[학위논문]유산소 운동이 집중과제 수행 시 초등학생의 뇌 활성화에 미치는 영향 The effect of aerobic exercise on brain activation during an attention task in elementary school children원문보기
이 연구는 유산소 운동이 초등학생의 뇌 활성화에 미치는 영향을 알아보기 위하여 초등학교 4-6학년 학생 중 보호자의 동의를 얻은 22명(실험집단 12명, 비교집단 10명)을 대상으로 8주간 주 3회, 1회 20분씩 오래달리기걷기의 유산소 운동 실시 전과 후에 뇌파를 측정하였다. 뇌파는 F3, F4, F7, F8, P3, P4, O1, O2의 8개 영역에서 안정 시(Eye Close, Eye Open)와 집중과제 수행 시(Encoding, Retrieval)로 구분하여 120초 동안 측정한 30-90초 구간의 60초에 대한 5개 파형별(...
이 연구는 유산소 운동이 초등학생의 뇌 활성화에 미치는 영향을 알아보기 위하여 초등학교 4-6학년 학생 중 보호자의 동의를 얻은 22명(실험집단 12명, 비교집단 10명)을 대상으로 8주간 주 3회, 1회 20분씩 오래달리기걷기의 유산소 운동 실시 전과 후에 뇌파를 측정하였다. 뇌파는 F3, F4, F7, F8, P3, P4, O1, O2의 8개 영역에서 안정 시(Eye Close, Eye Open)와 집중과제 수행 시(Encoding, Retrieval)로 구분하여 120초 동안 측정한 30-90초 구간의 60초에 대한 5개 파형별(Theta, Alpha, SMR, M-Beta, H-Beta) 상대파워를 분석하였다. 측정된 자료는 SPSS 프로그램(ver. 18.0)을 이용하여 유산소 운동 실시 전과 후의 변화를 알아보기 위해 반복측정 분산분석을 실시한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, Theta파 활성도의 변화는 안정 시, 눈감은(Eye Close) 상태에서 전두엽(F3, F4)과 외측전두엽(F7, F8)에서 시기와 그룹의 상호작용 효과가 나타났다. 눈뜬(Eye Open) 상태에서 외측전두엽 우측(F8), 두정엽(P3, P4), 후두엽(O1, O2)에서 시기와 그룹의 상호작용 효과가 나타났다. 집중과제 수행 시, Encoding 상태에서 전두엽(F3, F4)과 후두엽 우측(O2), Retrieval 상태에서 전두엽(F3, F4), 외측전두엽 우측(F8), 두정엽(P3, P4), 후두엽(O1, O2)에서 시기 간 유의한 차이가 나타났으나, 그룹 간, 시기와 그룹의 상호작용 효과는 나타나지 않았다. 둘째, Alpha파 활성도의 변화는 안정 시, 눈감은(Eye Close) 상태와 눈뜬 (Eye Open) 상태에서 시기 간, 그룹 간, 시기와 그룹의 상호작용 효과는 나타나지 않았다. 집중과제 수행 시, Encoding 상태에서 외측전두엽 좌측(F7)과 후두엽 우측(O2)에서 시기 간 유의한 차이가 나타났고, 후두엽 좌측(O1)에서 시기와 그룹의 상호작용 효과가 나타났다. Retrieval 상태에서 후두엽(O1, O2)에서 시기 간 유의한 차이가가 나타났으며, 전두엽 우측(F4)에서 시기와 그룹의 상호작용 효과가 나타났다. 셋째, Beta파 활성도의 변화는 안정 시, SMR파의 눈뜬(Eye Open) 상태에서 전두엽(F3, F4)에서 시기와 그룹의 상호작용 효과가 나타났다. M-Beta파의 눈감은(Eye Close) 상태에서 전두엽 좌측(F3), 후두엽 우측(O2)에서 시기 간 유의한 차이와 전두엽 좌측(F3)과 외측전두엽 좌측(F7)에서 시기와 그룹의 상호작용 효과가 나타났다. 눈뜬(Eye Open) 상태에서 전두엽 우측(F4)과 외측전두엽 좌측(F7)에서 시기 간 유의한 차이가 나타났으며, 후두엽 우측(O2)에서 시기와 그룹의 상호작용 효과가 나타났다. H-Beta파의 눈감은(Eye Close) 상태에서 전두엽(F3, F4), 외측전두엽(F7, F8), 후두엽 우측(O2)에서 시기 간 유의한 차이가 나타났으며, 후두엽 좌측(O1)에서 그룹 간 유의한 차이가 나타났다. 눈뜬(Eye Open) 상태에서 전두엽(F3, F4), 외측전두엽(F7, F8)에서 시기 간 유의한 차이가 나타났다. 집중과제 수행 시, SMR파의 Encoding 상태에서 후두엽 좌측(O1), Retrieval 상태에서 전두엽 우측(F4)과 후두엽 우측(O2)에서 시기와 그룹의 상호작용 효과가 나타났다. M-Beta파의 Encoding 상태에서 전두엽(F3, F4), 두정엽 우측(P4)에서 시기 간 유의한 차이가 나타났으며, Retrieval 상태에서 전두엽(F3, F4), 외측전두엽(F7, F8), 두정엽(P3, P4)에서 시기 간 유의한 차이가 나타났다. H-Beta파의 Encoding 상태에서 전두엽(F3, F4), 외측전두엽 (F7, F8), 두정엽(P3, P4), 후두엽 우측(O2)에서 시기 간 유의한 차이와 외측전두엽(F7, F8)에서 집단 간 유의한 차이, 그리고 외측전두엽 우측(F8)에서 시기와 그룹의 상호작용 효과가 나타났다. Retrieval 상태에서 전두엽(F3, F4), 외측전두엽 우측(F8), 두정엽(P3, P4), 후두엽(O1, O2)에서 시기 간 유의한 차이가 나타났다. 이상의 결론을 종합하면, 유산소 운동이 초등학생의 뇌 활성화에 긍정적으로 작용한 것으로 볼 수 있다. 다만 두뇌 영역별 그리고 뇌파 파형별로 고르게 나타난 결과는 아니지만, 특정 부위에 특정 뇌파의 활성화 양상은 유산소 운동의 효과로 판단할 수 있다. 특히, 일상생활 중에 잘 나타나는 Beta파는 전두엽에서 잘 기록되는데 주의집중과 관련된 SMR파가 집중과제 수행 시 전두엽과 후두엽 부위에서 통계적으로 유의한 차이를 나타낸 것은 유산소 운동이 초등학생의 집중력을 향상시켜 학력향상에 긍정적인 영향을 미치는 의미 있는 결과라 할 수 있다. 또 학습에 몰두 할 때 발현되는 M-Beta파 또한 안정 시 전두엽 부위와 후두엽 부위에서 통계적으로 유의한 차이를 나타낸 것도 의미 있는 결과라 할 수 있다. 따라서 유산소 운동이 뇌 활성화에 영향을 미친다는 결과를 토대로 초등학생들 스스로가 어느 정도의 운동 강도와 시간으로 운동을 해야 건강한 신체를 유지할 수 있고, 또 두뇌를 활성화 시킬 수 있는지 알 수 있게 함으로서 운동을 통해 건강한 생활을 영위하면서 학력향상의 효과까지도 누릴 수 있는 기준 자료로 삼을 수 있을 것으로 사료된다.
이 연구는 유산소 운동이 초등학생의 뇌 활성화에 미치는 영향을 알아보기 위하여 초등학교 4-6학년 학생 중 보호자의 동의를 얻은 22명(실험집단 12명, 비교집단 10명)을 대상으로 8주간 주 3회, 1회 20분씩 오래달리기걷기의 유산소 운동 실시 전과 후에 뇌파를 측정하였다. 뇌파는 F3, F4, F7, F8, P3, P4, O1, O2의 8개 영역에서 안정 시(Eye Close, Eye Open)와 집중과제 수행 시(Encoding, Retrieval)로 구분하여 120초 동안 측정한 30-90초 구간의 60초에 대한 5개 파형별(Theta, Alpha, SMR, M-Beta, H-Beta) 상대파워를 분석하였다. 측정된 자료는 SPSS 프로그램(ver. 18.0)을 이용하여 유산소 운동 실시 전과 후의 변화를 알아보기 위해 반복측정 분산분석을 실시한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, Theta파 활성도의 변화는 안정 시, 눈감은(Eye Close) 상태에서 전두엽(F3, F4)과 외측전두엽(F7, F8)에서 시기와 그룹의 상호작용 효과가 나타났다. 눈뜬(Eye Open) 상태에서 외측전두엽 우측(F8), 두정엽(P3, P4), 후두엽(O1, O2)에서 시기와 그룹의 상호작용 효과가 나타났다. 집중과제 수행 시, Encoding 상태에서 전두엽(F3, F4)과 후두엽 우측(O2), Retrieval 상태에서 전두엽(F3, F4), 외측전두엽 우측(F8), 두정엽(P3, P4), 후두엽(O1, O2)에서 시기 간 유의한 차이가 나타났으나, 그룹 간, 시기와 그룹의 상호작용 효과는 나타나지 않았다. 둘째, Alpha파 활성도의 변화는 안정 시, 눈감은(Eye Close) 상태와 눈뜬 (Eye Open) 상태에서 시기 간, 그룹 간, 시기와 그룹의 상호작용 효과는 나타나지 않았다. 집중과제 수행 시, Encoding 상태에서 외측전두엽 좌측(F7)과 후두엽 우측(O2)에서 시기 간 유의한 차이가 나타났고, 후두엽 좌측(O1)에서 시기와 그룹의 상호작용 효과가 나타났다. Retrieval 상태에서 후두엽(O1, O2)에서 시기 간 유의한 차이가가 나타났으며, 전두엽 우측(F4)에서 시기와 그룹의 상호작용 효과가 나타났다. 셋째, Beta파 활성도의 변화는 안정 시, SMR파의 눈뜬(Eye Open) 상태에서 전두엽(F3, F4)에서 시기와 그룹의 상호작용 효과가 나타났다. M-Beta파의 눈감은(Eye Close) 상태에서 전두엽 좌측(F3), 후두엽 우측(O2)에서 시기 간 유의한 차이와 전두엽 좌측(F3)과 외측전두엽 좌측(F7)에서 시기와 그룹의 상호작용 효과가 나타났다. 눈뜬(Eye Open) 상태에서 전두엽 우측(F4)과 외측전두엽 좌측(F7)에서 시기 간 유의한 차이가 나타났으며, 후두엽 우측(O2)에서 시기와 그룹의 상호작용 효과가 나타났다. H-Beta파의 눈감은(Eye Close) 상태에서 전두엽(F3, F4), 외측전두엽(F7, F8), 후두엽 우측(O2)에서 시기 간 유의한 차이가 나타났으며, 후두엽 좌측(O1)에서 그룹 간 유의한 차이가 나타났다. 눈뜬(Eye Open) 상태에서 전두엽(F3, F4), 외측전두엽(F7, F8)에서 시기 간 유의한 차이가 나타났다. 집중과제 수행 시, SMR파의 Encoding 상태에서 후두엽 좌측(O1), Retrieval 상태에서 전두엽 우측(F4)과 후두엽 우측(O2)에서 시기와 그룹의 상호작용 효과가 나타났다. M-Beta파의 Encoding 상태에서 전두엽(F3, F4), 두정엽 우측(P4)에서 시기 간 유의한 차이가 나타났으며, Retrieval 상태에서 전두엽(F3, F4), 외측전두엽(F7, F8), 두정엽(P3, P4)에서 시기 간 유의한 차이가 나타났다. H-Beta파의 Encoding 상태에서 전두엽(F3, F4), 외측전두엽 (F7, F8), 두정엽(P3, P4), 후두엽 우측(O2)에서 시기 간 유의한 차이와 외측전두엽(F7, F8)에서 집단 간 유의한 차이, 그리고 외측전두엽 우측(F8)에서 시기와 그룹의 상호작용 효과가 나타났다. Retrieval 상태에서 전두엽(F3, F4), 외측전두엽 우측(F8), 두정엽(P3, P4), 후두엽(O1, O2)에서 시기 간 유의한 차이가 나타났다. 이상의 결론을 종합하면, 유산소 운동이 초등학생의 뇌 활성화에 긍정적으로 작용한 것으로 볼 수 있다. 다만 두뇌 영역별 그리고 뇌파 파형별로 고르게 나타난 결과는 아니지만, 특정 부위에 특정 뇌파의 활성화 양상은 유산소 운동의 효과로 판단할 수 있다. 특히, 일상생활 중에 잘 나타나는 Beta파는 전두엽에서 잘 기록되는데 주의집중과 관련된 SMR파가 집중과제 수행 시 전두엽과 후두엽 부위에서 통계적으로 유의한 차이를 나타낸 것은 유산소 운동이 초등학생의 집중력을 향상시켜 학력향상에 긍정적인 영향을 미치는 의미 있는 결과라 할 수 있다. 또 학습에 몰두 할 때 발현되는 M-Beta파 또한 안정 시 전두엽 부위와 후두엽 부위에서 통계적으로 유의한 차이를 나타낸 것도 의미 있는 결과라 할 수 있다. 따라서 유산소 운동이 뇌 활성화에 영향을 미친다는 결과를 토대로 초등학생들 스스로가 어느 정도의 운동 강도와 시간으로 운동을 해야 건강한 신체를 유지할 수 있고, 또 두뇌를 활성화 시킬 수 있는지 알 수 있게 함으로서 운동을 통해 건강한 생활을 영위하면서 학력향상의 효과까지도 누릴 수 있는 기준 자료로 삼을 수 있을 것으로 사료된다.
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