[논문]향자극에 따른 뇌파의 시계열 분석

남경돈; 민병찬; 정순철; 이동형; 민병운; 김유나; 김철중; 김준수

문제 정의

그러므로 본 연구에서는 뇌파를 이용하여 향자극시 시간의 흐름에 따른 인간의 감성 및 생리적 변화에 대해 알아보고자 한다.
본 연구는 Rose Oil Bulgarian, Lemon Oil Misitano, Jasmine abs, Lavender Oil France, Peppermint Oil 등 5가지의 향 자극에 대해 시간의 변화에 따른 인간의 감성 및 생리적 변화를 알아보고자 하는 것이다.
본 연구는 뇌파의 반응을 이용하여 5가지 향을 가지고 후각자극을 하였때 시간에 따라 향자극에 대한 인간의 감성 및 생리적 변화에 대하여 알아보았다.

제안 방법

5가지의 향에 대한 뇌파의 변화를 안정과 향간의 자극시점을 기준으로 하여[그림 3.3]와 같이 10초씩 증가시키며 분석하였다. 그 결과 [그림 3.
EEG (Electroencephalogram) 측정을 위해 Biopac MP100 series를 사용하였으며, 전극 부착 부위는 [그림 3.2] 와 같이 International 10-20 system을 이용하여 Fz, Cz, 부위에 부착하였으며 기준 전극은 양쪽 귓볼에 부착하였다. 측정된 뇌파의 주파수 대역의 데이터 처리는 FFT변환에 의해 주파수 분석을 하였으며 이때의 샘플링 주파수는 256Hz를 사용하였고 60 Hz의 Noch filter를 사용하였다.
배기가 동시에 이루어질 수 있는 시설을 갖추었으며, 실험은 외부 영향 및 전기적 영향을 최소화하기 위해 방음장치 및 동판으로 절연된 챔버에서 이루어졌다. 그리고 피험자가 안락함을 느낄 수 있도록 벽지를 부착하고, 편안함을 유지하기 위하여 조절이 가능한 안락의자를 사용하였다. 또한 실험 중에는 내부온도 (24C℃), 습도(40~50%), 조도(150~ 200Lx)가 유지되도록 하였다.
그리고 피험자가 안락함을 느낄 수 있도록 벽지를 부착하고, 편안함을 유지하기 위하여 조절이 가능한 안락의자를 사용하였다. 또한 실험 중에는 내부온도 (24C℃), 습도(40~50%), 조도(150~ 200Lx)가 유지되도록 하였다.
4m 규격이 갖추어졌으며, 실험 목적을 위하여 흡 . 배기가 동시에 이루어질 수 있는 시설을 갖추었으며, 실험은 외부 영향 및 전기적 영향을 최소화하기 위해 방음장치 및 동판으로 절연된 챔버에서 이루어졌다. 그리고 피험자가 안락함을 느낄 수 있도록 벽지를 부착하고, 편안함을 유지하기 위하여 조절이 가능한 안락의자를 사용하였다.
Ltd) 향을 사용하여 피험자의 후맹 여부를 가려낸 후, 후맹이 아닌 피험자를 대상으로 실험하였다. 본 실험에서는 전극 부착에 따른 피험자의 피로를 줄이 기 위하여 충분한 휴식을 취한 후 실험을 하였다. 실험에 사용된 실험 시약(향)은 100%의 Rose oil bulgarian, Lemon oil misitano, Jasmine abs, Lavender oil france, Peppermint oiKKIMEX co.
본 연구에서는 5가지 향에 대한 결과만을 비교하였다. 앞으로 인간의 향에 대한 순응 시간 및 해제 시간에 대한 연구와 많은 종류의 향에 대한 연구가 지속적으로 이루어진다면 보다 쾌적하고 안락한 생활 공간 및 근무환경의 조성을 할 수 있을 뿐만 아니라 향의 효과를 지속적으로 유지할 수 있도록 하여 더 나아가서 향 관련산업의 국가경쟁력 증대에 도움이 되리라 생각한다.
분석은 각성된 상태에서 주로 발생되는 a파 와 β파를 중심으로 하여 두 개의 파라미터 a /(a + β )와 β/(a + β)를 가지고 비교분석을 해 보았다.
피험자는 20대의 30명(남녀 각각 15명)을 대상으로 코수술의 경험이 없는 사람으로 택하였다. 실험 전에는 후각에 영향을 줄 수 있는 홉연, 음주, 카페인, 약물 등의 섭취를 금하였고, 또한 Musk향을 이용하여 후맹 테스트를 통해 실험 가능 여부를 결정하여 실험하였다.
Ltd)로 천연향을 사용하였다. 실험 프로토콜은 향자극전 Black Control 상태를 1분간 측정하였고, 곧바로 1분간 향을 피험자의 코근처(ICm 이내)에 두어 향 자극을 유도하였다. 자극 후 10분간 배기 시스템을 가동시키면서 잔존향을 제거하였고, 피험자에게 안정을 유도하고 순응 효과를 제거하도록 하였다.
실험 프로토콜은 향자극전 Black Control 상태를 1분간 측정하였고, 곧바로 1분간 향을 피험자의 코근처(ICm 이내)에 두어 향 자극을 유도하였다. 자극 후 10분간 배기 시스템을 가동시키면서 잔존향을 제거하였고, 피험자에게 안정을 유도하고 순응 효과를 제거하도록 하였다.
측정된 뇌파의 주파수 대역의 데이터 처리는 FFT변환에 의해 주파수 분석을 하였으며 이때의 샘플링 주파수는 256Hz를 사용하였고 60 Hz의 Noch filter를 사용하였다. 측정부위별 a /( a + β ){(8-13Hz의 power 값)/((8-13Hz의 power 값)+(13-25Hz의 power 값))}과 β/( a + β){(13-25Hz의 power 값)/((8-13Hz의 power 값)+(13-25Hz의 power 값))}을 계산하여 안정에 대한 향의 자극 종류별 증감을 비교 분석하였다. 통계분석은 SPSS (ver 8.

대상 데이터

2.2 실험환경

실험장소는 [그림 1]과 같이 5.5m X 3.5m x 2.4m 규격이 갖추어졌으며, 실험 목적을 위하여 흡 . 배기가 동시에 이루어질 수 있는 시설을 갖추었으며, 실험은 외부 영향 및 전기적 영향을 최소화하기 위해 방음장치 및 동판으로 절연된 챔버에서 이루어졌다.
실험전 musk(KIMEX co. Ltd) 향을 사용하여 피험자의 후맹 여부를 가려낸 후, 후맹이 아닌 피험자를 대상으로 실험하였다. 본 실험에서는 전극 부착에 따른 피험자의 피로를 줄이 기 위하여 충분한 휴식을 취한 후 실험을 하였다.
피험자는 20대의 30명(남녀 각각 15명)을 대상으로 코수술의 경험이 없는 사람으로 택하였다. 실험 전에는 후각에 영향을 줄 수 있는 홉연, 음주, 카페인, 약물 등의 섭취를 금하였고, 또한 Musk향을 이용하여 후맹 테스트를 통해 실험 가능 여부를 결정하여 실험하였다.

데이터처리

측정부위별 a /( a + β ){(8-13Hz의 power 값)/((8-13Hz의 power 값)+(13-25Hz의 power 값))}과 β/( a + β){(13-25Hz의 power 값)/((8-13Hz의 power 값)+(13-25Hz의 power 값))}을 계산하여 안정에 대한 향의 자극 종류별 증감을 비교 분석하였다. 통계분석은 SPSS (ver 8.0)를 사용하였으며, T-test 분석을 실시하였다.

성능/효과

향 자극에 대한 뇌파의 변화는 30초일 때까지 안정상태와 향자극 상태의 a/a + β와 β/a + β값은 두 가지 상태와 비교하였때 차이가 증가되는 것으로 나타났고 그 이후에는 차이가 감소되는 것을 알 수 있었다. 그러므로 본 연구에 사용되는 5가지 향에 대한 인간의 감성의 변화는 40초이내에 이루어지는 것으로 나타났다. 그리고 본 실험에서 사용한 향은 Peppermint > Jasmine > Lemon > Lavender > Rose순으로 선호됨을 알 수 있었다.
그러므로 본 연구에 사용되는 5가지 향에 대한 인간의 감성의 변화는 40초이내에 이루어지는 것으로 나타났다. 그리고 본 실험에서 사용한 향은 Peppermint > Jasmine > Lemon > Lavender > Rose순으로 선호됨을 알 수 있었다.
그리고 β/(a+ β) 의 비도 유사한 결과를 보였다. 전체적으로 분석결과는 a/(a +β)를 이용하여 30초를 기준으로 분석한 결과 [그림 3.6]과 같이 페퍼민트 > 자스민 > 레몬>라벤더>로즈 순으로 선호 하는 것으로 나타났으며 자스민과 로즈 사이에서만 유의미한 차이가 보였으며, β/(a + β)의 경우는 [그림 3.]과 같이 로즈 > 라벤더> 레몬 > 자스민 > 페퍼민트 순으로 나타났으며 안정과 페퍼민트 사이와 자스민과 로즈 사이들 에서만 유의미한 차이가 보였다.
향 자극에 대한 뇌파의 변화는 30초일 때까지 안정상태와 향자극 상태의 a/a + β와 β/a + β값은 두 가지 상태와 비교하였때 차이가 증가되는 것으로 나타났고 그 이후에는 차이가 감소되는 것을 알 수 있었다. 그러므로 본 연구에 사용되는 5가지 향에 대한 인간의 감성의 변화는 40초이내에 이루어지는 것으로 나타났다.

후속연구

본 연구에서는 5가지 향에 대한 결과만을 비교하였다. 앞으로 인간의 향에 대한 순응 시간 및 해제 시간에 대한 연구와 많은 종류의 향에 대한 연구가 지속적으로 이루어진다면 보다 쾌적하고 안락한 생활 공간 및 근무환경의 조성을 할 수 있을 뿐만 아니라 향의 효과를 지속적으로 유지할 수 있도록 하여 더 나아가서 향 관련산업의 국가경쟁력 증대에 도움이 되리라 생각한다.

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