젊은성인과 노인의 동적 평형성 학습과 제어: 비침습뇌자극에 따른 학습, 움직임 및 협응을 중심으로

Abstract

본 연구는 비침습 뇌 자극이 젊은 성인과 노인의 동적 평형성학습에 어떠한 영향을 미치는지를 비교분석하고 이에 관여하는 주요 관절, 근육의 움직임 및 이들의 협응패턴을 분석하여 평형성학습에 관여하는 뇌 영역들의 영향을 탐색하는데 그 목적이 있다. 본 연구에 참여한 대상은 정형 및 신경학적 손상이 없는 오른손잡이 만 20세 이상 젊은 남자 성인 18명과 60세 이상 남자 노인 18명으로 선정하였다. 피험자들은 연령 집단별로 나뉘어 대뇌피질 중 보조운동영역에 양극자극과 전전두엽에 음극자극(aSMA-cPFC: 9명), 보조운동영역에 음극자극과 전전두엽에 양극자극(cSMA-aPFC: 9명)을 경두개직류전기자극장치(tDCS)통해 20분간 1mA강도로 자극이 주어진 채 동적평형성과제를 안정도 검사기에서 실시하였다. 과제 수행은 총 이틀에 걸쳐 수행되었고, 1일차는 총 15회로 1회는 60초로 구성하였다. 2일차에는 1일차와 동일한 과정으로 비침습뇌자극이 주어지지 않은 채로 진행되었다. 측정변인은 평형유지시간, 무릎각 변화, 몸통각 변화, 무릎각과 몸통각의 상관관계, 척추기립근 활성도, 외측광근 활성도, 전경골근 활성도로 구성하였다. 학습시기와 tDCS 자극형태에 따른 젊은 성인과 노인의 동적평형성유지시간은 차이가 나타났는데, 젊은 성인이 노인에 비해 동적평형성 유지시간이 더 긴 것으로 나타났다. 또한 젊은 성인 집단 간 보조운동영역에 음극자극과 전전두엽에 양극자극을 준 집단이 동적평형성유지시간이 비교적 높은 것으로 나타났다. 학습시기와 tDCS 자극에 따른 젊은 성인과 노인의 동적평형성학습 시 이에 관여하는 무릎각과 몸통각은 젊은 성인집단과 노인집단에서 차이가 나타나지 않았다. 하지만 몸통각은 노인집단 내에서 차이가 나타났다. 협응 패턴은 젊은 성인집단과 노인집단, 그리고 노인집단 간 차이가 나타났다. 학습시기와 tDCS 자극에 따른 젊은 성인과 노인의 동적평형성학습 시 이에 관여하는 주요근육의 활성도는 집단 간(별) 차이가 나타났다. 척추기립근은 노인집단 간에 차이가 나타났으나 젊은 성인집단에서는 차이가 나타나지 않았다. 외측광근과 전경골근의 활성도는 젊은 성인집단과 노인집단, 노인집단 간 차이가 나타났다. 학습시기와 tDCS 자극형태에 따른 젊은 성인과 노인의 동적평형학습전략은 차이가 있었다. 젊은 성인 집단 1(aSMA-cPFC)과 2(cSMA-aPFC)의 경우 무릎각과 몸통각의 움직임과 협응 패턴이 비슷한 양상으로 관찰되었지만 근육활성도에서는 비교적 다른 양상을 보였다. 노인 집단 1(aSMA-cPFC)은 학습시기에 따라 신체무게중심이 높은 상태에서 시작하여 점차적으로 낮아지는 경향을 보였고 운동학적 변인의 변화양상이 젊은 성인 집단과 비슷한 형태로 변화되었다. 노인 집단 2(cSMA-aPFC)는 부적상관관계로 변화되었다. 결과를 종합해보면, 젊은 성인과 노인 집단의 동적평형성 수행에서 tDCS자극 형태와 상관없이 연령에 따른 절대적인 차이가 존재하는 것을 확인할 수 있었고. 젊은 성인집단 간과 노인 집단 간 동적평형성 학습은 자극형태에 따라 큰 차이는 없었다. 하지만 신체 분절, 협응 및 근육의 움직임은 연령과 tDCS 자극형태에 따라 다른 패턴을 나타내며 다른 전략을 가지고 동적평형성 학습이 이루어지는 것을 알 수 있었다.