 물질을 함유하고 있다고 하여 질병 치료에 이

용되어 왔으며 히포크라테스도 400여종의 허브를 처방한

기록이 남아있다. 아로마테라피(aromatherapy)란 이러한

식물의 에센셜 아로마 오일을 다양한 질병의 치료에 이용

하는 것으로, 프랑스의 화학자 Gattefosse가 1936년에 출

판된“Aromatherapie”라는 저서에서 처음 이 용어를 사

용하였다.1)2)

에센셜 아로마 오일은 피부노화방지, 다이어트, 스트레스

논문접수일：2003년 1월 17일 / 심사완료일：2003년 4월 3일

교신저자：예미경, 705-718 대구시 남구 대명4동 3056-6

대구가톨릭대학교 의과대학 이비인후과학교실

전화：(053) 650-4525·전송：(053) 650-4533

E-mail：miky@cataegu.ac.kr

아로마 오일이 뇌 활성화에 미치는 영향

Korean J Otolaryngol 2003;46:401-8 402

해소 등에 효과가 있다고 알려지면서 세계적인 화장품 업

계와 몇몇 대학에서 체계적인 연구에 박차를 가하고 있고,

치료에 쓰이는 향의 종류만도 100여 가지가 넘으며 질환별

로 적용하는 지침도 제시되고 있다. 그렇지만 아로마테라피

는 아직 미개척 분야로서 과학적인 근거가 희박하고 효능

을 평가함에 있어서도 대부분 설문조사 같은 주관적인 척

도에 의존하고 있는 실정이어서 의료 행위로 이용할 수 있

는 타당한 이론적 근거를 제공하는 문헌이 거의 없는 형편

이다.

후각 신경은 12개의 뇌신경(cranial nerves) 중에서 유

일하게 외부에 노출되어 있으며, 다른 감각과는 달리 시상핵

(thalamic nuclei)을 거쳐 중개되지 않고 바로 피질로 투사

하기 때문에 강력한 자극력을 가지는 것으로 알려져 있다.3)

그러므로 후각 자극을 통하여 뇌의 다른 영역을 활성화 시

킴으로써 신체의 기능을 증진 시키려는 시도는 상당히 설

득력이 있어 보인다.

기능적 자기공명영상(functional Magnetic Resonance

Imaging, fMRI)은 수의운동을 시행하거나 일정한 감각을

받아들일 때 뇌에서 일어나는 생리학적 변화를 영상화시키

는 기법 중의 하나로 해상도가 좋아 뇌 기능의 위치를 밝히

고자 하는 목적으로 임상에서 많이 사용되고 있다.4)5) 또한

c-fos는 Immediate Early Antigen으로서 최근 신경 활동

성을 반영하는 선별검사로 많이 이용되고 있다.6)

이에 본 연구에서는 에센셜 아로마 오일이 후각 경로를

통하여 유입되었을 때 일어나는 뇌의 활성화를 기능적 자

기공명영상과 c-fos 면역조직화학염색을 통하여 객관적인

방법으로 증명함으로써 아로마테라피의 적극적 활용에 도

움을 주고자 하였다.

재료 및 방법

재 료

자극 향기로는 비교적 구하기 쉽고 정신적인 안정과 불

안을 경감시켜주며 인체에 안전하다고 알려진 라벤더 향

에센셜 오일(Lavendula Officinalis, pure Essential Oil, the

body shop Co., USA)과 레몬 향 에센셜 오일(Citrus Li-monum, pure Essential Oil, the body shop Co., USA)을

선택하였다.7)8)

기능적 자기공명영상은 후각기능을 포함한 이비인후과학

적 및 신경학적 이상이 없는 정상인 11명을 대상으로 하였

다. 남자가 6명, 여자가 5명이었으며, 평균 연령은 33.2세

(25~55세)였다. 면역조직화학염색은 평균 체중 50그램 가

량의 들쥐(Mongolian gerbil) 24마리를 사용하였다.

방 법

기능적 자기공명영상

고성능 경사자장계(GMax=23 mT/m, slew rate=125)

가 장착된 1.5T MR scanner(Magnetom Vision Plus, Si-emens, Erlangen, Germany)에서 BOLD(Blood Oxygen

Level Dependent) Echo planar imaging(EPI) 기법을 사

용하여 뇌 기능 영상을 획득하였다. EPI BOLD기법의 영상

획득 파라미터들은 TR=600 msec, TE=60 msec, flip an-gle 90°, No. slice=10, thickness=5 mm, matrix=64×

64, FOV=210 mm, measurement interval=1.0 sec로

하였으며 고해상도의 해부학적 영상을 얻기 위해 Spin-

echo T1 강조영상을 추가로 획득하였으며 이때의 영상획

득 파라미터들은 TR=470 msec, TE=15 msec, flip an-gle 90°로 하였고 BOLD EPI와 동일한 No. slice=10, thi-ckness=5 mm. FOV=210 mm를 사용하였다. suscepti-bility artifact를 조금이라도 제거하기 위해서 3차원 shim

을 하고 움직임에 의한 인공물을 제거하기 위하여 brain coil

에 있는 머리 고정 장치를 사용하였으며 slice angle은 AC-

PC line을 기준으로 하여 검사를 시행하였다.

후각 자극은 비공에 안전하고 편안하게 삽입할 수 있고

구멍이 뚫려 있어 쉽게 냄새를 맡을 수 있게 고안된 흡입기

를 이용하였다(Fig. 1). 흡입기 내부에 치과용 솜을 넣고

라벤더와 레몬 향 에센셜 오일을 7방울 씩 각각의 용기에

점적하였다. 양쪽 비공에 흡입기를 대고 냄새를 5초 간 흡

입하는 자극기와, 15초간 흡입기를 멀리 하고 스캐너의 공

기 정화 장치를 가동하여 자극이 없도록 하는 휴식기의 영

상을 각 3회 씩 반복 촬영하여 총 60초 동안 시행하였고

1초 간격으로 10개의 단면영상을 연속적으로 획득하여 총

600장의 영상을 획득하였다.

대조실험

모든 대상자에서 라벤더 향, 레몬 향을 흡입하면서 각각

에 대한 기능적 자기공명영상 촬영이 끝난 후 우연이나 오

차에 의한 오류를 줄이기 위해 대조실험을 시행하였다.

1) 에센셜 아로마 오일이 아니면서 임상적으로 후각 역

치 검사에 많이 사용되는 4% 부탄올(n-butyl alcohol, 1-

butanol)을 이용하여 같은 방법으로 촬영하였다.

2) 향의 농도에 의한 차이를 보기 위해 라벤더 아로마 오

일을 희석유(base oil)와 반씩 섞어 원액의 50% 농도로

만들어 향의 강도를 낮춘 후 기능적 자기공명영상을 시행

하였다.

3) 촬영 시 발생하는 기계 음에 의한 뇌 활성화를 감별

예미경 외

403

하기 위해 기계소음만 듣고 있는 상태에서 그 외는 동일한

조건으로 촬영을 한 후 데이터를 수집하였다.

4) 향 자체에 의한 것이 아닌 향을 들이마시는 동작(sni-ffing)으로 인한 뇌 활성화를 감별하기 위해서 향기가 없는

흡입기를 비공에 대고 흡입하는 행동만을 취하게 한 후 그

외는 동일한 조건에서 촬영을 하였다.

데이터분석

연속적으로 획득한 600장의 영상에 대한 통계적 분석은

기능적 자기공명영상 분석용 소프트웨어인 SPM99(Stati-stical Parametric Mapping 99, MRC, London, UK)를 이

용하였다. 먼저 피검자의 미세한 머리움직임에 의한 영상간

의 위치 이동을 교정한 후 자극기와 휴식기 사이의 BOLD

신호의 차이를 student t-test 검증법을 사용하여 검출하

였다(p<0.01). 통계적으로 유의한 신호차이를 보이는 활성

화 영역은 고해상도 T1 영상에 중첩시켜서 뇌의 활성화 영

역을 표시하였다. 결과적인 기능적 영상은 관례에 따라 영

상의 왼쪽이 실제 해부학적 왼쪽을 나타내도록 하였다. 활

성화영역을 3차원적으로 가시화하기 위해 모든 피검자의

뇌 영상을 SPM99에서 제공하는 표준 3차원 뇌 모형에 맞

게 규격화시킨 후 3차원 surface brain template 위에 활

성화 영역을 표시하여 3차원 뇌 활성화 지도를 획득하였다.

면역조직화학염색

세 개의 밀폐된 상자를 준비하여 각각 라벤더 오일과 부

탄올을 적신 솜을 두어 내부에 냄새가 차도록 하고 나머지

한 상자에는 냄새나는 물질을 넣지 않았다. 24마리의 들쥐

를 라벤더 군 12마리, 부탄올 군 6마리, 대조 군 6마리의

세 그룹으로 나누고, 해당 상자 속에 1분 간 넣어 향에 노

출시키고 3분간 꺼내어 휴식기를 가지도록 하는 과정을 4

회 반복하였다. 각 군의 1/2은 향에 노출시킨 즉시, 나머지

1/2은 3시간이 경과한 후 ketamine(50 mg/kg)(Yuhan

Co., Korea)과 xylazine hydrochloride(5 mg/kg)(Bayer

Korea Ltd.,Korea)를 주사하여 마취시킨 다음 바로 뇌를

적출, 절단하여 c-fos에 대한 항체를 사용하여 면역조직화

학 염색을 시행하였다.

마취된 동물을 생리 식염수와 4% paraformaldehyde

(Merck, Germany)를 함유한 Phosphate Buffered saline

(PBS, 0.1 M, pH 7.4)으로 심장을 통하여 관류시킨 후 뇌

를 적출 하였다. 동일한 고정액에서 3일 간 충분히 고정한

후 수세, 탈수, 투명, 침투 과정을 거쳐 paraffin block화 한

후 Cryo-Cut Microtome(American Optical Corp., USA)

을 이용하여 5 μm 두께로 절단하여 슬라이드를 만들었다.

Fig. 1. Lemon and lavender essential oils and containers thatwere used in experiment.

Fig. 2. Brain activation after inhala-tion of lemon essential oil. Red sp-ots represent activated brain areas that correspond to the olfactoryrelated regions such as pyriform co-rtex, amygdala, orbitofrontal lobe,hippocampus and peri-insular reg-ion.

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60℃ 부란기에서 하루를 방치한 후 Xylene에서 paraffin

을 제거하고 함수과정을 거친 후 endogenous peroxide의

활성을 차단시키기 위해 3% 과산화수소수에 3분간 두었다

가 수세하고 PBS에 5분 방치 후 조직 면역화학염색을 시

행하였다. Blocking Reagent(Vector Elite Kit, USA)에

20분 처리한 후 1：75로 희석한 C-fos(InnoGenex. USA)

Fig. 3. Brain activation after inhala-tion of lavender essential oil. The pictures show activated hearing and language related regions such as auditory cortex, posterior tem-poral lobe, medial geniculate body as well as olfactory related regions. The left side picture also shows ce-rebellar activation.

Fig. 4. Brain activation after inhala-tion of buthanol. The pictures show activated olfactory related regions such as pyriform cortex, amygdala, orbitofrontal lobe, hippocampus and peri-insular region.

Lateroposterior Orbitofrontal cortex

Rolandic operculum

Pyriform cortex

Auditory cortex

Entorhinal cortex

Orbitofrontal cortex

Temporal pole Fig. 5. Three dimensional reconst-ruction of brain activation by inha-lation of lavender essential oil.

예미경 외

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일차 항체를 실온에서 3시간 부착시켰으며, 이차 항체는

Vector Elite Kit을 사용하여 30분간 반응시켰다. 발색제로

는 peroxide substrate solution(DAB)(DAKO, USA)으

로 1분 이내로 반응시켰으며 대조 염색제는 Fast Green을

사용하였다. 증류수로 세척 후 Xylene에 담그고 마운트 용

액을 이용하여 표본을 완전고정 시켰다. 대조군도 같은 방

법의 염색을 동시에 시행하였다.

광학 현미경(Zeiss, Germany)을 사용하여 기능적 자기

공명영상에서 활성화를 보였던 부위를 중점적으로 관찰하

면서, 면역양성 반응 조직을 확인한 후 사진을 촬영하였다.

결 과

자기공명영상

레몬 향 자극 시 1차 후각 피질인 이상피질(pyriform

cortex)과 편도체(amygdala), 안와전두엽(orbitofrontal

lobe), 해마(hippocampus), 대뇌섬주위영역(peri-insular

region) 등 후각과 관련된 뇌 영역에서의 활성화를 보였다

(Fig. 2).

라벤더 향을 주었을 때는 레몬 향을 주었을 때 나타난 이

상피질, 안와전두엽, 대뇌섬주위영역 등 후각관련 영역의

활성화 외에도, 청각 피질(auditory cortex), 후측두엽(po-sterior temporal lobe), 시상의 내측 슬상체(medial gen-iculate body), 소뇌(cerebellum) 등의 영역에서의 활성화

를 보였다(Fig. 3).

대조실험 결과

1) 부탄올로 자극하였을 때 활성화 된 뇌 영역은 레몬

향을 사용하였을 때의 영역과 유사하였다. 즉 이상피질, 편

도체, 안와전두엽, 해마, 대뇌섬주위영역 등 주로 후각관련

영역에서의 활성화만이 관찰되었다(Fig. 4).

2) 50% 희석한 라벤더 오일 흡입 후 촬영한 결과, 원액

에 비해 활성화의 강도는 감소하였으나 활성화 된 영역은

유사하였다. 즉 후각 관련 영역 뿐만 아니라 청각 피질, 후

측두엽, 내측 슬상체 등 청각과 언어관련 영역에서의 활성

화가 관찰되었다.

3) 기계소음만 듣고 있는 상태에서 촬영한 결과, 배경 소음

Table 1. Activated brain regions in response to olfactory stimula-tion

Brain region Lavender (100%)

Lavender (50%)

Lemon Butanol Sniffing only

Pyriform cortex +* + + + -† Amygdala + + + + - Orbitofrontal

cortex + + + + -

Hippocampus + + + + - Peri-insular region ++‡ + + + - Auditory cortex ++ + - - - Posterior temporal

lobe + + - - -

Medial geniculate body + + - - -

Cerebellum ++ + + + ++ *activation, †no activation, ‡strong activation. Statistical ana-lysis was performed using student t-test with p<0.01

Fig. 6. The immunohistochemical st-ain patterns of c-fos on gerbil brains. In the gerbils sacrificed immediat-ely after exposure to lavender es-sential oil, many immunoreactive cells were detected in the auditory cortex (A) as well as olfactory cor-tex (B). In the gerbils sacrificed th-ree hours later after exposure to lavender essential oil, many immu-noreactive cells were also detec-ted in auditory cortex (C)as well as olfactory cortex. In the gerbils under odorless condition, no im-munoreactive cell was detected in the olfactory and auditory cortex (D) (×100).

AAAA BBBB

CCCC DDDD

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(background noise)외에 어떤 활성화도 관찰되지 않았다.

4) 냄새 맡는 동작만을 시행하며 촬영한 결과, 소뇌의 활

성화가 관찰되었다.

라벤더 향 자극 중 촬영한 모든 피검자의 뇌 영상을 3차

원 surface brain template 위에 활성화 영역을 표시하여

3차원적으로 가시화 한 결과 Fig. 5와 같았다.

실험군과 대조군에서의 전체적인 활성화 결과는 Table 1

과 같다.

면역조직화학염색

라벤더 군과 부탄올 군에서 c-fos 면역 양성 반응이 이

상피질(pyriform cortex), 후내피질(entorhinal cortex)

등 후각영역 뿐만 아니라, 청각 피질, 편도체, 내측 슬상체

등 청각 관련 영역에도 나타났다. 향에 노출 된 후 즉시 뇌

를 적출한 군에서 뿐만 아니라 3시간 후 적출한 군에서도

같은 결과를 나타내었다. 그러나 냄새를 주지 않은 대조 군

에서는 면역 양성 반응이 나타나지 않았다(Fig. 6).

고 찰

아로마테라피란 화학적으로 인공 합성한 향이 아닌 식

물에서 추출한 아로마 오일로 마사지나 흡입 등의 방법으

로 건강의 유지 증진을 도모하는 자연의학의 한 형태이다.

즉각적인 효과보다는 신체가 질병을 스스로 치유할 수 있

는 힘을 배양하고 면역체계를 강화하는 통합적인 치료를

지향한다. 에센셜 아로마 오일은 식물에 영양을 공급하며

질병이나 상처가 났을 때에는 스스로를 치료하며 벌과 나

방들을 유혹하여 번식을 위한 전달자로 사용된다고 한다.

이렇게 식물들이 자신을 보호하고 치료하기 위하여 사용한

탄화수소와 산소의 결합체인 성분들이 사람의 몸에 흡수되

어 식물에서와 비슷한 작용을 하여 건강을 유지하는데 효

과가 있다고 생각하는 것이 아로마테라피의 한 개념이다.

또 에센셜 아로마 오일이 후각신경을 통하여 직접 뇌를 자

극하기도 하지만, 피부 및 비강 점막이나 유입된 공기와 함

께 폐로 들어가 혈관으로 전달되어 신체 여러 기관에 다양

하고 종합적인 영향을 미칠 수 있다고 보는 자연 대체요법

이다. 여러 문헌에서 정신적인 과로나 우울증 만성 피로로

인한 불면증이나 호르몬 불균형으로 일어날 수 있는 다양

한 생리 증후군에 에센셜 아로마 오일을 적당히 사용했을

때 증상들이 많이 호전된 것을 보고하고 있다.7)9) 비교적

연구가 많이 되어있는 에센셜 아로마 오일 중의 하나인 라

벤더는 Lavendula angustifolia라는 식물의 꽃에서 증기

증류법으로 추출한 것으로, linalyl acetate가 40%, linalool

이 30% 정도를 차지하는 대표적인 성분이다. 라벤더는 이

완 효과가 탁월한 것으로 알려져 있고 위장 내 가스를 배출

시키고 통증을 경감시킨다고 한다.8) 흡입시 사람과 동물

모두에서 진정(sedative) 작용이 있으며10) 생체 외 시험관

에서 기닉픽의 회장과 쥐의 자궁에서 진경(spasmolytic) 작

용이 있고,11) 쥐의 횡격막의 긴장도를 감소시킨다고 한다.12)

Lis-Balchin 등8)은 기닉픽의 회장 평활근을 이용한 생체

외 실험에서 이러한 진경 작용의 작용기전은 후시냅스적이

고 cAMP를 통해 중개된다고 하였다. 레몬 에센셜 오일은

Citrus lemon의 껍질에서 압축법으로 추출하며 대표적인

성분은 Linonene으로 60% 정도 들어 있다. 그리스 로마

시대에서부터 사용되어진 기록이 있으며 혈액순환과 호흡

작용을 원활하게 해주고 정신을 맑게 하고 다이어트에 효

과가 있으며 성인병 예방에 좋다고 알려져 있다.

뇌에서 일어나는 생리적 변화를 이용하여 뇌 기능의 위

치를 밝히고자 하는 목적으로 최근 임상에서 많이 사용되

어지고 있는 것들로 양전자 방출 단층촬영, 단광자 방출 전

산화 단층촬영, 기능적 자기공명영상, 뇌파 등이 있다. 이

중 기능적 자기공명영상의 장점으로는 이미 널리 보급되어

있는 MRI 기기를 이용하는 검사로서 영상의 해상도가 좋

아 해부학적 위치 판정이 쉬우며 방사성 동위원소나 조영

제 주입이 불필요하며, 공간분해능과 시간분해능이 우수하

다는 데 있다.5) 실제 응용으로 운동 자극이나 시각 같은 감

각기능의 검사가 가장 많이 시도되었으며 뇌종양 등에서의

운동-감각 기능 영역의 mapping에 이용되고 있다. 또 언

어기능의 lateralization과 localization, 기억기능영역은 간

질환자의 수술방침 결정에 있어서는 필수적이다. 정신과분

야에서 강박신경증과 같은 분야에서 연구가 이루어지고 있

다.4) 그러나 후각 영역의 연구는 드문 편으로 국내에서는

정상인과 후각장애가 있는 환자 군에서 부탄올 용액으로

자극하면서 촬영한 Kim 등13)의 보고가 유일하다. 이유로는

후각 중추가 뇌의 기저부에 위치하므로 자화율(magnetic

susceptibility)에 의한 데이터의 소실이 있을 수 있고 후

각을 자극하는 재료 선택의 문제 등을 들 수 있다.13)14)

본 연구 결과에서 레몬 향과 부탄올을 흡입하였을 때는

후각관련 영역에만 활성화를 보였으나 라벤더 향을 흡입하

였을 때는 후각 영역 뿐만 아니라 청각피질, 후측두엽, 내

측 슬상체, 소뇌 등의 영역에서도 저명하게 활성화를 보였다

(Figs. 3 and 5). 전 대상에서 일관성 있게 나타나는 이러

한 결과가 과연 라벤더 향 자체의 특성에 의한 것인지 다른

오차나 우연에 의한 것인지 확인 할 필요가 있었다. 우선

세 가지 냄새 자극 물질을 동일 양으로 사용하였지만 서로

농도가 다를 수 있으므로, 라벤더 향이 다른 향보다 자극

예미경 외

407

강도가 강하여 나타난 현상인지를 알아보기 위해, 라벤더

에센셜 오일을 50% 희석하여 향의 강도를 낮춘 후 기능적

자기공명영상을 시행하였다. 그 결과 희석 전에 비해 활성

화 강도는 줄어들었지만 여전히 동일한 영역에서의 활성화

가 관찰되어, 이 부위의 활성화는 자극 강도의 차이가 아닌

향 자체와 관계 있는 것으로 생각되었다. 기능적 자기공명

영상 촬영 시에 상당히 큰 소음이 발생하므로 소음에 의한

청각 영역의 활성화를 감별하기 위해 향을 주지 않고 다른

조건은 같이 한 후 촬영하였을 때 측두엽의 활성이 관찰되

지 않았고, 따라서 측두엽의 활성화는 촬영 소음에 의한 것

이 아님을 확인할 수 있었다. 이를 뒷받침하는 또 다른 증

거는 만약 측두엽의 활성화가 기계소음에 의한 것이라면

레몬 향이나 부탄올을 주었을 때도 나타나야 하나 그렇지

않았음을 들 수 있다. 한 가지 더 고려해야 할 상황으로 활

성을 나타낸 부위 중 소뇌는 미세 운동조절에 관여하므로

이의 활성화가 향 자체에 의한 것인지 숨을 들이마시는 동

작에 의한 것인지 구분하기 위해 실제 향을 공급하지 않고

동일한 조건에서 냄새 맡는 동작만을 시행하며 촬영한 결

과 주로 소뇌에서만 활성화가 관찰되었다. 이러한 결과는

흡입하는 행동만으로도 소뇌의 활성화가 일어난다는 최근

의 연구 보고와 일치하고 있다.15) 따라서 소뇌 활성은 향

자체에 의한 것이 아니고 숨을 들이마시는 동작에 의한 것

으로 증명할 수 있었다.

이상의 일관되고도 재현성 있는 기능적 자기공명영상 결

과들을 동물 실험을 통해서도 확인하고자 하였다. Immedi-ate early antigen으로 스트레스와 학습 및 기억에 관련된

과정에서 중요한 조기 표식자이며, 최근 신경 활동성을 반

영하는 선별검사로 많이 사용되는 c-fos를 이용하여 면역

조직화학염색을 시행하였다.6)16)17) 동물 실험에서도 역시

라벤더 향을 준 경우에 후각 영역 뿐만 아니라 청각 관련

영역에서 c-fos 면역 양성 반응이 나타났다(Fig. 6). 그러

나 사람에서 시행한 기능적 자기공명영상 결과와는 달리

부탄올을 준 군에서도 역시 후각 영역과 청각 영역에서 면

역 양성 반응이 나타났다. 여기에서 사람의 뇌가 동물, 특

히 본 실험에서 사용한 설치류 같은 하등 동물의 뇌와는 구

조적으로나 기능적으로나 큰 차이가 있으므로 결과 해석에

있어서 차이를 두어야 할 것으로 생각한다. 본 연구에서 확

인하고자 한 핵심은 후각 자극이 뇌의 다른 영역 특히 청각

관련 영역까지 영향을 미치는가 하는 점이었고 동물 실험

에서 이러한 연관성을 일관성 있게 확인 할 수 있었던 것만

으로도 의미가 있다고 생각한다.

동물의 마취 방법으로 에테르를 비롯한 냄새를 가진 마

취제에 의한 오차를 줄이기 위해, 흡입시키는 방법 대신 ke-

tamine을 사용하여 복강 주사를 하였다. 전신 마취를 위해

사용 되어지는 마취제 들은 뇌의 immediate early gene의

mRNAs(messenger ribonucleic acids)의 표현을 일시적

으로 증가 시킨다고 알려져 있다. Hamaya 등18)은 쥐의 뇌,

심장, 간, 신장 등에서 전신 마취제에 의한 c-fos와 c-jun

의 표현 정도를 연구하여 보고 하였는데, 뇌에서는 c-fos

mRNA 표현이 마취제에 의해 일시적으로 증가하긴 하였으

나, 마취 후 5분 이내에는 마취를 하지 않은 대조군과 차이

가 없었다고 하였다. 이에 따라 본 연구에서도 마취 즉시

뇌를 적출하여 고정하였다.

Wilkinson 등19)은 아로마테라피가 불안을 감소시키는

데 일시적인 효과를 나타내나 지속되는 이득이 있는지에

대한 증거는 없다고 하였다. 본 실험에서 향에 노출 직후에

적출한 뇌에서 뿐만 아니라 3시간 후에 적출한 군에서도

비슷한 양상의 면역조직 양성반응을 보였음을 볼 때 에센

셜 아로마 오일의 효능이 일시적인 것만은 아닐 가능성을

제기 할 수 있으리라 본다.

라벤더 향이 청각 및 언어 영역에 활성화를 보임으로써

이 연구의 연장으로 이비인후과 영역에서 아주 흥미로운

추가 실험이 가능할 수 있겠다. 한 예로 아직 병의 원인이

나 기전이 확실히 밝혀져 있지 않아 경험적인 치료나 대증

요법에 머물러 있는 귀 질환, 이를테면 이명 등에 아로마

테라피를 이용 할 수 있을 것이다. Jeong 등20)은 실어증

환자에서 유쾌하거나 불유쾌한 후각 자극을 이용한 단어

재현력의 차이에 대해 보고한 바가 있는데, 본 연구 결과

를 바탕으로 치매나 파킨슨병 등으로 인한 각종 언어 장애

에 언어 치료를 강화하는 도구로 아로마테라피의 효능도

연구해 볼 만 할 것이다. 또 본 연구에서 후각 자극에 의해

활성화된 부위 중 해마나 편도체는 기억과 학습에 관계하

는 부위로, 특정한 향기가 해마를 포함한 기억 관련 중추를

강하게 자극시킨다면, 향후 기억력 장애를 보이는 치매 환

자들에게도 임상적 적용을 시도해볼 가치가 있다고 생각된다.

결 론

본 연구는 에센셜 아로마 오일에 의한 뇌 활성화를 기능

적 자기공명영상과 면역조직화학적 방법을 이용하여 객관

적으로 증명하고자 하였다.

기능적 자기공명영상을 정상인에서 시행하여 에센셜 아

로마 오일 중 레몬 향을 주었을 때는 이상피질, 안와전두엽,

대뇌 섬주위 영역 등 후각 관련 영역의 뇌 활성화가 관찰되

었다. 그러나 라벤더 향을 주었을 때는 이러한 후각 관련

영역에 활성화를 보였을 뿐 아니라, 청각피질, 후측두엽, 내

아로마 오일이 뇌 활성화에 미치는 영향

Korean J Otolaryngol 2003;46:401-8 408

측 슬상체 등의 청각-언어 관련 영역에서도 저명하게 활성

화를 보였다. 에센셜 아로마 오일이 아닌 부탄올을 주었을

때에는 후각 영역 외 다른 영역의 활성화를 관찰 할 수 없

었다. 또한 라벤더 향에 의한 청각-언어 관련 영역의 활성

화가 우연이나 오차에 의한 가능성을 배제하기 위해 대조

실험을 시행 하였는데 그 결과 향의 농도 차이나 기계소음,

흡입동작에 의한 것이 아닌 향 자체에 의한 뇌 활성화임을

알 수 있었다.

라벤더 향을 준 후에 동물에서의 뇌의 활동성을 보기 위

해 c-fos 면역조직화학염색을 시행한 결과 역시 후각 영역

뿐만 아니라 청각 관련 영역에서도 면역 양성 반응을 확인

할 수 있었다.

이는 매우 흥미로운 결과로서 현재까지 밝혀져 있는 신

경의 경로나 뇌의 기능에 관한 지식들로는 설명이 어려운

점이 많다. 본 연구 결과는 후각을 통해 유입된 에센셜 아

로마 오일이 뇌의 다른 영역까지도 영향력을 미칠 수 있음

을 시사한다. 향후 대체 의학으로서의 아로마테라피에 대한

객관적인 접근을 통하여 아직 질병의 병태 생리가 확고하

게 정립되어 있지 않는 다른 뇌와 신경질환에 응용할 수

있을 것으로 사료되는 바이다.

중심 단어：아로마테라피·대체의학·기능적 자기공명영

상·면역조직화학염색.

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