과거 파킨슨의 수술적 치료 방법인 파괴술은 증상에 효과가 있지만 한 번 손상된 구조물을 복구시킬 수 없고, 증상에 대한 조절이 불가능하므로 거의 시행하지 않는 수술이었습니다. 이에 대해 1990년대 초에 출시된 뇌심부 자극수술은 전극을 뇌 안에 이식한 후 목표 부위에 적절한 전기 자극을 전달하고, 전극의 다른 쪽 끝을 가슴 근육 아래에 심어놓은 자극발생기에 연결합니다. 자극발생기는 고주파로 뇌심부핵을 자극하고 여러 가지 신경섬유들이 활성화되어 증상을 완화됩니다. 일반적으로 투약으로 인한 약효가 현저히 줄거나 심한 약효변동성 및 충동적인 행동 등 부작용이 심한 경우 뇌심부 자극술을 시행합니다. 대체로 발병 후 3년이 경과한 환자에서 시행할 수 있습니다. 뇌심부 자극술은 지속적으로 전기 자극에 의한 치료 효과가 있기 때문에 변동성을 감소시켜 약 기운이 남아 있는 시간을 증가시키고, 이상 운동 증상이 나타나는 시간을 줄일 수 있습니다. 그리고 뇌의 일부를 영구적으로 파괴하는 것이 아니기 때문에 치료법이 개발되거나 증상이 호전되면 기계를 제거하여 자극술을 시행하기 이전의 상태로 돌아갈 수 있다는 장점이 있습니다.

파킨슨병, 진전, 근긴장이상증과 같은 이상운동 질환, 강박증, 만성 통증, 간질 등을 치료하기 위해 시술을 시행합니다.  또한 약물에 반응하지 않거나 부작용이 발생하는 다양한 신경계 질환 및 강박증, 뚜렛 증후군 등 정신과 질환에서도 시술을 시행합니다.

시술 전 X선 촬영, CT, MRI, PET 검사 등을 이용하여 기존의 뇌 병변과 동반된 병변 유무를 확인합니다.

약물의 효과 유무에 따라 두 차례의 MRI 검사를 진행하여, 시술에 적합한 증상인지 확인할 수 있습니다.

1. MRI 혹은 CT 검사를 이용하여 뇌의 해부학적 구조물들을 확인하고 고정시키는 틀(뇌정위기구)을 적용합니다.
2. 뇌심부핵의 목표점을 정한 뒤, 대뇌의 고랑과 주변 혈관에 영향을 주지 않도록 전극의 위치를 설정합니다.
3. 두개골에 약 1.5cm 크기의 작은 구멍을 뚫고 경막을 절개합니다. 한 개 혹은 몇 개의 미세전극을 삽입합니다.
4. 그 중 전기자극을 주었을 때의 뇌신호와 최적의 증상 호전을 보이는 위치를 선택하여 동일한 위치에 영구자극전극을 삽입합니다. X선 투시, C-arm 등을 이용하여 전극의 위치를 확인합니다.
5. 쇄골 아래 부위 혹은 겨드랑이쪽의 피부를 절개하고 자극발생기를 대흉근 뒤에 삽입합니다. 

예상 소요 시간은 MRI촬영 시간 등을 제외하고 6~7시간으로 추정되나, 환자 상태 및 검사 진행 상황에 따라 변경될 수 있습니다.

시술 과정에서 환자의 상태에 따라 부득이하게 검사 방법이 변경되거나 시술 범위가 추가될 수 있습니다.

삽입 후 MRI 검사를 통해 뇌 내부의 출혈 여부와 전극의 위치를 확인합니다.

심부뇌자극술을 받은 환자는 뇌심부에 전달되는 자극을 전혀 느낄 수 없고, 다만 기계가 처음 켜질 때 짧은 시간 동안 저린 느낌이 있을 수 있습니다.

뇌심부 자극수술을 이용하여 뇌를 자극하는 방법은 외부에서 프로그램을 변경하여 조절이 가능합니다. 증상을 조절하여 환자에게 적합하게 맞추기 위해 의료진은 쇄골 아래에 대흉근 뒤에 위치한 자극발생기를 몸 바깥에서 무선으로 조정합니다.

뇌심부 자극수술 후 무의식적인 근육 수축, 동작 이상, 팔다리의 욱신거림 등이 발생할 수 있습니다. 즉각적인 치료를 통해 금방 증상에서 호전될 수 있습니다.

뇌정위기구를 사용함으로써 드물게 뇌 속에 출혈이 생기거나 감염의 가능성이 있습니다. 출혈이 발생할 경우 시간이 지나면 흡수되나 주변 뇌에 영향을 주는 경우가 있을 수 있고, 감염의 경우 항생제 치료가 필요할 수 있습니다.

뇌심부 자극수술 후 마비, 비정상적 보행, 운동조절장치, 감각장애, 시각장애, 안검하수, 언어장애 등의 신경학적 이상 증상이 드물게 발생할 수 있습니다. 

뇌심부 자극수술 후 드물게 인지장애, 사고장애, 주의집중 장애, 통증, 심혈관 장애, 전극선의 이상, 간질, 전극 위치 조절을 위한 재수술, 삽입물질에 대한 알레르기 반응 등이 발생할 수 있습니다.

치료 효과는 환자에 따라 다르나 평균 50~80% 가량 증상 호전이 되고 파킨슨 약 용량도 평균 50% 가량 감소시킬 수 있는 것으로 알려져 있습니다.

최근 몇 년 간 줄기세포치료에 대한 환자와 일반인들의 관심이 매우 높았는데, 아직까지 줄기세포를 이용한 치료를 파킨슨병 환자에게 적용할 만한 근거는 없습니다. 줄기세포 치료는 아직 실험실에서 세포와 동물을 이용한 연구에서만 일부 효과를 보이고 있기 때문에 좀 더 많은 연구가 필요한 실정입니다.