주의집중훈련이 알츠하이머 치매의 실행기능과 뇌 활성화에 미치는...

특수교육재활과학연구

Journal of Special Education & Rehabilitation Science

Vol. 50, No. 4, pp. 243~261, 2011.

주의집중훈련이 알츠하이머 치매의 실행기능과

뇌 활성화에 미치는 영향*

이 효 정** ㆍ 송 주 영***

< 요 약 >

본 연구에서는 주의집중훈련을 알츠하이머 치매노인들에게 적용하여 실행기능과 뇌활성화

에 미치는 영향을 분석해 보고자 하였다. 알츠하이머치매 환자에 해당되고 K-MMSE 점수

가 22점 이하인 알츠하이머 노인 실험군 14명, 대조군 10명으로 선정하여 일주일에 주 3회 총

6주간 주의집중훈련 훈련을 실시하였다. 이에 실험군과 대조군 대상자의 나이와 K-MMSE

점수는 유의차가 나타나지 않는 동일한 집단이었고 실행기능에서는 반응시간을 본 EMG와

ACL에서 실험군이 훈련 전과 후에 유의한 차이를 보였고 군간 변화량 차이에서 실험군이

대조군보다 유의하게 향상하였다. 또한 뇌활성화를 본 뇌파의 주파수별 변화에서는 훈련 전

에 델타파와 세타파가 우세하였는데 훈련 후에는 알파파와 베타파가 활성화되어 나타났다.

본 연구를 바탕으로 주의집중훈련을 비슷한 연령대와 다양한 치매 유형간의 비교, 훈련시간

의 비교, 훈련방법의 비교에 대한 지속적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

핵심어 : 주의집중훈련, ACL, EEG, EMG, 알츠하이머 치매

* 이 논문은 2011년 충주대학교 교내학술연구비 지원을 받아 수행한 연구임.

** 충주대학교 물리치료학과 부교수(제1저자 : [email protected])

Associate Professor of Dept. of Physical Therapy, Chung Ju National University

*** 울산과학대학 물리치료학과 부교수(교신저자 : [email protected])

Associate Professor of Dept. of Physical Therapy, Ulsan College

특수교육재활과학연구(제50권 제4호)244

Ⅰ. 서 론

2011년 3월 통계청에서 발표한 ‘2010년 한국의 사회지표’를 따르면 우리나라는 65세

이상 인구의 구성비가 2000년에 7.2%로 고령사회(aging society)에서 2010년 11.0%로

증가하였고, 노령화 지수(aging index)는 34.3에서 67.7로 증가하였다. 또한 2018년에

노인 인구 구성비가 14.3%로 고령사회로 진입되며 2025년에는 19.9%로 초고령사회(post

-aged society)로 진입할 것으로 보고하였다. 이에 노인인구 증가에 따른 노년부양비가

2000년 10.2%에서 2010년 15.0%로 2025년 29.1%로 급속도로 증가할 예정으로 보인

다. 건강보험정책연구원(2011)은 65세 이상 노인에서 진료실 인원 255.4%, 총 진료비

543.7%로 크게 증가한 것으로 나타났고, 노인성 질환 중 치매와 파킨슨병의 증가가 두드

려져 2002년 대비 2009년 증가율은 치매가 4.51배로 가장 많이 증가한 것으로 보도되었

다. 또한 2007년 치매노인은 39만9천 명(치매 유병률 8.3%)으로 추정되고, 2010년에는

46만1천 명, 2020년에는 69만3천 명에 이를 것으로 전망했다.

치매는 세계보건기구의 국제 질병 분류 10판(ICD-10, 1992)에서 보통 뇌의 만성, 또

는 진행성 질환에서 생긴 증후군이며 이로 인해 기억력, 사고력, 지남력, 이해, 계산, 학습

능력, 언어 및 판단력을 포함한 고도의 대뇌피질 기능의 다발성 장애라고 정의하고 있다.

또한 의식의 혼탁이 없으며 개인의 일상생활의 활동이 손상될 정도로 장애가 심하여야 하

며 최소한 6개월 이상 장애가 지속되어야 한다. 반면 미국 정신의학회에서 만든 진단 및

통계편람 4판(DSM-IV, 1994)에서는 치매는 기억력의 장애와 함께 실어증, 실행증, 실

인증, 집행기능의 장애 등을 수반하며 이러한 장애가 사회적 직업적 기능에 중대한 지장

을 줄 것을 진단 기준으로 열거하였다.

치매를 가진 사람들의 60%를 차지하는 알츠하이머 유형이다(박래준 등, 2009). 알츠

하이머병이 점차 진행하면서 실행기능과 집행기능장애를 보인다. 잘 사용하던 일상도구의

이용이 어려워지거나 옷 입기 등과 같은 기본적인 일상생활 기능의 장애를 유발 할 수 있

다. 주로 기억장애나 언어장애가 나타난 후 발생하고 그 빈도가 약 70-80% 정도로 보고

되고 있다(권재철 등, 2000). 치매를 일으키는 대표적 질환인 알츠하이머는 뇌세포의 점

진적 손상에서 기인하여 근본적인 원인은 아직 정확하게 밝혀져 있지 않지만, 뇌에 아미

노산 배열이 뭉쳐져 베타아밀로이드라는 독성물질로 변하여 아세틸콜린을 만드는 대뇌부

분과 대뇌피질의 신경세포를 파괴하여 아세틸콜린의 활성 상태를 감소 시켜 발생한다(김

준수, 2010; 재인용). 이 아세틸콜린은 다리다리뇌핵(pedunculopontine nucleus)에서 분

비되어 뇌의 영역들(시상의 판속핵, 전두엽의 대뇌피질, 전전두엽의 대뇌피질)에 제공되어

목표를 근거로 한 선택적 주의 집중력을 할 수 있도록 하고 물체에 대한 집중에 작용한다

주의집중훈련이 알츠하이머 치매의 실행기능과 뇌 활성화에 미치는 영향 245

(Ekman, 2002). 치매의 발생과 진행에 뇌 기능의 저하가 직접적인 원인이 되기 때문에

뇌기능 향상을 위한 치료 방법의 개발이 필요하다(김정모, 2004).

뇌의 신경학적인 변화를 관찰하기 위한 방법으로는 양전자방출 단층 촬영, 단일 광자

방출 전산화 단층 촬영술, 기능성 자기공명 영상 그리고 뇌파 등이 있다. 다른 방법에 비

해 뇌파는 비침습적이며 대뇌의 기능 변화를 직접 보여줄 뿐만 아니라 유용한 정보를 제

공해주는 장점을 가지고 있다(고효진 등, 2000). 뇌파 측정은 특정한 과제에 집중하는 동

안 두뇌의 기능 상태를 실시간으로 조사하는데 유용한 전기 신경생리적 연구방법이다(김

용진과 장남기, 2001).

뇌파는 주파수에 따라 서파인 델타파(delta wave)와 세타파(theta wave)로 나뉘고 안

정파인 알파파(alpha wave), 활동파인 베타파(beta wave)로 나눌 수 있으며 주파수별

대역과 특성은 델타파(0.2-3.99Hz)는 젖먹이, 유아의 각성 시 및 소아, 성인의 수면 시

뇌의 여러 부위에서 발생하며 세타파(4-7.99Hz)는 아동에게서 흔히 나타나며 성인은 경

계심이 감소되었을 때 나타나며 전두엽, 측두엽에서 두드러지게 나타나며 불쾌할 때나 졸

린 경우에 잘 나타난다. 알파파(8-12.99Hz)는 정상 성인의 각성, 안정, 폐안 상태에서

잘 나타나며 후두엽, 두정엽에서 진폭이 큰 율동성파가 우세하다. 베타파(13-30Hz)는 정

상 성인의 각성 시 나타나며 전두엽, 중심엽, 측두엽에서 비교적 많이 나타나고 불안, 긴

장, 암산 등의 전신 활동, 개인 및 흥분에 의해 나타나는 활동파이다(민윤기와 이강희,

2000). 정상노인과 비교하여 알츠하이머형 치매 노인들은 전반적으로 알파파와 베타파가

감소하여 세타파와 델타파는 증가하는 것으로 알려져 있고 피험자의 인지 유형에 따라 활

성화 되는 뇌파 밴드의 양상이 달라지고 뇌 영역별 활성도 변화된다(곽용태 등, 2003)고

했다.

이에 본 연구의 훈련방법인 주의집중훈련은 주의보다 더 상위의 인지 기능이라고 알려져

있는 실행 기능에도 긍정적인 영향을 미쳤다(안석균 등, 1997; Medalia et al., 1998).

주의력 훈련이 주의뿐만 아니라 실행 기능의 향상에도 긍정적인 영향을 미친 것은 주의가

실행 기능과 같은 더 상위 인지 기능의 필수 요건이라는 것을 시사한다(박윤정, 윤탁, 김

명선, 2005). 주의 집중 훈련은 손상된 영역을 자극할 수 있도록 환자의 신경심리적 패턴

에 기초한 개별화된 치료를 제공한다는 점이며 치료에 소요되는 시간과 비용을 줄일 수

있다는 효과성 대비-비용 절감의 장점도 있으며 환자의 과제 수행 능력을 객관적으로 평

가할 수 있고 즉각적인 피드백을 제공한다(강원구 등, 2009). Penads 등(2002)의 연구

에서는 주의력의 향상이 실행 기능의 향상과 유의한 상관이 있음을 보고하였고, 이에 덧

붙여서 주의력집중훈련 프로그램이 주의력 훈련뿐만 아니라 자극의 통합 등과 같은 상위

인지 기능을 요하는 훈련을 포함하고 있기 때문에 실행 기능의 향상이 초래한 것으로 보고

하였다.


치매환자에게 주의 집중 훈련을 포함한 인지훈련을 한 선행연구(Loewenstein et al.,

2004; Cahn-Weiner et al., 2003; Davies, Massman, Doody, 2001; Koltai, Welsh-

Bohmer, Schmechel, 2001; Quayhagen et al., 2000; Requena et al., 2004; Zanetti,

Zanieri, Giovanni, 2001; Schreiber et al., 1999; Beck et al., 1998; Heiss et al.,

1994; Breuil, De-Rotrou, Forette, 1994)에서 훈련(4-8주) 후에 과제의 수행도와 인

지 평가 점수의 향상 같은 결과는 보여주었지만 신경생리적인 근거는 제시하지 못했다.

하지만 최근 국내연구(강원구 등, 2009)에서는 치매환자에게 집중력 훈련 프로그램을 적

용하여 일반노인과 활성화를 비교하였고 정진화(2011)의 연구에서는 인지재활 훈련을 통

해 뇌졸중 환자의 뇌파를 분석하는 연구가 진행되었다.

따라서 본 연구의 목적은 알츠하이머 치매 노인에게 주의집중훈련을 적용하여 훈련 전

후에 실행기능과 뇌활성화의 변화를 살펴보고 훈련이 없었던 대조군과의 차이를 비교하는

것이다. 이를 통해 치매노인의 집중력을 훈련 프로그램을 활용하는 방법에 대한 뇌의 신

경생리적 근거와 실행기능 변화를 제시하며 적합한 치료 프로토콜을 개발하는 데 유용한

정보를 제공하고자 하는 것이다.

Ⅱ. 연구 방법

1. 연구 대상

본 연구의 대상은 신경정신과 의사로부터 알츠하이머치매 진단을 받고 뇌전산화 단층

촬영 혹은 뇌자기 공명영상 촬영 상 전반적인 두뇌 위축이나 뇌실확장 외에 뇌경색이나

뇌출혈이 동반되지 않으며 DSM-IV와 NINCDS-ADRDA진단기준의 알츠하이머치매 환

자에 해당되고 K-MMSE 점수가 22점 이하인 알츠하이머 노인을 대상으로 하였고 연구

대상자의 구체적인 선정 기준은 다음과 같다. 치매가 발생한 후 인지 및 주의 집중 훈련

을 받지 않은 자, 구두로 대화가 가능한 자, 대상자에게 본 연구의 목적과 실험 방법, 내

용 및 절차에 대한 충분한 설명을 한 후 본인의 의사 표시를 통해 연구에 동의한 자이다.

연구대상자의 일반적 특성과 동질성 검증 결과는 <표 2-1>과 같다. 실험군은 총 14명으

로 남자 5명, 여자 9명이며 평균 연령은 80.78±7.42세이다. 대조군은 총 10명으로 남자

3명, 여자 7명이고 평균 연령은 80±4.9세이다. K-MMSE 점수는 실험군이 14.73±3.19

이고 대조군은 13.85±4.69로 나타났고 대상자의 일반적 특성은 모두 유의한 차이가 없었다.


<표 2-1> 연구대상자의 일반적 특성

특성실험군

(n=14)

대조군

(n=10)p

성별남 4 3

.53여 10 7

나이(세) 80.78 ± 7.42 80.00 ± 4.90 .86

K-MMSE(점수) 14.73 ± 3.19 13.85 ± 4.69 .55

2. 실험절차

이에 본 연구 목적에 맞고 선정기준에 의해 알츠하이머 치매 노인 25명을 대상으로 두

군으로 나누어 훈련방법에 따라 주의집중훈련을 실시한 실험군 14명, 훈련 없는 일상생활

동작군인 대조군 11명을 배치하였다. 프로그램 진행 중 대조군 1명의 다른 시설로 옮기는

관계로 대조군은 10명이 되었다. 실험군은 주 3회 6주간 총 18회 동안 회당 30분간 훈

련을 실시하였다. 실험군과 대조군은 훈련시작 전 측정도구를 이용하여 실행기능은 EMG

와 ACL로 측정하였고, 뇌활성화는 EEG로 측정하였다. 훈련 종료 후에 훈련 시작 전과

동일한 방법으로 재 측정하였다.

3. 실험도구

본 연구에서 사용된 훈련 도구는 Cogpack 프로그램으로 55개(독일어 버전은 64개)의

훈련(exercise)으로 구성되어 있다. 1996년에 독일인인 Klaus R. Marker에 의해 제작

되어 1996년부터 오스트리아, 스위스, 독일 등에서 신경학, 정신의학, 재활의학 센터에서

임상 테스트를 완료하였다. 사용자의 치료에 맞게 치료 프로토콜을 세팅이 가능 하며 인

지기능의 장애를 지닌 환자들 특히, 뇌졸중 및 외상성 뇌손상 환자들의 인지기능 평가 및

훈련을 위해 사용되는 훈련도구이다. 총 50여개의 테스트 및 훈련 프로그램으로 구성되어

있으며, 각 훈련 프로그램은 난이도별, 세부항목 별로 구분되어 인지능력 장애수준에 적절

한 과제 부과가 가능하며 테스트 및 훈련프로그램의 적용범위는 Attention, Reaction, Visu

-motor, Speed of apprehension, Memory, Number/math/logic, Words & language,

Special ability이다. 일부 주요 테스트 및 훈련 프로그램의 표준데이터(Norms)를 지원함


으로써 non-patient, Organic Brain 등 다양한 질환별 결과값 비교가능하며 테스트 및

훈련 내용(사진, 문구 등)을 검사자가 치료환경에 맞게 수정할 수 있고, 주요프로그램의

한글화로 환자의 치료의 도움을 주는 전산화 인지 프로그램이다.

본 연구에서는 주의 집중 훈련을 위해 세부 프로그램 중 주의력(attention)프로그램 중

비교하기, 항목 찾기, 기호 찾기, 골라내기, 배열하기와 색/라벨구별 총 6개 훈련 프로그램

을 가지고 훈련 적용하였다<표 2-2>. 신승훈, 고명환, 김연희(2002)는 기존의 주의집중

훈련을 사용하는데 문제점을 지적하였는데 주로 마우스나 방향키로 반응을 하게 함으로

인해 조작이 어려운 환자들에게 불편함을 호소한다고 했는데, 본 연구에서는 이점을 고려

하여 터치스크린과 조이스틱을 이용하여 직접 손가락으로 모니터 화면에 조작 반응하거나

조이스틱을 이용하여 훈련하였다.

<표 2-2> 주의집중훈련프로그램

주차 주의집중 프로그램

1주차 비교하기(복합문제, 사진, 라벨, 음성 비교하기)

2주차 항목 찾기(숨겨진 숫자, 빠진 숫자, 반복 숫자 등 찾기)

3주차 기호 찾기(각종 기호 찾기)

4주차 골라내기(블록, 타일, 울타리 등 골라내기)

5주차 배열하기(숫자 증가, 감사, 신호등 등 배열하기)

6주차 색/라벨 구별(빠진 색깔, 바뀐 색깔, 패턴 고르기 등)

4. 측정도구

1) 실행기능

(1) 근전도

근전도는 인체동작의 특성을 측정하는 것은 많은 임상전문가들의 관심의 대상이 된다.

최근 근전도를 통해 신경근육계의 기능과 장애를 이해하며, 시간 또는 주파수 특성에 따

라 근육의 기능을 분석하였다(정이정 등, 2003). 근전도의 시간적 특성들은 선택된 한 개

혹은 여러 개 근육의 협응과 근 조절을 이해하는데 필수적이다. 또한 이 특성들은 근육의

개시(on)와 종료(off)신호를 확인하여 동작의 기간 또는 실행능력의 정도까지도 평가 할

수 있다(Soderberg, 2000). 검사방법은 주관절을 90도 굴곡 시킨 자세에서 전완과 손목


중립(mid position)으로 위치하도록 했으며, 경상돌기(styloid process)와 외측상과

(lateral epicondyle)를 가상으로 연결한 선에 맞추어 회외근과 상완이두근에 전극을 부착

하였으며, 접지전극(ground electrode)은 경추 7번에 부착하고, 1초간의 부저음(beeper)

과 동시에 훈련 시 사용한 것과 같은 모양의 손잡이(조이스틱)를 외회전 하는 방향으로

돌리도록 하여 반응시간(reaction time)을 기록하였다. 인지능력을 감안하여 동작을 확인

한 후 시행하였다(김영호 등, 2005). 근전도 데이터는 1,000Hz의 샘플링 율로 획득하였

으며, 10-500Hz 주파수 대역필터(band pass)를 사용하였다. 수집된 근전도 데이터는

적분하여 안정시의 3배의 표준편차 이상의 크기로 수축 시 근수축 개시시간(onset)으로

정의(김영호, 태기식, 송성재, 2005; 태기식 등, 2004)하였다. 데이터 분석 및 처리는

Noraxon 시스템(Myosystem 1,200. Noraxon U.S.A. Inc., Scottsdale, USA)을 사용

하였다.

(2) ACL

알츠하이머 치매의 실행기능의 평가를 위해 알렌은 문제가 있는 대상자들을 치료하고

감각 운동 활동을 관찰한 자료와 경험을 근거로, 인지 기능 장애에 대한 이론의 틀을 개

발하였다. 알렌은 인지 기능 수준을 피아제의 이론을 바탕으로 심각한 장애 수준(1단계)

에서 정상적 수준(6단계)까지의 여섯 인지 단계로 나누었다(Allen, 1985).

이것을 토대로 인지 기능 수준을 평가할 수 있는 Allen Cognitive battery는 ACLS,

Routine Task Inventory(RTI), Allen Diagnostic Module(ADM), Sensory Stimulation

Kits 등으로 구성되어 있다. ACL은 평가 후 치료 계획을 세우거나, 지역사회복귀를 위한

도움의 목적으로 다양한 정신과 환자와 노인들에게 광범위하게 사용되고 있으며(Allen,

1985), 이 검사로 얻어진 정보는 일상적인 과제를 실행하는 데 있어 필요한 도움의 정도

와 새로운 환경에서의 행동을 보여준다(Velligan 등, 1995). 점수는 3.0~5.8로 구성되어

있으며, 점수가 높을수록 높은 인지 수준을 나타낸다(Earhart 등, 2003). ACLS와 사회

인구학적 요인을 살펴보면, 연령, 학력, 유병기간에서 유의한 차이를 보였는데, 연령이 높

을수록, 학력이 낮을수록, 유병기간이 길어질수록 실행점수는 낮아진다고 보고하였다(김선

옥, 2007). 박흥석 등(2007)은 뇌졸중과 치매 환자를 대상으로 한 검사자간 신뢰도는 급

간 내 상관계수가 각각 0.945와 0.996으로 나타났고, 검사-재검사 신뢰도는 0.953으로

높은 상관성을 보였다.

2) 뇌활성화

치매 진단방법은 신경심리 검사, 뇌단층 촬영이나 뇌자기공명영상을 이용한 뇌영상, 뇌

파 등에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으며 이중 뇌파는 비침습적이라 뇌기능을 조사


할 수 있는 장점이 있다(고효진 등, 2000). 알츠하이머형 치매 환자에 대한 뇌파 연구가

많은 연구자들에 의해 이루어져 왔으며, 정상노인과 비교하여 알츠하이머형 치매 노인들

은 전반적으로 알파파와 베타파가 감소하여 세타파와 델타파는 증가하는 것으로 알려져

있다(곽용태 등, 2003). 본 연구에서 사용된 뇌파는 32전극 Ag/AgCl 전극 캡으로 소결

되고(Quik-cap, Compumedics Neuroscan, 미국) 뇌파 전극은 국제 10-20 뇌파 전극

체계 위원회에서 규정한 대로 장치된 32개 채널의 뇌파 전극을 이용하였다. 뇌파는 지속

적으로 기록되고 연결된 mastoids에 1,000Hz의 비율로 디지털화하였다. 신호는 SynAmps2

에 의해 증폭되고, 밴드는 필터링을 사용해서 0.1-300Hz를 사용하였다. 잡음이 없는 각

각 Task에서 4초를 5개를 뽑아서 한 사람당 5개의 epoch를 생성하였다. 상대 파워

(relative band power)는 절대파워에 특정 주파수 대역의 절대파워비율을 뜻하고 0에서

1 사이 값을 가지며 백분율(0~100%)로 표시하기도 한다. 이러한 상대파워분석은 피험자

별로 차이가 날 수 있는 두개골 두께 차이나 측정 당시 긴장도 차이 등의 개인 간 뇌파

차이를 보정하기 위해 이용한다. 상대파워분석을 통해 산출된 주파수는 주파수대 별로 상

대 주파수 대역별 값은 델타파(delta wave)(0-4Hz), 세타파(theta wave)(4-8Hz), 알

파파(alpha wave)(8-13Hz), 베타파(beta wave)(13-30Hz)로 영역을 구분하였다(백운

이 등, 2001).

5. 자료 처리

주의집중훈련이 알츠하이머 치매노인의 실행기능과 뇌활성화에 미치는 영향을 알아보기

위하여 수집된 자료를 SPSS (version 14.0) 통계 프로그램을 이용하여 분석하였다. 실행

기능을 알아보기 위해 훈련군, 대조군의 각 집단별과 각 항목별 평가 시점을 비교하기 위

해 대응표본 비모수 Wilcoxon 검정으로 분석하였고, 실험군과 대조군의 훈련 전후의 변

화량 비교를 위해 비모수 Krusal Wallis 검정으로 분석하였고, 뇌활성화는 뇌파를 통해

각 주파수별로 뇌영역에서의 변화를 비교 분석하였다.


Ⅲ. 연구 결과

1. 실행기능

1) 근전도

주의 집중력 훈련 적용 후 근전도를 통한 근수축의 반응시간(response time)을 측정한

결과는 <표 3-1>과 같다. 실험군의 훈련 전ㆍ후 차이 변화를 검정한 결과 훈련 전 반응

시간은 1.23초에서 훈련 후 0.46초로 0.77초 감소하여 통계적으로 유의하게 감소하였으

며(p<.05), 대조군에서는 훈련 전 1.16에서 훈련 후 1.06으로 0.1초 감소하여 통계적으

로 유의하게 감소하지 않았다. 대상자의 군간 훈련 전ㆍ후 EMG의 변화량 차를 살펴보면

실험군은 -0.77초, 대조군은 -0.08초로 실험군이 대조군 보다 변화량의 차이가 더 크며

통계적으로 유의하게 감소하였다(p< .05).

<표 3-1> 실험 방법에 따른 근전도의 변화 (단위 : 초)

실험군

(n=14)

대조군

(n=10)Z

EMG

전 1.23 ± 0.64a

1.16 ± 0.62

후 0.46 ± 0.23 1.06 ± 0.64

전ㆍ후차 -0.77 ± 0.70 -0.08 ± 0.22 5.36*

Z -2.86**

-0.67

주) a평균±표준편차

*p< .05, **p< .01

2) ACL

주의 집중력 훈련 적용 후 ACL를 통한 점수를 측정한 결과는 <표 3-2>과 같다. 실험

군의 훈련 전ㆍ후 차이 변화를 검정한 결과 훈련 전 점수는 4.24점에서 훈련 후 4.47점

으로 0.23점 증가하여 통계적으로 유의하게 증가하였으며(p<.05), 대조군에서는 훈련 전

3.76점에서 훈련 후 3.72점으로 0.04점 감소하여 통계적으로 유의하게 증가하지 않았다.

대상자의 군간 훈련 전ㆍ후 ACL의 변화량 차를 살펴보면 실험군은 0.23점 증가, 대조군

은 -0.04점으로 실험군이 대조군 보다 변화량의 차이가 더 크며 통계적으로 유의하게 증가

하였다(p<.05).


<표 3-2> 실험방법에 따른 ACL의 변화 (단위 : 점)

실험군

(n=14)

대조군

(n=10)Z

ACL

전 4.24 ± 0.50a

3.76 ± 0.52

후 4.47 ± 0.56 3.72 ± 0.50

전ㆍ후차 0.23 ± 0.25 -0.04 ± 0.17 4.20*

Z 2.65**

-0.577

주) a평균±표준편차

*p< .05, **p< .01

2. EEG

주파수 대역별 값은 델타파, 세타파, 알파파, 베타파로 영역을 구분했으며, 각 주파수 대

력별로 실험군의 주의집중훈련 전과 후의 뇌 활성화 영역을 비교분석하였다. 검은색 선은

훈련 전이고, 붉은색 선은 훈련 후를 표시한다. 또한 푸른색 막대는 감소를 의미하고 붉은

색 막대는 증가를 의미한다.

1) Relative Power Spectrum

(1) 델타파

훈련 전과 훈련 후의 델타파를 비교해 보면, TP8, F7에서 decreased low frequency

components를 보였다<그림 3-1>. 치매환자에게 우세한 델타파가 TP8, F7 영역에서 훈

련 후에 유의한 감소를 나타냈다(p<.05).

<그림 3-1> 델타파의 훈련 전후의 비교


(2) 세타파

훈련 전과 훈련 후의 세타파를 비교해 보면, CP4에서 decreased low frequency

components를 보였다<그림 3-2>. 치매환자에게 우세한 델타파가 CP4 영역에서 훈련

후에 유의한 감소를 나타냈다(p<.05).

<그림 3-2> 세타파의 훈련 전후 비교

(3) 알파파

훈련 전과 훈련 후의 알파파를 비교해 보면, OZ, PZ Decreased low frequency

components, TP8, T8, FC4 Increased high frequency components를 보였다<그림

3-3>. 치매환자에게 부족한 알파파가 TP8, T8, FC4 영역에서 훈련 후에 유의한 증가를

나타냈다(p<.05).

<그림 3-3> 알파파의 훈련 전후 비교


(4) 베타파

훈련 전과 훈련 후의 베타파를 비교해 보면, FC4, F4, F7에서 Increased high

frequency components를 보였다<그림 3-4>. 치매환자에게 부족한 베타파가 FC4, F4,

F7 영역에서 훈련 후에 유의한 증가를 나타냈다(p< .05).

<그림 3-4> 베타파의 훈련 전후 비교

2) Brain Mapping

(1) 훈련 전의 활성영역

훈련 전에는 델타파와 세타파가 전두엽, 두정엽, 후두엽, 측두두정엽, 중심구주변에 많이

나타난 것을 파란색으로 표시하여 시상면, 수평면과 관상면에서 각각 표시하였다<그림

3-5>.

(가) (나) (다)

<그림 3-5> 훈련 전의 활성영역

(가) 시상면, (나) 수평면, (다) 관상면


(2) 훈련 후의 활성영역

훈련 후에는 알파와 베타파가 전두엽, 전두중심부, 측두두정엽, 중심구주변에 많이 활성

화되어 붉은색으로 표시하여 시상면, 수평면과 관상면에서 표시하였다<그림 3-6>.

(가) (나) (다)

<그림 3-6> 훈련 후의 활성영역

(가) 시상면, (나) 수평면, (다) 관상면

Ⅳ. 논 의

주의집중력은 개체의 내부나 외부로부터 자극을 받아들일 수 있도록 준비된 상태에서부

터 자극의 의미나 가치를 이해하고 개체가 처한 상황에서 가장 적절한 자극을 선택하는

과정까지를 포함하며, 뇌의 전체적인 정보처리를 가능하게 하는 중요한 단계 중의 하나라

고 할 수 있다(윤선영 등, 2002). 치매환자는 이런 고등정신기능이 감퇴하고 차차 정서

신체적인 변화들로 인해 실행기능이 떨어지게 되고 한곳에 집중하거나 그것을 지속하는

것이 힘들고 수동적으로 변해서 자발적인 행위가 어려운 특징이 있기에(김부영, 2000)

수준에 따른 기능의 능력과 제한점을 나타내는 실행평가가 이루어져야 한다.

이에 본 연구에서는 다른 질환(뇌졸중, 뇌외상, 정신분열증)에 훈련하고 있는 주의집중

훈련을 알츠하이머 치매환자에게 적용하여 실행기능과 뇌활성화에 대해 알아보고자 하였

으며 알츠하이머 치매 환자에게 주의집중훈련을 한 선행 연구들을 근거하여 대상자, 훈련

기간, 훈련 평가도구, 평가시점을 정하였다(Loewenstein et al., 2004; Cahn-Weiner et

al., 2003; Davies, Massman, Doody, 2001; Koltai, Welsh-Bohmer, Schmechel, 2001;

Quayhagen et al., 2000; Requena et al., 2004; Zanetti, Zanieri, Giovanni, 2001;

Schreiber et al., 1999; Beck et al., 1998; Heiss et al., 1994; Breuil, De-Rotrou,


Forette, 1994).

이병희, 박준수, 김나라(2011)의 연구에서 신체 활동 프로그램을 적용하고 신체적 수행

능력 변화에서 실험군의 훈련 전후에 통계적으로 유의한 증가(p< .05)를 보였고 치매환자

의 군간 훈련 전ㆍ후에서도 실험군이 대조군보다 변화량의 차리를 더 크게 통계적으로 유

의한 증가(p<.05)를 보였다. Loewenstein 등(2004)이 경증 치매 환자에게 8주 동안 주

3회의 훈련 후 훈련 전후에서 실행의 반응시간을 보는 것도 훈련전후 추후 평가에서 유의

미한 차이가 나타난 것과 실행능력에서 훈련 후 (p=.02) 유의미한 증가를 보였다. 본 연

구에서 주의집중훈련을 통한 실행기능을 측정하였는데 EMG를 통한 반응시간은 실험군에

서 훈련 전과 후에 유의한 차이를 보였고 실험 전ㆍ후 통계량에서 실험군과 대조군간에

유의미한 차이를 보였고 ACL은 실험군에서 훈련 전과 후에 유의미한 차이를 보이고 실험

전ㆍ후 통계량에서 실험군과 대조군간에 유의미한 차이를 나타내었다. 이는 이병희, 박준

수, 김나라(2011)의 연구에서 신체 활동 프로그램이 도파민 합성에 영향을 주어 점수 향

상을 보인 것으로 본 것과 같은 맥락에서 본 연구의 주의 집중력 훈련이 아세틸콜린의 분

비를 촉진시켜 주의력이 향상되어 실행능력이 향상되었다고 생각한다. 그러나 Quayhagen

등(2000)은 21명의 치매 경, 중증 치매환자에게 8주 동안 총 40회의 훈련을 할 때 실행

능력 평가에서는(p=.02) 유의한 차이가 보이지 않은 것과 Quayhagen 등(2000)은 21

명의 치매 경, 중증 치매환자에게 8주 동안 총 40회의 훈련을 할 때 기억력검사에서 p

=.7이고 실행능력에서는 p=.4로 유의한 차이가 보이지 않은 것은 본 연구와 일치하지 않

았는데 이는 훈련 기간과 훈련 횟수, 치매유형의 차이 때문인 것으로 사료된다.

또한 본 연구에서는 선행 연구들에서 실시한 평가 외에 뇌파를 통한 뇌활성화를 분석을

하였다. 이 EEG에서는 주의집중훈련의 효과를 검증하기 위해 뇌파를 통해 Coherence의

분석, 훈련 전과 훈련 후의 주파수별로 뇌영역을 분석하였고 훈련전과 후에 치매환자들에

게 열세한 알파파, 세타파의 활성화 부위를 관상면, 수평면과 시상면에서의 훈련 전과 훈

련 후의 활성화된 부위를 분석하였다. 훈련 전과 훈련 후의 델타파를 비교해 보면 TP8,

F7에서 decreased low frequency components를 보였고, 세타파를 전과 후로 비교해

보면 CP4에서 decreased low frequency components를 보였다. 또한 알파파를 비교해

보면 OZ, PZ Decreased low frequency components, TP8, T8, FC4 Increased high

frequency components를 보였고 베타파를 전과 후로 비교해 보면 FC4, F4, F7에서

Increased high frequency components를 보였는데 주의 집중훈련을 통해 훈련 전에는

델타파와 세타파가 보인 것은 뇌의 각성이 이루어지지 않았었지만 훈련 후에는 아세틸콜

린 분비로 인해 뇌의 각성이 이루어져 안정파인 알파파가 부분적으로 억제 또는 활성되고

활동파인 베타파가 나타난 것으로 사료된다. 신경되먹임 뇌파 훈련과 컴퓨터 인지재활 훈

련을 통해 뇌졸중 환자의 뇌파 변화를 분석한 정진화(2011)의 연구에서 NFB군은 서파인


상대 세타파가 실험 전후 15.78% 감소되었고(p<.01) CACR군도 실험 전후 13.29% 감

소를 보였고(p<.01) NFB군은 속파인 상대 베타파가 실험 전후 3.36% 증가되었다(p<

.05). 곽용태 등(2003)의 연구에서도 알츠하이머는 전부 국소에서 알파파가 감소한다고

보고했는데 후두엽에 서파가 나타난다는 연구와도 일치한다고 할 수 있고 알츠하이머 환

자군에서 모든 전극의 델타파와 스펙트럼 절대 값이 대조군에 유의하게 증가되어 있었으

며 모든 전극의 알파파의 스펙트럼 절대 값이 대조군에 비하여 유의하게 감소한 결과를

나타낸 것과 일치한다고 볼 수 있다.

따라서 주의집중훈련은 알츠하이머 치매 환자의 실행기능과 뇌기능을 활성화시키는 데

중요한 역할을 할 수 있을 것이라 사료된다. 하지만 본 연구에서는 알츠하이머 치매 소수

환자만 대상으로 하였기에 모든 알츠하이머 환자에게 일반화하기에는 제한점이 많기에 더

많은 알츠하이머 환자와 다른 치매 유형 환자에게도 적용해보아야 할 것이고 또한 실험군

과 대조군 모두 나이에서 65세에서 85세 까지 나이 차이의 범위가 넓었고 남녀 균등한

배치를 할 수 없었다. 따라서 본 연구를 바탕으로 주의집중훈련을 비슷한 연령대와 다양

한 치매 유형간의 비교, 훈련시간의 비교, 훈련방법의 비교에 대한 지속적인 연구가 필요

할 것으로 사료된다.

Ⅴ. 결론 및 제언

본 연구는 주의집중훈련을 알츠하이머 치매노인에게 적용하여 실행기능과 뇌활성화를

알아보고자 실시하였다. 이에 실험군은 주의 집중훈련 프로그램을 6주간 주 3회, 회/30분

실시하였으며, 훈련 전ㆍ후 차이를 알아본 결과, EMG와 ACL을 통한 실행기능에서 유의

한 차이를 보였으며 특히 군간 변화량 차를 검정한 결과 실험군이 대조군보다 유의하게

향상된 것을 볼 수 있었고, 또한 뇌활성화를 본 뇌파의 주파수별 변화에서는 훈련 전에

델타파와 세타파가 우세하였는데 훈련 후에는 알파파와 베타파가 활성화되어 나타난 것을

볼 때 주의집중력 훈련이 실행기능과 뇌를 활성화 시키는데 효과가 있었다. 본 연구를 통

해 주의집중훈련 프로그램이 알츠하이머 치매 노인의 실행 및 뇌기능 활성화에 적합한 프

로그램이라고 생각되며, 이러한 결과를 바탕으로 주의 집중 훈련 프로그램이 알츠하이머

치매의 인지기능에 기초자료가 되리라 생각한다. 또한 주의집중훈련 프로그램을 알츠하이

머 치매 환자군에게 활용하여 향후 치매환자의 재활 목적에 맞는 다양한 인지 프로그램

개발이 이루어져야 할 것으로 생각한다.


참 고 문 헌

강원구, 강민희, 양정림, 구은진, 김수경 (2009). 컴퓨터를 이용한 집중력 훈련 프로그램에 대한 일반노인과

치매노인의 뇌 활성화 비교. 대한 작업치료학회지, 17(3), 1-13.

건강보험정책연구원 (2011). 2002-2009년 노인성 질환자 진료 추이분석.

고효진, 김형래, 김대진, 김수용, 박성종 (2000). 알쯔하이머형 치매 환자 뇌파의 시공간적 패턴분석. 신경

정신의학, 39(2), 402-411.

곽용태, 함동석, 한일우, 백종삼 (2003). 알쯔하이머병에서 뇌파 Coherence. 대한신경과학회지, 21(2),

163-168.

권재철, 나덕렬, 김향희, 김경문, 강연욱 (2000). 알쯔하이머 환자의 실행증 오류 형태. 대한 신경과학지,

15(5), 996-1011.

김부영 (2000). 원예프로그램이 치매노인의 인지기능 및 일상생활수행능력, 우울, 행동에 미치는 영향.

임상간호연구, 5(2), 71-87.

김선옥 (2007). 정신분열병의 알렌인지수준선별검사와 인지기능 및 심리사회적 특성과의 상관관계. 대구

대학교 재활과학대학원 석사학위논문.

김정모 (2004). 알츠하이머 치매의 통합 의학적 뇌장수 프로그램의 예비연구. 특수교육재활과학연구,

43(2), 1-16.

김준수 (2010). 신체 활동 프로그램이 치매 노인의 인지, 신체적 기능, 삶의 질, 우울에 미치는 영향. 삼육

대학교 대학원 석사학위논문.

김영호, 태기식, 송성재 (2005). 뇌손상 후 상지 운동기능 회복 평가: 임상적 평가 및 운동반응 근전도

분석. 한국전문물리치료학회지, 12(1), 91-99.

김용진, 장남기 (2001). 시청각 학습의 반복수행에 따른 전두부의 뇌파 활성도 변화. 한국과학교육학회지,

21(3), 510-528.

민윤기, 이강희 (2000). 뇌파 인터페이스 게임과 컴퓨터 게임의 수행에 따른 뇌파 변화 비교. 대한 감성

과학지, 3(1), 17-24.

박래준, 김용천, 박흥기, 윤범철, 이현혹, 장정훈 (2009). 노인물리치료학. 현문사.

박윤정, 윤탁, 김명선 (2005). 주의력 재활 훈련이 정신분열병 환자의 인지 기능에 미치는 효과. 한국심리

학회지: 임상, 24(4), 721-737.

박흥석, 황수연, 민경철, 이명예, 김수정, 정민예 (2007). 뇌졸중, 치매 환자를 대상으로 알렌 인지 수준

판별검사(ACLS)의 신뢰도 연구. 고령자ㆍ치매작업치료학회지, 1(1), 1-6.

백운이, 허승수, 임정옥, 이수현, 전명훈, 박정철 (2001). EEG Mapping으로 평가한 후두부 도통에 대한

Cold Laser의 치료효과. 대한마취과학회지, 41(5), 582-588.

세계보건기구의 국제 질병 분류 10판(ICD-10). (1992).

신승훈, 고명환, 김연희 (2002). 컴퓨터 인지재활 프로그램을 이용한 뇌손상 환자의 인지치료 효과. 대한

재활의학회지, 26(1), 1-8.


안석균, 오병훈, 현명호, 유계준 (1997). 만성 정신분열병 환자에서 전산화 인지재활프로그램(REHACOM)

을 이용한 주의력 훈련의 효과. 신경정신의학, 36(1), 72-79.

윤선영, 현명호, 이장한, 김인영, 김재석, 김선일 (2002). 가상환경을 이용한 인지훈련이 주의지속력에 미치는

효과. 한국심리학회지, 7(1), 97-109.

이병희, 박준수, 김나라 (2011). 신체활동 프로그램이 치매노인의 인지, 신체적 수행능력, 보행, 삶의 질

및 우울에 미치는 효과. 특수교육재활과학연구, 50(2), 307-328.

정진화 (2011). 신경되먹임 뇌파 훈련과 컴퓨터 보조 인지 재활 훈련이 뇌졸중 환자의 뇌파변화, 인지

및 일상생활동작에 미치는 효과. 삼육대학교 대학원 박사학위논문.

정이정, 조상현, 이정훈, 이상헌 (2003). 최대 등척성 수축시 표면근전도에서 근 수축 개시점 결정을 위

한 기법들의 신뢰도. 한국전문물리치료학회지, 10(1), 51-62.

태기식, 김사엽, 송성재, 이지용, 이영의, 김영호 (2004). 만성 편마비 환자의 손목운동 시 근수축 특성.

한국공학회 학술대회논문집, 83-86.

통계청 (2011). 2010년 한국의 사회지표.

Allen, C. K., (1985). Occupational therapy for psychiatric diseases: Measurement and management

of cognitive disabilities. Boston: Little.

Beck, C., Heacock, P., Mercer, S., Thatcher, R., & Sparkman, C. (1988). The impact of cognitive

skills remediation training on persons with Alzheimer’s disease or mixed dementia. Journal

of Geriatric Psychiatry, 21(1), 73-88.

Breuil, V., De-Rotrou, J., & Forette, F. (1994). Cognitive stimulation of patients with dementia:

preliminary results. Int J Geriatr Psychiatry, 9, 211-217.

Cahn-Weiner, D. A., Malloy, P. F., Rebok, G. W., & Ott, B. R. (2003). Results of a randomized

placebo-controlled study of memory training for mildly impaired Alzheimer’s disease patients.

Applied Neuropsychology, 10(4), 215-223.

Davis, R. N., Massman, P. J., & Doody, R. S. (2001). Cognitive intervention in Alzheimer’s disease:

a randomized placebo-controlled study. Alzheimer Disease and Associated Disorders, 15(1),

1-9.

DSM-IV. (1994). 1994년 진단 및 통계편람 4판.

Earhart, C., Pollard, D., Allen, C. K., & David, S. (2003). Large Allen Cognitive Level Screen(LACLS)

2000 Test Manual. Colchester, CT: S&S/Worldwide.

Ekman, L. L. (2002). Neuroscience. Saunders Elsevier, 453.

Heiss, W. D., Kessler, J., Mielke, R., Szelies, B., & Herholz, K. (1994). Long-term effects of

phosphatidylserine, pyritinol, and cognitive training in Alzheimer’s disease. A neuropsychological,

EEG, and PET investigation. Dementia, 5(2), 88-98.

Koltai, D. C., Welsh-Bohmer, K. A., & Schmechel, D. E. (2001). Influence of anosognosia on

treatment outcome among dementia patients. Neuropsychological Rehabilitation, 11(8), 455

-475.


Loewenstein, D. A., Acevedo, A., Czaja, S. J., & Duara, R. (2004). Cognitive rehabilitation of

mildly impaired Alzheimer’s disease patients on cholinesterase inhibitors. American Journal

of Geriatric Psychiastry, 12(4), 395-402.

Medalia, A., Aluma, M., Tryon, W., & Merrian, A. (1998). Effectiveness of attention training in

schizophrenia. Schizophrenia Bulletin, 24, 147-152.

Penads, R., Boget, T., Catalan, R., Bernardo. M., Gast, C., & Salamero, A. (2002). Cognitive

mechanism, phychosocial functioning and neurocognitive rehabilitation in schizophrenia.

Schizophrenia Research, 63, 219-227.

Quayhagen, M. P., Quayhagen, M., Corbeil, R. P., Roth, P. A., & Rodgers, J. A. (1995). A dyadic

remediation program for care recipients with dementia. Nurse Research, 44, 153-159.

Quayhagen, M. P., Quayhagen, M., & Corbeil, R. P. (2000). Coping with dementia evaluation of

four nonpharmacologic intervention. International Psychogeriatric, 12(2), 249-265.

Requena, C., LópezIbor, M. I., Maestú, F., Campo, P., LópezIbor, J. J., & Ortiz, T. (2004). Effects

of cholinergic drugs and cognitive training on dementia. Dementia and Geriatric Cognitive

Disorders, 18(1), 50-54.

Schreiber, M., Schweizer, A., Lutz, K., Kalveram, K. T., & Jancke, E. L. (1999). Potential of an

interactive computer-based training in the rehabilitation of demetia: an initial study. Neuropsy

-chological Rehabilitation, 9, 155-167.

Soderberg, B. (2000). The Swedish Sports Movement and The Medical Profession - A Question

of Power?. Sports Body and Health, 3(1), 47-58.

Velligan, D. I., True, J. E., Lefton, R. S., Moore, T. C., & Flores, C. V. (1995). The validity of

the Allen Cognitive Levels(ACL) assessment: atriethnic comparison. Psychiatry Research,

56(2), 101-109.

Zanetti, O., Zanieri, G., & Giovanni, G. (2001). Effectiveness of procedural memory stimulation

in mild Alzheimer’s disease patients: a controlled study. Neuropsychological Rehabilitation,

11, 263-272.


<Abstract>

The Effect of the Attention Training upon Executive Function

and Brain Activation in the Alzheimer’s Dementia

Lee, Hyo Jeong ㆍ Song, Ju Young

This study was performed for effects of intervention of Attention training

which influenced on the change of executive function and brain activation with

patients caused by Alzheimer’s dementia. Two groups of Alzheimer’s dementia

(N=24) were allocated randomly in this study: experimental group(N=14) and

control group(N=10).

The results of this study showed that in comparison of pre and post changes,

experimental group noticeable changes in EMG, ACL and EEG. These results

mean attention training provides executive function and brain activation with

Alzheimer’s dementia. Comprehensive research is required about a point of time

and duration for intervention and severity degree in clinical approach for

Alzheimer’s dementia.

Key Wards : Attention Training, ACL, EEG, EMG, Alzheimer’s dementia

논문접수 : 2011. 10. 30 / 심사일 : 2011. 11. 17 / 게재승인 : 2011. 12. 30

주의집중훈련이 알츠하이머 치매의 실행기능과 뇌 활성화에 미치는...

Documents

Transcript of 주의집중훈련이 알츠하이머 치매의 실행기능과 뇌 활성화에 미치는...