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문제 정의
- 따라서 본 연구의 목적은 자세 및 균형조절 훈련이라 할 수 있는 스키 시뮬레이션을 이용한 목표지향적인 행동관찰이 실제운동에서와 같이 대뇌겉질 영역의 뇌의 활성화에 미치는 영향을 알아보고, 향후 물리치료의 기능적 수행능력을 증진시키기 위한 치료적 중재방법으로서 활용가능성에 대한 기초자료를 제공하고자 한다.
제안 방법
- , 대한민국)를 이용하였다. 뇌파를 측정하기 위하여 방해 받지 않는 환경을 구성하였고, 빛과 소음이 없는 밀폐된 장소와 적정한 온도를 유지하였다. 또한 자극 전 기대심리 등으로 심리적 영향을 주는 경우를 최소로 줄였으며, 금속으로 인해 뇌파 자료수집에 방해를 주지 않는 실험실에서 진행하였다.
- 측정 기간은 행동관찰을 수행하지 않은 상태, 수행 상태 그리고 수행 후 각각 3번의 상태에서 뇌파를 측정하였으며, 측정 시간은 1분간 측정에 3분간 휴식을 취하도록 하였다. 대조군은 아무것도 하지 않은 상태, 즉 안정된 상태에서 각각 1분간 측정에 3분간 휴식을 취하도록 하였다.
- 뇌파를 측정하기 위하여 방해 받지 않는 환경을 구성하였고, 빛과 소음이 없는 밀폐된 장소와 적정한 온도를 유지하였다. 또한 자극 전 기대심리 등으로 심리적 영향을 주는 경우를 최소로 줄였으며, 금속으로 인해 뇌파 자료수집에 방해를 주지 않는 실험실에서 진행하였다.
- 본 연구에서는 각각 10명씩 실제운동군, 행동관찰군 그리고 대조군으로 나누어 진행하였다. 실제운동군과 행동관찰군은 운동과 뇌파측정을 동시에 진행하였다.
- 신경세포의 전기활동인 뇌파를 측정하기 위하여 본 연구에서는 뇌파측정 및 분석기인 POLYG-I (LAXTHA Inc., 대한민국)를 이용하였다. 뇌파를 측정하기 위하여 방해 받지 않는 환경을 구성하였고, 빛과 소음이 없는 밀폐된 장소와 적정한 온도를 유지하였다.
- 본 연구에서는 각각 10명씩 실제운동군, 행동관찰군 그리고 대조군으로 나누어 진행하였다. 실제운동군과 행동관찰군은 운동과 뇌파측정을 동시에 진행하였다. 실제운동군에 사용된 스키 시뮬레이션프로그램은 다운 힐 스키 프로그램을 사용하였으며, 이는 실험자가 모니터를 보면서 직접 체중이동을 통하여 깃발을 통과하여 움직이는 프로그램이다.
- 본 연구에 참여한 대상자는 건강한 20대 성인 30명의 지원자를 선발하였다. 실험 대상자를 무작위로 실제운동군(AM; actual movement group), 행동관찰군(OM; observation movement group) 그리고 대조군(CM; control movement group)으로 각각 10명씩 나누어 진행하였다. 선정기준은 운동을 실행하는데 특별한 제약이 없고, 하지의 근육뼈대계통 및 신경계의 질환이 없는 자로 한정하였다.
- 실제운동군에 사용된 스키 시뮬레이션프로그램은 다운 힐 스키 프로그램을 사용하였으며, 이는 실험자가 모니터를 보면서 직접 체중이동을 통하여 깃발을 통과하여 움직이는 프로그램이다. 실험군의 행동관찰 프로그램은 가상운동 프로그램인 다운힐 스키에 능숙한 제 3자의 운동수행 동영상을 1분 동안 모니터를 보면서 스키 수행동작을 관찰하도록 하였다. 측정 기간은 행동관찰을 수행하지 않은 상태, 수행 상태 그리고 수행 후 각각 3번의 상태에서 뇌파를 측정하였으며, 측정 시간은 1분간 측정에 3분간 휴식을 취하도록 하였다.
- 실험군의 행동관찰 프로그램은 가상운동 프로그램인 다운힐 스키에 능숙한 제 3자의 운동수행 동영상을 1분 동안 모니터를 보면서 스키 수행동작을 관찰하도록 하였다. 측정 기간은 행동관찰을 수행하지 않은 상태, 수행 상태 그리고 수행 후 각각 3번의 상태에서 뇌파를 측정하였으며, 측정 시간은 1분간 측정에 3분간 휴식을 취하도록 하였다. 대조군은 아무것도 하지 않은 상태, 즉 안정된 상태에서 각각 1분간 측정에 3분간 휴식을 취하도록 하였다.
대상 데이터
- 본 연구에 참여한 대상자는 건강한 20대 성인 30명의 지원자를 선발하였다. 실험 대상자를 무작위로 실제운동군(AM; actual movement group), 행동관찰군(OM; observation movement group) 그리고 대조군(CM; control movement group)으로 각각 10명씩 나누어 진행하였다.
- 실험 대상자를 무작위로 실제운동군(AM; actual movement group), 행동관찰군(OM; observation movement group) 그리고 대조군(CM; control movement group)으로 각각 10명씩 나누어 진행하였다. 선정기준은 운동을 실행하는데 특별한 제약이 없고, 하지의 근육뼈대계통 및 신경계의 질환이 없는 자로 한정하였다. 실험 전에 대상자들에게 실험에 대한 전반적인 과정을 설명하고 실험 참여 동의서를 받은 후에 연구를 진행하였다.
데이터처리
- 0 프로그램으로 분석하였다. 각 집단과 측정시기에 따른 변화에 대한 분석은 반복측정 분산분석(repeated measures ANOVA)을 하였다. 시기와 군에 따른 주 효과 비교는 Bonferroni 검정을 이용하였다.
- 각 집단과 측정시기에 따른 변화에 대한 분석은 반복측정 분산분석(repeated measures ANOVA)을 하였다. 시기와 군에 따른 주 효과 비교는 Bonferroni 검정을 이용하였다. 모든 통계학적 유의성을 검증하기 위해 유의수준 α는 0.
이론/모형
- 실험대상자의 전극 부착 부위는 가장 널리 사용되는 Jasper19 의 국제전극배치법(“10-20법”, ten-twenty electrode system)을 이용하였다.
성능/효과
- 스키 시뮬레이션 수행 중 Fz영역에서 실제운동군과 행동관찰군은 증가하고, 대조군은 감소하는 경향을 보였다(표 4). Cz영역, Pz영역, 그리고 Oz영역에서는 실제운동군과 행동관찰군은 증가하는 경향을 보였고, 대조군은 변화가 없었으며, C3영역에서는 세 군 모두 증가하는 경향을 보였다(표 4). C4영역에서는 실제운동군은 증가하고, 행동관찰군은 변화가 없었으며, 대조군은 감소하는 경향을 보였다(표 4).
- 스키 시뮬레이션 수행 중 Fz영역, Cz영역, C3영역, 그리고 C4 영역에서 실제운동군과 행동관찰군은 감소하고, 대조군은 증가하는 경향을 보였다(표 2). Pz영역과 Oz영역에서는 세 군 모두 감소하는 경향을 보였으며, T3영역과 T4영역에서는 실제운동군은 감소하고, 행동관찰군과 대조군은 증가하는 경향을 보였다(표 2).
- 각 군의 상대베타파워 변화에 대한 반복측정 분산분석 결과, Fz영역, C3영역, 그리고 C4영역에서 기간에 따른 상대베타파워는 유의한 차이가 없었고, 군 간에서도 통계학적으로 유의하지 않았다(표 5). 또한 시기와 군에서도 상호작용이 나타나지 않았다 (표 5).
- 각 군의 상대알파파워 변화에 대한 반복측정 분산분석 결과, Fz영역에서 기간에 따른 상대알파파워는 유의한 차이를 나타냈으나(F=4.568, p<0.05), 군 간은 통계학적으로 유의하지 않았으며, 시기와 군에서도 상호작용이 나타나지 않았다(표 3).
- 결론적으로 스키 시뮬레이션의 실제수행 대상자나 실제수행을 하지 않고 행동관찰을 한 대상자 모두 뇌의 활성도가 뇌의 많은 영역에서 유사한 변화가 나타나는 것을 알 수 있었다. 특히, Oz 영역에서 대조군에 비하여 실제행동군과 행동관찰군에서 상대알파파워의 감소가 크게 나타났는데, 이는 스키 시뮬레이션에 대한 실제 행동 시나 행동관찰 시에 시각적 피드백에 의한 시각 영역에서의 뇌활성도가 커진 결과로 생각된다.
- 본 연구는 행동관찰과 실제운동 시의 뇌파의 변화양상을 측정하여 분석해 본 결과에서 대조군에 비하여 행동관찰군과 실제운동군이 유사한 양상을 보이고 있음을 확인하였다. 따라서 행동관찰이 실제행동에서와 같이 뇌의 활성도 중 알파파와 베타파에 영향을 미치는 것을 알 수 있었으며, 이러한 결과를 바탕으로 침상 안정기 환자나 실제운동이 불가능한 환자 등에서 뇌의 활성화를 통한 운동촉진을 목적으로 할 때, 물리치료 중재방법으로의 활용 가능성이 기대된다.
- 본 연구에서 스키 시뮬레이션 기간에 따른 상대베타파워는 Cz, Pz, Oz, T3, T4 영역에서 유의한 차이가 나타났다. 특히, 대조군은 Cz, Oz, C3 제외한 모든 영역에서 감소하는 경향을 보인 반면, 실제운동군은 스키 시뮬레이션 수행 중에서 T3, T4를 제외한 모든 영역에서 증가하는 경향을 보였고, 행동관찰군은 Oz, C4, T3, T4를 제외한 모든 영역에서 증가하는 경향이 나타나 실제운동과 행동관찰은 뇌의 활성도에서 유사한 양상이 나타나는 것을 알 수 있었다.
- 본 연구에서 스키 시뮬레이션 중의 상대알파파워는 Fz, Cz, Oz, C3, C4, T4 영역에서 유의한 차이가 나타났다. 특히, 대조군은 Pz, Oz를 제외한 모든 영역에서 증가하는 경향을 보인 반면, 실제운동군은 스키 시뮬레이션 중에 모든 영역에서 감소하는 경향을 보였고, 행동관찰군도 T3, T4를 제외한 모든 영역에서 감소하는 경향이 나타나 실제운동과 행동관찰은 뇌의 활성도에서 유사한 양상이 나타나는 것을 알 수 있었다.
- 스키 시뮬레이션 수행 중 Fz영역, Cz영역, C3영역, 그리고 C4 영역에서 실제운동군과 행동관찰군은 감소하고, 대조군은 증가하는 경향을 보였다(표 2). Pz영역과 Oz영역에서는 세 군 모두 감소하는 경향을 보였으며, T3영역과 T4영역에서는 실제운동군은 감소하고, 행동관찰군과 대조군은 증가하는 경향을 보였다(표 2).
- 스키 시뮬레이션 수행 중 Fz영역에서 실제운동군과 행동관찰군은 증가하고, 대조군은 감소하는 경향을 보였다(표 4). Cz영역, Pz영역, 그리고 Oz영역에서는 실제운동군과 행동관찰군은 증가하는 경향을 보였고, 대조군은 변화가 없었으며, C3영역에서는 세 군 모두 증가하는 경향을 보였다(표 4).
- 05), 군 간은 통계학적으로 유의하지 않았으며, 시기와 군에서도 상호작용이 나타나지 않았다(표 3). 시기와 군에 따른 주효과 비교에서, 시기에서는 전과 후, 중과 후, 군에서는 대조군과 실제운동군에 유의한 차이를 보였다. Cz영역과 C4영역에서 기간에 따른 상대알파파워는 유의한 차이가 나타났다(Cz: F=8.
- 결론적으로 스키 시뮬레이션의 실제수행 대상자나 실제수행을 하지 않고 행동관찰을 한 대상자 모두 뇌의 활성도가 뇌의 많은 영역에서 유사한 변화가 나타나는 것을 알 수 있었다. 특히, Oz 영역에서 대조군에 비하여 실제행동군과 행동관찰군에서 상대베타파워의 증가가 크게 나타났는데, 이는 스키 시뮬레이션에 대한 실제운동 시나 행동관찰 시에 시각적 피드백에 의한 시각 영역에서의 뇌 활성도가 커진 결과로 생각된다.
- 본 연구에서 스키 시뮬레이션 기간에 따른 상대베타파워는 Cz, Pz, Oz, T3, T4 영역에서 유의한 차이가 나타났다. 특히, 대조군은 Cz, Oz, C3 제외한 모든 영역에서 감소하는 경향을 보인 반면, 실제운동군은 스키 시뮬레이션 수행 중에서 T3, T4를 제외한 모든 영역에서 증가하는 경향을 보였고, 행동관찰군은 Oz, C4, T3, T4를 제외한 모든 영역에서 증가하는 경향이 나타나 실제운동과 행동관찰은 뇌의 활성도에서 유사한 양상이 나타나는 것을 알 수 있었다.
- 본 연구에서 스키 시뮬레이션 중의 상대알파파워는 Fz, Cz, Oz, C3, C4, T4 영역에서 유의한 차이가 나타났다. 특히, 대조군은 Pz, Oz를 제외한 모든 영역에서 증가하는 경향을 보인 반면, 실제운동군은 스키 시뮬레이션 중에 모든 영역에서 감소하는 경향을 보였고, 행동관찰군도 T3, T4를 제외한 모든 영역에서 감소하는 경향이 나타나 실제운동과 행동관찰은 뇌의 활성도에서 유사한 양상이 나타나는 것을 알 수 있었다.
후속연구
- 결론적으로 행동관찰은 실제운동과 같이 뇌의 많은 영역에서 뇌파활동이 유사하게 나타나는 것을 알 수 있어서 향후, 실제 환자들에 있어서 뇌파의 변화와 기능학적 변화를 비교연구가 필요할 것으로 생각된다.
- 하지만 대부분의 연구들이 주로 팔의 기능적 훈련을 위한 행동관찰에 국한되어 있다. 따라서 다리나 몸통에 주안점을 가진 자세와 균형조절의 행동관찰에 대한 연구가 미흡하며, 이에 대한 물리치료 중재가 뇌의 활성도에 미치는 영향에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다.
- 본 연구는 행동관찰과 실제운동 시의 뇌파의 변화양상을 측정하여 분석해 본 결과에서 대조군에 비하여 행동관찰군과 실제운동군이 유사한 양상을 보이고 있음을 확인하였다. 따라서 행동관찰이 실제행동에서와 같이 뇌의 활성도 중 알파파와 베타파에 영향을 미치는 것을 알 수 있었으며, 이러한 결과를 바탕으로 침상 안정기 환자나 실제운동이 불가능한 환자 등에서 뇌의 활성화를 통한 운동촉진을 목적으로 할 때, 물리치료 중재방법으로의 활용 가능성이 기대된다.
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