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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 비교적 단시간에 걸치는 강도 높은 전신운동으로서 treadmill을 이용한 달리기를 택하여, 운동 중의 육체적 피로와 정신적 피로의 관계가 Yamamoto 등의 연구에서와 다를 수 있다는 점을 감안하였으며, 아울러 이러한 단시간의 강도 높은 전신운동 중 운동강도의 변화에 대응하는 특정 자극에 대한 반응시간도 구하였다.
제안 방법
- Borg-RPE지수에 대해서는 이 지수를 기재한 패널을 피험자의 눈높이의 정면벽에 걸어두고 피험자가 전신운동을 시작한 후의 경과시간별로 실험자가 가리키는 해당하는 지수에 고개를 상하로 끄떡이는 걸로 주관적 근활동도를 평가하였다.
- treadmill을 이용한 단시간의 강도 높은 전신운동을 대상으로 한 본 연구에서의 실험에서, 근활동도의 주관적인 척도로서의 Borg-RPE지수와 생리적 척도인 HR 및 RQ로써 피험자의 근활동도를 평가한 후, 이에 대응하는 운동시작 후의 경과시간별 피험자간 반응시간 및 정신작업결과의 오답률의 변화를 조사하여, treadmill을 이용한 단시간의 강도 높은 전신운동과 간단한 덧셈의 정신작업에 한정하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 그리고, 측정시 피험자에게는 호기 개스분석장치(Mania, AT-4000)의 호기가스채집마스크를 장착하여 HR 및 RQ를 측정하였다. 운동 중 호기의 분석에 대해서는 피험자의 입과 코에는 저저항 고속판막(low resistance, high velocity valve)이 부착되어 있는 마스크(Hans Rudolph Co.
- 이때 주관적인 근활동도를 측정하기 위한 수단인 Borg-RPE지수 및 HR, RQ 그리고 반응시간은 피험자별로 안정시, 활동시작 후 경과시간 1분, 3분, 5분 등으로 하여 피험자가 all-out상태가 될 때까지 운동을 지속적으로 하도록 하였다. 단, 당연히 피험자에 따라 체력의 개인차 때문에 경과시간이 다르므로 어떤 경과시간에서 어떤 피험자가 주관적으로 all out상태가 되면 손을 들게한 다음 treadmill의 구동을 정지시키고 treadmill위에서 내려오도록 하여 전신운동을 종료토록 하였다.
- 이때의 자극은 반응시간측정기의 표시장치에서 발생하는 단일 점광원이며, 피험자는 전신운동 도중 이 점광원을 지각하는 즉시 실험자가 건네는 손잡이의 스위치를 누르는 것으로 반응실험이 이루어졌다. 단, 측정횟수는 매 경과시간별 5회로 하여 그 평균치를 구하였다.
- 즉, 2자리의 정수 2개를 더하는 것을 1문제로 하고, 12문제가 1행이 되며 10행이 1매(120문제)가 되도록 실험용지를 작성하였다. 덧셈 작업은 1매의 실험용지에서 용지 상단 좌로부터 우의 순서로 계산을 하도록 하였으며 1행의 덧셈을 15초 이내에 마치도록 하였는데, 15초가 경과한 때에는 피험자에게 종료신호를 보내어 즉시 다음 행의 문제로 덧셈 작업을 이행하도록 하였다.
- 또한, 정신적 작업으로 채택한 덧셈 작업은 treadmill을 이용한 전신운동 20분전과 전신운동 1분 후에 각각 1매가 120문제로 이루어진 실험용지 4매, 즉 최고 480문제를 계산하도록 하였는데, 운동 전 예비적으로 60문제에 대해 덧셈 작업을 하도록 하였다. 단, 이들의 산술능력에 대해서는, 별도의 기간에 이루어진 예비실험과 본실험 전 충분한 예비적 훈련을 행하였으며, 또 인쇄된 용지에 제시된 십 단위 두 자리 숫자를 그대로 더하는 간단한 문제이므로 대학 1학년생의 수준으로서는 별 무리가 없다고 생각된다.
- 또한, 주관적인 근활동도를 나타내는 Boig-RPE지수에 더하여 객관적이며 생리적인 척도를 구할 필요가 있는데, 여기에서는 이들 척도로서 Table 2에서와 같이 HR 및 RQ를 구하였다. 여기에서, 육체적으로 all out상태에 이르게 되는 HR 및 RQ는 HR>{(220-연령)×0.
- 마지막으로, 근활동도에 따른 반웅시간을 측정하기 위해 반응시간측정기의 RPM을 15로 고정하여 단일 광자극을 제시하였고, 피험자는 treadmill에서의 전신운동 도중 광자극 발생시마다 실험자가 건네준 버튼을 누르도록 한 것이다. 이때의 자극은 반응시간측정기의 표시장치에서 발생하는 단일 점광원이며, 피험자는 전신운동 도중 이 점광원을 지각하는 즉시 실험자가 건네는 손잡이의 스위치를 누르는 것으로 반응실험이 이루어졌다.
- A)를 사용하였는데, 이때 protocol은 KSSI(한국체육과학연구원)의 방법으로 행하였다. 먼저 대표적인 근활동도의 척도 중 하나인 HR(Heart Rate) 및 RQ(Respiratoiy Quotient)를 구하였으며, 또한 근력활동 중 육체적 피로에 수반되는 인체의 반응속도를 경과시간별로 구하기 위해서는 반응시간측정기(perception tester, Lafayette Instrument, U.S.A)를 병용하였다. 단, 이러한 반응시간측정기는 단순 시각반응을 측정하는 것으로 여기에서 발생하는 광자극은 단일 광자극이다.
- 먼저, treadmill의 경사각을 5°로 고정하고 분당 80m의 속도로 근력활동을 시작하여 매 2분마다 부하량인 treadmill의 속도를 분당 20m씩 증가시키는 점증운동부하법을 행하였다. 이때 주관적인 근활동도를 측정하기 위한 수단인 Borg-RPE지수 및 HR, RQ 그리고 반응시간은 피험자별로 안정시, 활동시작 후 경과시간 1분, 3분, 5분 등으로 하여 피험자가 all-out상태가 될 때까지 운동을 지속적으로 하도록 하였다.
- 본 연구에서는 실험대상인 정신적 작업으로서 간단한 덧셈 작업을 채택하였는데, 덧셈 작업에 사용할 2자리 숫자는 난수표를 이용하여 용지에 배열하였다. 즉, 2자리의 정수 2개를 더하는 것을 1문제로 하고, 12문제가 1행이 되며 10행이 1매(120문제)가 되도록 실험용지를 작성하였다.
- HR 및 RQ를 측정하였다. 운동 중 호기의 분석에 대해서는 피험자의 입과 코에는 저저항 고속판막(low resistance, high velocity valve)이 부착되어 있는 마스크(Hans Rudolph Co., USA)를 기밀하게 착용하도록 하며 흡기는 실내공기를 이용하고 호기는 사관(corrugated tube)과 호기종말관(end-tided tube)을 통해서 pneumotachograph와 O2 및 CO2 분석기가 장치되어 있는 Cordiopulmonaiy Exercise System(QMC. Quinton Co., USA)에 연결하여 운동부하검사 시 매 20초마다 호흡수, 호기량, 호기 및 호기 종말의 O2와 CO2의 함량을 분석하고 이들로부터 RQ를 측정한 것이다.
- 행하였다. 이때 주관적인 근활동도를 측정하기 위한 수단인 Borg-RPE지수 및 HR, RQ 그리고 반응시간은 피험자별로 안정시, 활동시작 후 경과시간 1분, 3분, 5분 등으로 하여 피험자가 all-out상태가 될 때까지 운동을 지속적으로 하도록 하였다. 단, 당연히 피험자에 따라 체력의 개인차 때문에 경과시간이 다르므로 어떤 경과시간에서 어떤 피험자가 주관적으로 all out상태가 되면 손을 들게한 다음 treadmill의 구동을 정지시키고 treadmill위에서 내려오도록 하여 전신운동을 종료토록 하였다.
- 버튼을 누르도록 한 것이다. 이때의 자극은 반응시간측정기의 표시장치에서 발생하는 단일 점광원이며, 피험자는 전신운동 도중 이 점광원을 지각하는 즉시 실험자가 건네는 손잡이의 스위치를 누르는 것으로 반응실험이 이루어졌다. 단, 측정횟수는 매 경과시간별 5회로 하여 그 평균치를 구하였다.
- 즉, 2자리의 정수 2개를 더하는 것을 1문제로 하고, 12문제가 1행이 되며 10행이 1매(120문제)가 되도록 실험용지를 작성하였다. 덧셈 작업은 1매의 실험용지에서 용지 상단 좌로부터 우의 순서로 계산을 하도록 하였으며 1행의 덧셈을 15초 이내에 마치도록 하였는데, 15초가 경과한 때에는 피험자에게 종료신호를 보내어 즉시 다음 행의 문제로 덧셈 작업을 이행하도록 하였다.
대상 데이터
- 피험자는 골관절 질환, 심질환, 호흡기계 질환 및 정신신경계의 질환이 없는 건강한 19세의 남자 대학생 6명으로 하였는데 이들의 신체적 특성은 Table 1과 같다.
이론/모형
- 단, 이러한 반응시간측정기는 단순 시각반응을 측정하는 것으로 여기에서 발생하는 광자극은 단일 광자극이다. 그리고, 근력활동에 따르는 운동강도를 주관적으로 평가하기 위한 수단으로서는 Borg-RPE(rating of perceived exertion)지수를 사용하였다. 이때 사용된 Borg-RPE지수는 생리적 즉정을 주관적 평점등급으로 대체하여 등급척도를 관리하고 평점하기에 용이하게 한 것으로서 정신적, 육체적 활동지각(perceived exertion)의 평가척도의 하나로서 널리 이용되고 있다.
- 먼저, 동적 근력활동으로서는 treadmill을 이용한 운동부하검사로 정하였으며, 이러한 근력활동에 관련된 각종 생리적 스트레인을 평가하기 위해서는 운동부하검사장비인 QMC(Quinton U.S.A)를 사용하였는데, 이때 protocol은 KSSI(한국체육과학연구원)의 방법으로 행하였다. 먼저 대표적인 근활동도의 척도 중 하나인 HR(Heart Rate) 및 RQ(Respiratoiy Quotient)를 구하였으며, 또한 근력활동 중 육체적 피로에 수반되는 인체의 반응속도를 경과시간별로 구하기 위해서는 반응시간측정기(perception tester, Lafayette Instrument, U.
성능/효과
- 1) 근활동도를 측정하는 주관적 방법으로서의 Botg-RPE지수에는 피험자간 경과시간별로 차가 없다. 이는 동일한 연령의 학생들에 대해서 운동강도를 점증적으로 높인다 하드라도 경과시간별로 거의 같은 운동강도를 주관적으로 경험하고 있다는 것을 의미한다고 할 것이다.
- 2) Borg-RPE지수와 마찬가지로 HR 및 RQ 역시, 동일한 연령의 피실험자군에서 다르지 않음을 알 수 있다. 여기에서 HR 및 RQ는 단지 근활동도가 경과시간별로 객관적으로 어떻게 평가되는지를 알 게하는 수단으로, 또 피험자별로 육체적인 all-out상태가 되는 시간을 측정하기 위한 수단으로 이용하였는데, 주관적인 근활동도를 경험한 피험자들이 역시 객관적으로 이를 같이 경험하고 있는 것이라 할 것이다.
- 3) 반응시간은 경과시간에 따른 정신적 민감도를 평가하기 위한 척도로서, 정확한 측정은 불가능하나 주어진 조건에서 피험자간 차가 있음을 알 수 있는데, 이는 근활동도가 경과시간에 따라 정신적 긴장도에 영향을 미친다는 것을 의미한다고 할 것이다.
- 4) 정신적 피로를 측정하기 위한 수단인 덧셈작업결과의 오답률에서는 운동전보다 오히려 운동후에서 오답률이 감소하는 것으로 나타나며 피험자별로 차가 있음을 알 수 있는데, 이는 비교적 단시간의 강도 높은 전신운동에 수반되는 정신적 피로가 어떤 시간범위 내에서 어떤 강도의 근활동의 영향을 받지 않거나, all out를 목전에 둔 정신적 긴장감에 따른 것이라 생각할 수 있다. 즉, 장시간의 전신운동과는 달리 비교적 단시간의 전신운동에서는 운동 중의 정신적 긴장이 운동전보다 강하고 이러한 정신적 긴장이 운동직후에까지 지속되는 결과 생기는 현상이라 할 수 있다.
- Table 3과 같이 구하였다. 이러한 반응시간은 동일 경과시간대에 대해 연속 5회 측정한 평균치로서, 이에 대한 정확한 측정은 곤란하나 대체로 경과시간에 따라 산포가 큰 것으로 나타났다.
- 05). 즉, 운동전에 비해 체력이 all out상태에 이르는 정도의 근육피로를 겪은 운동 후의 오답률이 오히려 낮아진다는 사실을 발견할 수 있는데, 본 실험에서와 같이 비교적 단시간의 전신운동종료 직후인 1분 후에 정신적 작업을 부과한 경우에는 운동중의 정신적 긴장도가 운동전의 그것보다 강한데다가 이러한 운동 중의 정신적 긴장이 운동후에도 지속되어, 이것이 운동후의 정신적 작업에 영향을 미쳤을 가능성이 있다고 생각할 수 있다. 일반적으로 비교적 장시간의 높은 운동강도에서는 전신운동에 수반하여 정신적 피로가 증가하나, 본 실험에서와 같은 단시간의 높은 운동강도에서는 정신적 피로의 영향이 크게 영향을 미치지 않음을 의미한다고 할 수 있을 것이다.
후속연구
- 본 연구에서는 headmill을 이용하여 소수의 피험자를 대상으로 한 비교적 단시간의 전신운동에 한정하여 이러한 운동이 반응시간과 간단한 정신적 작업으로서의 덧셈작업에 미치는 영향을 결론으로 다루었으나, 추후 이러한 연구에서 보다 정확하고 객관적인 결론을 얻기 위해서는 피실험자수를 늘리고 일반학생들과 비교 대상이 될 수 있는 특정 집단을 피실험자군으로 선정하는 방안을 강구하여야 할 것이다.
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