[논문]양극성장애 환자와 대조군에서 뇌파 코히런스의 성별 차이

유현주; 이유상; 안은숙; 정동화; 김성균; 정재승; 곽용태; 이승연

문제 정의

본 연구에서는 기존 연구의 대조군 데이터 자료를 사용하여 양극성장애와 대조군에서 성별에 따른 뇌파 코히런스 차이를 관찰하였다. 그 결과, 대조군 여성이 대조군 남성보다 반구간 뇌파 코히런스값이 크게 측정되는 여성 우세성이 관찰되었는데, 이는 발생 초기 성호르몬의 노출 차이에 의해 대뇌 편측화가 결정된다는 사전연구와 일치되는 것이다.
본 연구에서는 양극성장애 환자군과 대조군에서의 남녀 차이를 보기에 앞서 양극성장애 남성 환자군과 남성 대조군, 양극성장애 여성 환자군과 여성 대조군으로 나누어 성별에 따른 뇌파 코히런스 차이를 예비적으로 분석하였다. 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않아 결과에 대해 기술하지 않았지만, 양극성장애 남성 환자군에서는 대조군 남성과 비교하여 반구내 코히런스값의 증가가 관찰되었으며, 양극성장애 여성 환자군에서는 대조군 여성과 비교하여 반구간 코히런스 값의 증가가 관찰되었다.
본 연구에서는 양극성장애 환자군에서 뇌파 코히런스를 측정하여 성별에 따른 대뇌편측화의 특성을 조사하고 이를 통해 양극성장애의 병태생리에서 성차가 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 통계적으로 유의한 결과는 보이지 않았지만, 대조군 여성에게서 반구간 뇌파 코히런스 우세를 보였으며, 양극성장애 여성 환자에서는 약화된 것으로 나타났다.
사후검정을 통과하지 못해 통계적으로 유의한 차이를 발견할 수 없었다. 이에 대조군 남성이 대조군 여성에 비해 우측 반구내 코히런스값이 큰 경우의 개수를 가지고 경향성을 파악하고자 하였다. 그 결과, 대조군 남성이 대조군 여성에 비해 우측 반구내 코히런스값이 큰 경우는 없으며, 대조군 여성이 대조군 남성에 비해 우측 반구내 코히런스값이 큰 경우는 델타 주파수에서 1개였다.
사후검정을 통과하지 못해 통계적으로 유의한 차이를 발견할 수 없었다. 이에 대조군 남성이 대조군 여성에 비해 좌측 반구내 코히런스값이 큰 경우의 개수를 가지고 경향성을 파악하고자 하였다. 그 결과, 대조군 남성이 대조군 여성에 비해 좌측 반구내 코히런스값이 큰 경우는 알파 주파수에서 1개였으며, 남성에 비해 여성이 큰 경우는 나타나지 않았다.
사후검정을 통과하지 못해 통계적으로 유의한 차이를 발견할 수 없었다. 이에 대조군 여성이 대조군 남성에 비해 반구간 코히런스값이 큰 경우의 개수를 가지고 경향성을 파악하고자 하였다. 그 결과, 대조군 여성이 대조군 남성에 비해 반구간 코히런스값이 큰 경우는 감마 주파수에서 53개였으며, 남성이 여성에 비해 큰 경우는 베타 주파수에서 3개, 감마 주파수에서 3개였다.
생애초기 성호르몬이 대뇌편측화에 영향을 미칠 수 있다는 보고, 정신병의 발생에 기근과 같은 환경요인이 일정부분 역할을 한다는 주장, 양극성장애 환자에서 대뇌편측화의 이상을 보인다는 기존 연구결과 등을 종합하여 첫째, 대조군에서 성별에 따른 뇌파 코히런스 차이가 남성에서는 반구내에서 우세할 것이고, 둘째, 여성에서는 반구간에서 우세할 것이며, 셋째 양극성장애 환자군에서는 대조군에서 보이는 성별에 따른 뇌파 코히런스 차이가 감쇠될 것으로 가정하였다. 이에, 본 연구에서는 성(sex)차가 양극성장애의 뇌 편측화에 미치는 영향을 이해하고자 하였다.

가설 설정

A : Numbers of male dominant (M > F) right intrahemispheric coherences between control and patients with bipolar disorder groups.
Sex-related differences of interhemispheric coherences between controls and patients with bipolar disorder groups. A : Numbers of male dominant interhemispheric coherences between control and patients with bipolar disorder groups. B : Numbers of female dominant interhemispheric coherences between control and patients with bipolar disorder groups.
Sex-related differences of left intrahemispheric coherences between control and patients with bipolar disorder groups. A : Numbers of male dominant left intrahemispheric coherences between control and patients with bipolar disorder groups. B : Numbers of female dominant left intrahemispheric coherences between control and patients with bipolar disorder groups.
B : Numbers of female dominant (F > M) right intrahemispheric coherences between control and patients with bipolar disorder groups.
A : Numbers of male dominant interhemispheric coherences between control and patients with bipolar disorder groups. B : Numbers of female dominant interhemispheric coherences between control and patients with bipolar disorder groups. N : number, BP : patients with bipolar disorder, NC : controls.
A : Numbers of male dominant left intrahemispheric coherences between control and patients with bipolar disorder groups. B : Numbers of female dominant left intrahemispheric coherences between control and patients with bipolar disorder groups. N : number, BP : patients with bipolar disorder, NC : controls.
생애초기 성호르몬이 대뇌편측화에 영향을 미칠 수 있다는 보고, 정신병의 발생에 기근과 같은 환경요인이 일정부분 역할을 한다는 주장, 양극성장애 환자에서 대뇌편측화의 이상을 보인다는 기존 연구결과 등을 종합하여 첫째, 대조군에서 성별에 따른 뇌파 코히런스 차이가 남성에서는 반구내에서 우세할 것이고, 둘째, 여성에서는 반구간에서 우세할 것이며, 셋째 양극성장애 환자군에서는 대조군에서 보이는 성별에 따른 뇌파 코히런스 차이가 감쇠될 것으로 가정하였다. 이에, 본 연구에서는 성(sex)차가 양극성장애의 뇌 편측화에 미치는 영향을 이해하고자 하였다.

제안 방법

뇌파 검사는 오전 9시에서 오후 2시 사이에 주변환경으로부터 소음이 적고 빛을 차단한 검사실에서 숙련된 뇌파 기사가 32-channel EEG를 사용해 기록하였다. 뇌파측정기계는 alpha-trace record TC-32(B.
또한, 교류 유도에 의한 60 Hz의 상용교류잡파를 제거하기 위해 60 Hz 노치필터(notch filter)를 사용하였다. 모든 대상자들에 대하여 한 에폭에 2초씩 총 10개의 에폭들로 이루어진 뇌파의 시계열 데이터를 코히런스 분석을 위해 선정하였다.
총 19개의 전극으로 얻을 수 있는 코히런스값 중 중심선에 위치한 Fz, Cz, Pz 전극을 포함하는 코히런스값 49개를 제외하고, 총 122개의 코히런스 값을 대상으로 분석하였으며, 이를 반구내 코히런스(intrahemispheric coherence)값과 반구간 코히런스(interhemispheric coherence)값으로 구분하였다. 반구내 코히런스는 각 좌우 측의 대뇌 반구내에 국한된 코히런스로, 우반구내 코히런스(right intrahemispheric coherence)는 Fp2F4, Fp2C4, Fp2P4, Fp2O2, Fp2F8, Fp2T4, Fp2T6, F4C4, F4P4, F4O2, F4F8, F4T4, F4T6, C4P4, C4O2, C4F8, C4T4, C4T6, P4O2, P4F8, P4T4, P4T6, O2F8, O2T4, O2T6, F8T4, F8T6, T4T6 총 28개의 채널을 통해 분석하였고, 좌반구내 코히런스(left intrahemispheric coherence)는 Fp1F3, Fp1C3, Fp1P3, Fp1O1, Fp1F7, Fp1T3, Fp1T5, F3C3, F3P3, F3O1, F3F7, F3T3, F3T5, C3P3, C3O1, C3F7, C3T3, C3T5, P3O1, P3F7, P3T3, P3T5, O1F7, O1T3, O1T5, F7T3, F7T5, T3T5 총 28 개의 채널을 통해 분석하였다. 반구간 코히런스는 중심선을 중심으로 좌우 대칭적인 전극과 비대칭적인 전극을 포함하 여 총 66개의 코히런스값을 대상으로 분석하였다.
¹¹⁾ 이와 같이 뇌파의 파워측정은 뇌파 연구에서 흔히 사용되고 있다. 본 연구에서는 대뇌의 영역 간 기능적인 연결성과 복잡성을 보기 위해 파워 측정 대신 코히런스값을¹²⁾ 측정하였다.
과거 Kim 등⁴⁵⁾의 연구에서는 좌측 반구내 코히런스 값이 대조군, 양극성장애, 조현병 환자 순으로 증가됨을 보고했다. 선행 연구²⁴⁾인 조현병 환자와 대조군에서 성별에 따른 뇌파 코히런스 차이와 비교하여 본 연구에서는 의미있는 코히런스 차이의 데이터의 수가 적었다. 이는 정신질환에서 조현병이 양극성장애에 비하여 뇌의 구조 및 기능에 더 많은 이상소견을 보인다는 기존 연구⁴⁶⁾와 관련되어 있다고 생각한다.
연구 대상에 포함된 환자군은 정신건강의학과 전공의 1인과 전문의 1인의 평가를 통해 Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorder, fourth edition, text revision (이하 DSM-IV-TR) criteria25) 의 양극성장애의 진단기준을 만족시키는 환자를 대상으로 하였고, DSM-IV의 제1축 장애의 구조화된 임상적 면담(Structured Clinical Interview for DSM-IV Axis-Ⅰ, SCID-I)을 시행하여 진단하였다.
선택된 뇌파의 잡 파제거와 주파수 필터링, 코히런스 분석을 위해 MATLAB를 사용하였다. 주파수 필터링은 대역통과여파기(band pass filter)를 사용해 1~64 Hz의 주파수 대역에 적용하였다. 또한, 교류 유도에 의한 60 Hz의 상용교류잡파를 제거하기 위해 60 Hz 노치필터(notch filter)를 사용하였다.
코히런스 분석을 위해 각 뇌파 자료는 고속 푸리에 변환(fast Fourier transforms)의 알고리즘을 이용하였으며, 델타 주파수(δ wave, 1~4 Hz), 세타 주파수(θ wave, 4~8 Hz), 알파 주파수(α wave, 8~12 Hz), 베타 주파수(β wave, 12~30 Hz)와 감마 주파수(γ wave, 30~50 Hz)의 5가지 주파수 영역에 대해 코히런스를 분석하였다. 총 19개의 전극으로 얻을 수 있는 코히런스값 중 중심선에 위치한 Fz, Cz, Pz 전극을 포함하는 코히런스값 49개를 제외하고, 총 122개의 코히런스 값을 대상으로 분석하였으며, 이를 반구내 코히런스(intrahemispheric coherence)값과 반구간 코히런스(interhemispheric coherence)값으로 구분하였다. 반구내 코히런스는 각 좌우 측의 대뇌 반구내에 국한된 코히런스로, 우반구내 코히런스(right intrahemispheric coherence)는 Fp2F4, Fp2C4, Fp2P4, Fp2O2, Fp2F8, Fp2T4, Fp2T6, F4C4, F4P4, F4O2, F4F8, F4T4, F4T6, C4P4, C4O2, C4F8, C4T4, C4T6, P4O2, P4F8, P4T4, P4T6, O2F8, O2T4, O2T6, F8T4, F8T6, T4T6 총 28개의 채널을 통해 분석하였고, 좌반구내 코히런스(left intrahemispheric coherence)는 Fp1F3, Fp1C3, Fp1P3, Fp1O1, Fp1F7, Fp1T3, Fp1T5, F3C3, F3P3, F3O1, F3F7, F3T3, F3T5, C3P3, C3O1, C3F7, C3T3, C3T5, P3O1, P3F7, P3T3, P3T5, O1F7, O1T3, O1T5, F7T3, F7T5, T3T5 총 28 개의 채널을 통해 분석하였다.
코히런스 분석을 위해 각 뇌파 자료는 고속 푸리에 변환(fast Fourier transforms)의 알고리즘을 이용하였으며, 델타 주파수(δ wave, 1~4 Hz), 세타 주파수(θ wave, 4~8 Hz), 알파 주파수(α wave, 8~12 Hz), 베타 주파수(β wave, 12~30 Hz)와 감마 주파수(γ wave, 30~50 Hz)의 5가지 주파수 영역에 대해 코히런스를 분석하였다.
그 결과 두 변수 모두 정규분포를 따르지 않아 Mann-Whitney U test 검정법을 사용하였다. 항정신병약물에 대해서는 클로르프로마진(chlorpromazine) 등가용량으로, 벤조디아제핀 사용 용량은 로라제팜(lorazepam) 등가용량으로 환산하여 정규성을 검정하였다. 성별에 따른 환자군과 대조군 그룹 간의 연관 성을 알아보기 위해 카이 제곱(chi-square) 검정법을 사용하였다.

대상 데이터

Grossegger & Drbal GmbH, Vienna, Austria)를 사용하여 기록하였다. 19개 전극(Fp1, Fp2, F7, F8, F3, F4, T3, T4, C3, C4, T5, T6, P3, P4, O1, O2, FZ, CZ, PZ)은 국제적인 기준인 10~20 system을 따라 부착하였다. 기준전극은 A1, A2를 사용하였고, 교류저항(impedance)은 10 kΩ 이하로 하였다.
모든 대상자들에 대하여 눈을 감고 누운 위치에서 각성 상태로 30분 가량 뇌파를 측정하였으며, 대상자들은 뇌파를 기록하는 동안 광자극(photic stimulation)이나 과호흡(hyperventilation) 없이 안정된 상태를 유지하였다. 기록된 뇌파는 환자의 정보가 노출되지 않은 상태에서 1명의 신경과 전문의가 측정된 뇌파를 판독하였으며, 안구운동과 신체의 움직임 등으로 인한 잡파가 최소화된 데이터를 선택하였다. 선택된 뇌파의 잡 파제거와 주파수 필터링, 코히런스 분석을 위해 MATLAB를 사용하였다.
기준전극은 A1, A2를 사용하였고, 교류저항(impedance)은 10 kΩ 이하로 하였다.
반구내 코히런스는 각 좌우 측의 대뇌 반구내에 국한된 코히런스로, 우반구내 코히런스(right intrahemispheric coherence)는 Fp2F4, Fp2C4, Fp2P4, Fp2O2, Fp2F8, Fp2T4, Fp2T6, F4C4, F4P4, F4O2, F4F8, F4T4, F4T6, C4P4, C4O2, C4F8, C4T4, C4T6, P4O2, P4F8, P4T4, P4T6, O2F8, O2T4, O2T6, F8T4, F8T6, T4T6 총 28개의 채널을 통해 분석하였고, 좌반구내 코히런스(left intrahemispheric coherence)는 Fp1F3, Fp1C3, Fp1P3, Fp1O1, Fp1F7, Fp1T3, Fp1T5, F3C3, F3P3, F3O1, F3F7, F3T3, F3T5, C3P3, C3O1, C3F7, C3T3, C3T5, P3O1, P3F7, P3T3, P3T5, O1F7, O1T3, O1T5, F7T3, F7T5, T3T5 총 28 개의 채널을 통해 분석하였다. 반구간 코히런스는 중심선을 중심으로 좌우 대칭적인 전극과 비대칭적인 전극을 포함하 여 총 66개의 코히런스값을 대상으로 분석하였다.
환자군은 2013년 1월부터 2015년 3월까지 용인정신병원에 입원한 양극성장애 환자를 대상으로 하였다. 연구에 참여한 환자군은 25명(남자 11명, 여자 14명), 대조군은 46명(남자 23명, 여자 23명 포함)으로 배제기준은 다른 내과적 질환 혹은 다른 정신과적 병력이 동반된 경우, 과거 간질이나 두부 외상, 전기경력요법을 받은 경우, 뇌파 판독 후 잡파가 뇌파 전체 길이의 상당 부분을 차지하여 적절한 코히런스 분석이 어렵다고 판단된 경우로 이에 해당하는 경우 연구 대상에서 제외하였다. 연구 대상에 포함된 환자군은 정신건강의학과 전공의 1인과 전문의 1인의 평가를 통해 Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorder, fourth edition, text revision (이하 DSM-IV-TR) criteria²⁵⁾ 의 양극성장애의 진단기준을 만족시키는 환자를 대상으로 하였고, DSM-IV의 제1축 장애의 구조화된 임상적 면담(Structured Clinical Interview for DSM-IV Axis-Ⅰ, SCID-I)을 시행하여 진단하였다.
환자군은 2013년 1월부터 2015년 3월까지 용인정신병원에 입원한 양극성장애 환자를 대상으로 하였다. 연구에 참여한 환자군은 25명(남자 11명, 여자 14명), 대조군은 46명(남자 23명, 여자 23명 포함)으로 배제기준은 다른 내과적 질환 혹은 다른 정신과적 병력이 동반된 경우, 과거 간질이나 두부 외상, 전기경력요법을 받은 경우, 뇌파 판독 후 잡파가 뇌파 전체 길이의 상당 부분을 차지하여 적절한 코히런스 분석이 어렵다고 판단된 경우로 이에 해당하는 경우 연구 대상에서 제외하였다.

데이터처리

성별에 따른 양극성장애 환자군, 대조군에서 나이 및 약물 변수가 정규 분포를 따르는지 알아보기 위해 샤피로-윌크(Shapiro-Wilks) 검정법을 사용하여 검정하였다. 그 결과 두 변수 모두 정규분포를 따르지 않아 Mann-Whitney U test 검정법을 사용하였다. 항정신병약물에 대해서는 클로르프로마진(chlorpromazine) 등가용량으로, 벤조디아제핀 사용 용량은 로라제팜(lorazepam) 등가용량으로 환산하여 정규성을 검정하였다.
뇌파 코히런스값들의 정규성 검정을 위해 샤피로-윌크 (Shapiro-Wilks) 검정법을 사용하였으며, 10개의 에폭을 평균값으로 요약하여 정규성 검정을 시행하였다. 단, 이를 만족 하지 않을 경우 중앙값으로 정규성 가정을 검정하였으며, 중앙값에도 정규성을 따르지 않을 경우 비모수적인 통계방법을 적용하였다.
뇌파 코히런스값들의 정규성 검정을 위해 샤피로-윌크 (Shapiro-Wilks) 검정법을 사용하였으며, 10개의 에폭을 평균값으로 요약하여 정규성 검정을 시행하였다. 단, 이를 만족 하지 않을 경우 중앙값으로 정규성 가정을 검정하였으며, 중앙값에도 정규성을 따르지 않을 경우 비모수적인 통계방법을 적용하였다.
기록된 뇌파는 환자의 정보가 노출되지 않은 상태에서 1명의 신경과 전문의가 측정된 뇌파를 판독하였으며, 안구운동과 신체의 움직임 등으로 인한 잡파가 최소화된 데이터를 선택하였다. 선택된 뇌파의 잡 파제거와 주파수 필터링, 코히런스 분석을 위해 MATLAB를 사용하였다. 주파수 필터링은 대역통과여파기(band pass filter)를 사용해 1~64 Hz의 주파수 대역에 적용하였다.
성별에 따른 양극성장애 환자군, 대조군에서 나이 및 약물 변수가 정규 분포를 따르는지 알아보기 위해 샤피로-윌크(Shapiro-Wilks) 검정법을 사용하여 검정하였다. 그 결과 두 변수 모두 정규분포를 따르지 않아 Mann-Whitney U test 검정법을 사용하였다.
성별에 따른 환자군, 대조군에서의 뇌파 코히런스 차이를 알아보고자 나이라는 교란변수의 효과를 통제하기 위해 분산분석(analysis of covariance)을 사용하였다, 각 검정법에서 유의수준은 α = 0.05를 기준으로 설정하였으며, 검정가설의 개수에 따른 다중검정법의 오류를 통제하기 위해 본페로니 수정(Bonferroni correction)을 추가적으로 시행하였다.
항정신병약물에 대해서는 클로르프로마진(chlorpromazine) 등가용량으로, 벤조디아제핀 사용 용량은 로라제팜(lorazepam) 등가용량으로 환산하여 정규성을 검정하였다. 성별에 따른 환자군과 대조군 그룹 간의 연관 성을 알아보기 위해 카이 제곱(chi-square) 검정법을 사용하였다. 분석을 위해 SPSS 22를 사용하였다.

이론/모형

뇌파측정기계는 alpha-trace record TC-32(B.E.S.T. Medical Systems, Dr. Grossegger & Drbal GmbH, Vienna, Austria)를 사용하여 기록하였다.
기준전극은 A1, A2를 사용하였고, 교류저항(impedance)은 10 kΩ 이하로 하였다. 눈꺼풀의 움직임을 파악하기 위해 안전도(electroopthalmography)를 측정하였으며, 뇌파 신호는 나이키스트 정리(Nyquist theorem)에 따라 256 sample/sec 간격으로 구하였으며, 12-bit analog-to digital conversion하였다. 모든 대상자들에 대하여 눈을 감고 누운 위치에서 각성 상태로 30분 가량 뇌파를 측정하였으며, 대상자들은 뇌파를 기록하는 동안 광자극(photic stimulation)이나 과호흡(hyperventilation) 없이 안정된 상태를 유지하였다.
본 연구는 양극성장애 환자 및 대조군의 뇌파 코히런스 연구의 데이터 레지스트리(data registry)를 이용하여 실행하였다. 대조군의 데이터 레지스트리에 대한 세부적인 기술은 사전 연구에 제시되어 있다.

성능/효과

34) 알파 주파수는 감각 및 인지기능과 관련되어 있으며 이것의 감소는 양극성장애 환자의 인지기능 감소와 연관되어 생각해 볼 수 있다.³⁵⁾Ozerdem 등³⁶⁾은 양극성장애 환자에게 자극을 주고 측정한 뇌파 코히런스 연구에서 감마 주파수의 감소를 보고하였다.
5)6) 성별은 뇌파에 영향을 미치는 중요한 요인으로 알려져 있으며, 뇌파의 스펙트럼 분석에서 여성은 남성에 비해 상대적으로 알파 주파수 (α wave) 영역에서 파워(power) 증가 및 세타 주파수(θ wave) 영역에서의 낮은 파워를 보였다.
코히런스값의 차이를 자세히 살펴보면 다음과 같다. 5개의 주파수별로 28개의 우측 반구내 코히런스들로 얻을 수 있는 총 140개 채널의 코히런스 중 대조군에서 남성이 우세한 경우는 없었으며, 양극성장애 환자군에서 남성이 우세한 경우는 6.43%(9/140) 정도인 것을 확인하였다(Fig. 1). 양극성장애 환자군에서 남성 우세성이 나타난 영역은 델타 주파수에서 C4O2, C4T6, P4O2, P4T6이었고, 세타 주파수에서는 Fp2O2, F4O2, 알파 주파수에서는 Fp2F4, Fp2F8, F4F8로 나타났다.
코히런스값의 차이를 자세히 살펴보면 다음과 같다. 5개의 주파수별로 28개의 좌측 반구내 코히런스들로 얻을 수 있는 총 140개 채널의 코히런스 중 대조군에서 남성이 우세한 경우는 0.71%(1/140) 정도, 양극성장애 환자군에서 남성이 우세한 경우는 7.14%(10/140) 정도인 것을 확인하였다(Fig. 2). 양극성장애 환자군에서 남성 우세성이 나타난 영역은 델타 주파수에서 C3O1, O1T3, 세타 주파수에서 Fp1O1, Fp1T5, F3O1, O1F7, O1T3, T3T5, 베타 주파수에서 C3T3, 감마 주파수에서 O1T3으로 나타났다.
코히런스값의 차이를 자세히 살펴보면 다음과 같다. 5개의 주파수별로 66개의 반구간 코히런스들로 얻을 수 있는 총 330개 채널의 코히런스 중 대조군에서 여성이 우세한 경우는 16.06%(53/330), 양극성장애 환자군에서 여성이 우세한 경우는 2.12%(7/330) 정도인 것을 확인하였다(Fig. 3). 대조군에서 반구간 코히런스는 여성이 남성에 비해 우세한 경우가 두드러지게 나타나는 여성 우세성이 확인되었으며, 양극성장애 환자군에서는 반구간 코히런스의 차이가 뚜렷하게 나타나지 않아 본 연구의 가설을 지지하였다(Fig.
결론적으로, 통계적으로 유의한 차이를 발견할 수는 없었지만, 본 연구에서는 반구간 코히런스는 대조군의 경우 여성에서 우세한 경향성을 보이는 것으로 나타났으며, 양극성장애 여성 환자군에서는 이런 경향성을 볼 수 없었다. 특히, 대조군 여성의 경우 감마 주파수에서 차이가 뚜렷하게 관찰되었는데, 이는 성별에 따른 뇌파연구에서 여성이 남성에 비해 델타, 베타 및 감마 주파수의 반응 증가를 보인다는 연구 결과와 일치하는 것으로 생각된다.
이에 대조군 남성이 대조군 여성에 비해 우측 반구내 코히런스값이 큰 경우의 개수를 가지고 경향성을 파악하고자 하였다. 그 결과, 대조군 남성이 대조군 여성에 비해 우측 반구내 코히런스값이 큰 경우는 없으며, 대조군 여성이 대조군 남성에 비해 우측 반구내 코히런스값이 큰 경우는 델타 주파수에서 1개였다. 양극성장애 남성 환자가 양극성장애 여성 환자보다 코히런스값이 큰 경우는 델타 주파수에서 4개, 세타 주파수에서 2개, 알파 주파수에서 3개였다.
이에 대조군 남성이 대조군 여성에 비해 좌측 반구내 코히런스값이 큰 경우의 개수를 가지고 경향성을 파악하고자 하였다. 그 결과, 대조군 남성이 대조군 여성에 비해 좌측 반구내 코히런스값이 큰 경우는 알파 주파수에서 1개였으며, 남성에 비해 여성이 큰 경우는 나타나지 않았다. 양극성장애 남성 환자가 양극성장애 여성 환자보다 코히런스 값이 큰 경우는 델타 주파수에서 2개, 세타 주파수에서 6개, 베타 주파수에서 1개, 감마 주파수에서 1개였으며, 양극성장애 여성 환자가 양극성장애 남성 환자보다 코히런스값이 큰 경우는 세타 주파수에서 1개였다.
본 연구에서는 기존 연구의 대조군 데이터 자료를 사용하여 양극성장애와 대조군에서 성별에 따른 뇌파 코히런스 차이를 관찰하였다. 그 결과, 대조군 여성이 대조군 남성보다 반구간 뇌파 코히런스값이 크게 측정되는 여성 우세성이 관찰되었는데, 이는 발생 초기 성호르몬의 노출 차이에 의해 대뇌 편측화가 결정된다는 사전연구와 일치되는 것이다. 그러나, 반구내에서는 대조군 남성이 대조군 여성보다 뇌파 코히런스값이 크게 측정되는 결과가 나타나지 않아 기존 연구 결과에 부합되지 않았다.
이에 대조군 여성이 대조군 남성에 비해 반구간 코히런스값이 큰 경우의 개수를 가지고 경향성을 파악하고자 하였다. 그 결과, 대조군 여성이 대조군 남성에 비해 반구간 코히런스값이 큰 경우는 감마 주파수에서 53개였으며, 남성이 여성에 비해 큰 경우는 베타 주파수에서 3개, 감마 주파수에서 3개였다. 양극성장애 여성 환자가 양극성장애 남성 환자보다 코히런스값이 큰 경우는 델타 주파수에서 3개, 세타 주파수에서 1개, 알파 주파수에서 3개였으며, 양극성장애 남성 환자가 양극성장애 여성 환자보다 코히런스값이 큰 경우는 알파 주파수에서 6개, 베타 주파수에서 1개, 감마 주파수에서 1개였다.
3). 대조군에서 반구간 코히런스는 여성이 남성에 비해 우세한 경우가 두드러지게 나타나는 여성 우세성이 확인되었으며, 양극성장애 환자군에서는 반구간 코히런스의 차이가 뚜렷하게 나타나지 않아 본 연구의 가설을 지지하였다(Fig. 4, Appendix).
575). 대조군에서 성별에 따른 중위연령은 남성이 35세, 여성이 37.5세로 유의한 나이 차이를 보이는 것으로 나타났다(p = 0.000). 양극성 장애 환자군에서 성별에 따른 중위연령은 남성이 32세, 여성이 37세로 유의한 나이 차이를 보이지 않았다(p = 0.
본 연구의 제한점으로는 첫째, 피험자의 수 부족으로 통계적으로 의미 있는 데이터를 얻기 위한 어려움이 있었다. 둘째, 잡음이 있는 경우를 엄격하게 제한하여 양극성장애 환자에서 분석에 사용할 수 있는 뇌파 데이터의 길이가 짧아 기존 대조군 환자의 자료와 비교하는 데 어려움이 있었다. 셋째, 양극성장애 환자군에서 복용하고 있는 기분안정제, 발병 시점, 재발 횟수 등의 각 환자군의 특성을 고려하지 못하였다.
536). 또한, 남성 환자군의 로라제팜 등가용량의 중앙값은 1 mg, 여성 환자군의 로라제팜 등가용량의 중앙값은 1 mg으로 성별에 따른 로라제팜 등가용량의 차이는 보이지 않았다(p = 0.183)(Table 1).
또한, 양극성장애 환자의 뇌파 측정에서 세타 및 델타 주파수(δ wave)의 증가와 알파 주파수의 감소를 보였다.
눈꺼풀의 움직임을 파악하기 위해 안전도(electroopthalmography)를 측정하였으며, 뇌파 신호는 나이키스트 정리(Nyquist theorem)에 따라 256 sample/sec 간격으로 구하였으며, 12-bit analog-to digital conversion하였다. 모든 대상자들에 대하여 눈을 감고 누운 위치에서 각성 상태로 30분 가량 뇌파를 측정하였으며, 대상자들은 뇌파를 기록하는 동안 광자극(photic stimulation)이나 과호흡(hyperventilation) 없이 안정된 상태를 유지하였다. 기록된 뇌파는 환자의 정보가 노출되지 않은 상태에서 1명의 신경과 전문의가 측정된 뇌파를 판독하였으며, 안구운동과 신체의 움직임 등으로 인한 잡파가 최소화된 데이터를 선택하였다.
그 결과, 대조군 남성이 대조군 여성에 비해 좌측 반구내 코히런스값이 큰 경우는 알파 주파수에서 1개였으며, 남성에 비해 여성이 큰 경우는 나타나지 않았다. 양극성장애 남성 환자가 양극성장애 여성 환자보다 코히런스 값이 큰 경우는 델타 주파수에서 2개, 세타 주파수에서 6개, 베타 주파수에서 1개, 감마 주파수에서 1개였으며, 양극성장애 여성 환자가 양극성장애 남성 환자보다 코히런스값이 큰 경우는 세타 주파수에서 1개였다.
그 결과, 대조군 여성이 대조군 남성에 비해 반구간 코히런스값이 큰 경우는 감마 주파수에서 53개였으며, 남성이 여성에 비해 큰 경우는 베타 주파수에서 3개, 감마 주파수에서 3개였다. 양극성장애 여성 환자가 양극성장애 남성 환자보다 코히런스값이 큰 경우는 델타 주파수에서 3개, 세타 주파수에서 1개, 알파 주파수에서 3개였으며, 양극성장애 남성 환자가 양극성장애 여성 환자보다 코히런스값이 큰 경우는 알파 주파수에서 6개, 베타 주파수에서 1개, 감마 주파수에서 1개였다.
2). 양극성장애 환자군에서 남성 우세성이 나타난 영역은 델타 주파수에서 C3O1, O1T3, 세타 주파수에서 Fp1O1, Fp1T5, F3O1, O1F7, O1T3, T3T5, 베타 주파수에서 C3T3, 감마 주파수에서 O1T3으로 나타났다.
1). 양극성장애 환자군에서 남성 우세성이 나타난 영역은 델타 주파수에서 C4O2, C4T6, P4O2, P4T6이었고, 세타 주파수에서는 Fp2O2, F4O2, 알파 주파수에서는 Fp2F4, Fp2F8, F4F8로 나타났다.
본 연구에서는 양극성장애 환자군에서 뇌파 코히런스를 측정하여 성별에 따른 대뇌편측화의 특성을 조사하고 이를 통해 양극성장애의 병태생리에서 성차가 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 통계적으로 유의한 결과는 보이지 않았지만, 대조군 여성에게서 반구간 뇌파 코히런스 우세를 보였으며, 양극성장애 여성 환자에서는 약화된 것으로 나타났다.
본 연구에서는 양극성장애 환자군과 대조군에서의 남녀 차이를 보기에 앞서 양극성장애 남성 환자군과 남성 대조군, 양극성장애 여성 환자군과 여성 대조군으로 나누어 성별에 따른 뇌파 코히런스 차이를 예비적으로 분석하였다. 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않아 결과에 대해 기술하지 않았지만, 양극성장애 남성 환자군에서는 대조군 남성과 비교하여 반구내 코히런스값의 증가가 관찰되었으며, 양극성장애 여성 환자군에서는 대조군 여성과 비교하여 반구간 코히런스 값의 증가가 관찰되었다. 이는, 양극성장애 환자에서 뇌파의 코히런스값이 증가한다는 기존 연구와 일치한다.
결론적으로, 통계적으로 유의한 차이를 발견할 수는 없었지만, 본 연구에서는 반구간 코히런스는 대조군의 경우 여성에서 우세한 경향성을 보이는 것으로 나타났으며, 양극성장애 여성 환자군에서는 이런 경향성을 볼 수 없었다. 특히, 대조군 여성의 경우 감마 주파수에서 차이가 뚜렷하게 관찰되었는데, 이는 성별에 따른 뇌파연구에서 여성이 남성에 비해 델타, 베타 및 감마 주파수의 반응 증가를 보인다는 연구 결과와 일치하는 것으로 생각된다.⁴⁸⁾ 또한, 성별에 따른 대뇌 편측화의 차이는 양극성장애 환자군에서 대체로 감쇠되는 양상으로 관찰되었다.
환자군과 대조군 그룹 간 성별에는 분포의 차이가 없는 것으로 것으로 나타났으며(p = 0.629), 대조군의 중위연령(median age)은 36.25세, 양극성장애 환자군의 중위연령은 34.5세로 그 차이가 유의하지는 않았다(p = 0.575). 대조군에서 성별에 따른 중위연령은 남성이 35세, 여성이 37.

후속연구

리튬은 신경보호 효과로 인해 베타 주파수의 반응에 영향을 준다는 보고가 있다.¹⁶⁾ 넷째, 양극성장애 환자에서 뇌파 코히런스 측정을 임상적으로 적용하는 데 제한점이 있다. 조현병의 경우 감마 코히런스 이상이 조현병의 성향표시자(trait marker)가 될 수 있다⁴⁷⁾는 보고가 있으나 양극성장애의 경우에는 뇌파 코히런스를 이용한 유전연구나 성향표시자의 가능성을 찾아본 연구가 없는 것으로 알고 있다.
이는 정신질환에서 조현병이 양극성장애에 비하여 뇌의 구조 및 기능에 더 많은 이상소견을 보인다는 기존 연구⁴⁶⁾와 관련되어 있다고 생각한다. 그러나 지금 이에 대해 결론을 내린다는 것은 이 연구의 범위를 벗어나는 것으로 생각되며 향후 이에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 생각한다.
따라서, 향후 양극성 장애 환자의 건강한 형제나 질병에 이환되지 않은 자식들을 대상으로 뇌파 코히런스의 특성을 분석하는 연구가 필요할 것으로 생각된다.
본 연구의 제한점으로는 첫째, 피험자의 수 부족으로 통계적으로 의미 있는 데이터를 얻기 위한 어려움이 있었다. 둘째, 잡음이 있는 경우를 엄격하게 제한하여 양극성장애 환자에서 분석에 사용할 수 있는 뇌파 데이터의 길이가 짧아 기존 대조군 환자의 자료와 비교하는 데 어려움이 있었다.
둘째, 잡음이 있는 경우를 엄격하게 제한하여 양극성장애 환자에서 분석에 사용할 수 있는 뇌파 데이터의 길이가 짧아 기존 대조군 환자의 자료와 비교하는 데 어려움이 있었다. 셋째, 양극성장애 환자군에서 복용하고 있는 기분안정제, 발병 시점, 재발 횟수 등의 각 환자군의 특성을 고려하지 못하였다. 리튬은 신경보호 효과로 인해 베타 주파수의 반응에 영향을 준다는 보고가 있다.
이는, 성별에 따라 대뇌 편측화에 영향을 주는 요소에 차이가 있음을 의미할 수 있고, 이에는 생애초기 성호르몬이 중요한 역할을 하였을 가능성을 제기한다. 향후 성별에 따른 뇌영상, 신경생리 등의 차이에 관한 후속 연구가 양극성장애 환자의 병태생리를 밝히는 데 도움을 줄 수 있을 것으로 생각한다.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	뇌파란 무엇인가?	뇌파(electroencephalography, 이하 EEG)는 대뇌 피질의 전기적 활동을 측정하여 뇌의 기능을 관찰할 수 있도록 해주는 것으로 1929년 Hans Berger1)가 처음으로 사람을 대상으로 뇌파를 측정한 이후 현재까지 임상에서 널리 사용되고 있다. 뇌파는 뇌의 기능을 볼 수 있는 다른 측정 도구들과 비교하여 경제적이며, 짧은 검사 시간 및 시간의 흐름에 따른 두뇌 기능의 변화를 측정하여 분석할 수 있다는 장점을 가지고 있다.
	최초로 뇌파를 측정한 사람은 언제 측정했으며 누구인가?	뇌파(electroencephalography, 이하 EEG)는 대뇌 피질의 전기적 활동을 측정하여 뇌의 기능을 관찰할 수 있도록 해주는 것으로 1929년 Hans Berger1)가 처음으로 사람을 대상으로 뇌파를 측정한 이후 현재까지 임상에서 널리 사용되고 있다. 뇌파는 뇌의 기능을 볼 수 있는 다른 측정 도구들과 비교하여 경제적이며, 짧은 검사 시간 및 시간의 흐름에 따른 두뇌 기능의 변화를 측정하여 분석할 수 있다는 장점을 가지고 있다.
	여성이 남성에 비해 반구간 코히런스가 큰 편인데, 이 뇌파의 코히런스는 무엇이며 어떻게 얻어지는가?	뇌의 구조적 혹은 기능적 비대칭성은 발생 당시 남성과 여성에서 동일한 정도로 표현되었다가 성호르몬에 의해 이차적으로 변형이 되어 남성에서는 반구간 비대칭성(interhemispheric asymmetry)이 커지고 여성에서는 감소하는 결과가 발생한다는 연구 결과가 널리 수용되고 있다.2) 뇌파의 코히런스(electroencephalographic coherence)는 대뇌 피질의 서로 다른 곳에서 발생시키는 전기 신호의 상호관계 분석 을 통해 얻을 수 있으며, 다른 두 대뇌 영역 사이의 기능적 연결성을 반영하는 척도로, 여러 연구에 사용되고 있다.3)4) 일반적으로 여성은 남성에 비해 반구간 코히런스(interhemispheric coherence)가 큰 것으로 알려져 있다.

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