경도인지장애군에서 처리부담조건이 의미 및 음운 작업기억에 미치는 영향

Abstract

치매의 조기발견이 중요해짐에 따라 경도인지장애(Mild Cognitive Impairment; 이하 MCI)에 대한 관심이 높아지고 있다. MCI는 인지기능 저하가 정상 범위를 벗어나더라도 알츠하이머성 치매(Dementia of the Alzheimer’s Type; 이하 DAT)로 진단할 수 있을 정도로 심하지 않은 상태를 말한다. 즉, DAT의 전이단계라고 할 수 있으며, DAT로 발전할 가능성이 크다(Petersen, 2004). MCI를 조기에 판별하여 DAT의 유병률을 낮추는 것이 중요해짐에 따라서 MCI와 정상 노년층의 차이점을 비교하는 연구들이 활발하게 진행되고 있다. MCI는 기억력 결함이 주된 특징으로 나타나며, 작업기억(Working Memory)에 대한 연구에서는 정상 노년층에 비해 구어적 또는 시각적 작업기억의 결함이 있다는 연구결과가 있다(Montero-Odasso, Bergman, Phillips, Wong, Sourial, & Chertkow, 2009; Saunders & Summers, 2010). 작업기억은 단순한 저장만을 요구하는 단기기억과 달리 정보의 저장과 처리의 결합이 요구되는 기억체계이다. 작업기억은 일상생활의 인지활동과 언어이해, 장기학습, 암산을 복합적으로 뒷받침하는 중요한 역할을 한다(Baddeley & Hitch, 1974). 이러한 작업기억은 작업기억용량 이론(working memory capacity theory)에 의해 정보를 처리하고 저장할 수 있는 양이 개인마다 다르다는 것이 밝혀졌고, 제한된 작업기억용량은 정보를 유지하고 활성화시키는 자원(source)을 제한한다고 하였다(Just & Carpenter, 1992). 저장된 정보의 망각(forgetting)을 유발하는 요인에 대한 이론은 크게 시간에 의한 인지적 부하를 설명하는 이론(Time-Related Decay Hypotheses)과 간섭에 의한 인지적 부하를 설명하는 이론(Interference-Based Hypotheses)으로 나뉘어 연구되어 왔다(Portrat, Barrouillet, & Camos, 2008). MCI와 정상 노인, DAT를 대상으로 기억과제의 수행력 차이 및 정보의 망각 요인에 관한 연구들이 이루어지고 있다. 수행력의 차이는 많은 연구들에서 일관된 결과를 보고하였지만, 정보의 망각을 불러일으키는 요인은 결과가 혼재하다. 또한 국내에서는 MCI의 작업기억에 대한 연구가 부족하며, 작업기억 평가가 단순한 폭 과제에 국한되어 있다. 따라서 본 연구에서는 과제 유형을 의미 및 음운으로 나누어 언어적 작업기억과제를 제작하고, MCI와 정상노인의 수행력을 비교하고자 한다. 또한 언어적 작업기억과제에 처리부담 조건을 적용시켜 어떠한 처리부담이 정보의 저장 및 처리에 영향을 미치는지 파악하고자 한다. 시간적 처리부담은 먼저 제시된 자극이 종료된 후 그 다음 제시되는 자극의 출현까지의 시간 간격 즉, 자극 간 간격(inter-stimuli interval; 이하 ISI)을 조작하였다. 반면 간섭적 처리부담은 간섭자극 유, 무로 조작하였다. 연구는 정상 노인 16명(여:12명, 남:4명), MCI 16명(여:12명, 남 4명)으로 총 32명을 대상으로 하였으며, 실험은 이프라임(E-Prime 2.0)이 장착된 노트북을 사용하였다. 과제는 시간적 처리부담과 간섭적 처리부담 조건으로 조작하여 의미 작업기억과제와 음운 작업기억과제로 나누어 실시하였다. 시간적 처리부담은 ISI 1초 vs. ISI 5초로 조작하였으며, 간섭적 처리부담은 간섭자극 유 vs. 무로 조작하였다. 화면 중앙에 목표단어가 제시된 뒤, 시간적 처리부담 및 간섭적 처리부담에 따른 조건 별 화면이 지나간다. 그리고 두 개 의 단어가 모니터 화면의 오른쪽과 왼쪽에 각각 제시된다. 이 때 대상자에게 목표단어와 같은 의미범주 또는 끝음절 단어를 선택하도록 함으로써 정확도를 백분율(%)로 계산하고, 반응시간을 밀리세컨드(ms) 단위로 측정하였다. 단, 반응시간은 오반응 한 문항은 제외하고 정반응 한 문항만을 분석하였다. 연구 결과의 요약은 다음과 같다. 첫째, 두 집단의 언어적 작업기억과제의 정확도가 시간적 처리부담 및 과제 유형에 따라 어떠한 영향을 받는지 알아보았다. 그 결과, MCI의 정확도가 정상노인에 비해 유의하게 낮았다. 과제 유형에 따른 차이가 유의하여, 의미 작업기억과제가 음운 작업기억과제에 비해 정확도가 낮았다. 반면 시간적 처리부담에 따른 차이는 유의하지 않았다. 과제 유형과 집단에 대한 이차상호작용이 유의하였다. 상호작용이 나타난 것은, 두 집단 모두 음운 작업기억과제에 비해 의미 작업기억과제의 정확도가 낮았지만 그 차이가 MCI집단에서 더 크게 나타났기 때문이다. 반면 시간적 처리부담과 집단, 시간적 처리부담과 과제 유형에 대한 이차상호작용은 유의하지 않았다. 또한 과제 유형 및 시간적 처리부담에 따른 집단 간 차이에 관한 삼차상호작용이 유의하지 않았다. 둘째, 두 집단의 언어적 작업기억과제의 반응시간이 시간적 처리부담 및 과제 유형에 따라 어떠한 영향을 받는지 알아보았다. 그 결과, MCI의 반응시간이 정상노인에 비해 유의하게 느렸다. 과제 유형에 따른 차이가 유의하여, 의미 작업기억과제가 음운 작업기억과제에 비해 반응시간이 느렸다. 더불어 시간적 처리부담에 따른 차이가 유의하여, ISI 1초 조건보다 ISI 5초 조건에서 반응시간이 느렸다. 과제 유형과 집단에 대한 이차상호작용이 유의하였다. 상호작용이 나타난 것은, 두 집단 모두 음운 작업기억과제보다 의미 작업기억과제에서 반응시간이 느렸지만 그 차이가 MCI집단에서 더 크게 나타났기 때문이다. 또한 시간적 처리부담과 집단에 대한 이차상호작용이 유의하였다. 상호작용이 나타난 것은, 두 집단 모두 ISI 1초 조건보다 ISI 5초 조건에서 반응시간이 느렸지만 그 차이가 MCI집단에서 더 크게 나타났기 때문이다. 반면 과제 유형과 시간적 처리부담에 대한 이차상호작용이 나타나지 않았으며, 과제 유형 및 시간적 처리부담과 집단에 대한 삼차 상호작용이 유의하지 않았다. 셋째, 두 집단의 언어적 작업기억과제의 정확도가 간섭적 처리부담 및 과제 유형에 따라 어떠한 영향을 받는지 알아보았다. 그 결과, MCI의 정확도가 정상노인에 비해 유의하게 낮았다. 과제 유형에 따른 차이가 유의하여, 의미 작업기억과제가 음운 작업기억과제에 비해 정확도가 낮았다. 더불어 간섭적 처리부담에 따른 차이가 유의하여, 간섭이 없는 조건보다 간섭이 있는 조건에서 반응시간이 느렸다. 간섭적 처리부담과 집단에 대한 이차상호작용이 유의하였다. 상호작용이 나타난 것은, 두 집단 모두 간섭이 없는 조건보다 간섭이 있는 조건에서 반응시간이 느렸지만 그 차이가 MCI집단에서 더 크게 나타났기 때문이다. 반면 과제 유형과 집단에 대한 이차상호작용은 유의하지 않았으며, 과제 유형 및 간섭적 처리부담과 집단에 대한 삼차상호작용이 유의하지 않았다. 넷째, 두 집단의 언어적 작업기억과제의 반응시간이 간섭적 처리부담 및 과제 유형에 따라 어떠한 영향을 받는지 알아보았다. 그 결과, MCI의 반응시간이 정상노인에 비해 유의하게 느렸다. 과제 유형에 따른 차이가 유의하여, 의미 작업기억과제가 음운 작업기억과제보다 반응시간이 느렸다. 더불어 간섭적 처리부담에 따른 차이가 유의하여, 간섭이 없는 조건에 비해 간섭이 있는 조건에서 반응시간이 느렸다. 간섭적 처리부담과 집단에 대한 이차상호작용이 유의하였다. 이차상호작용이 나타난 것은, 두 집단 모두 간섭이 없는 조건보다 간섭이 있는 조건에서 반응시간이 느렸지만 그 차이가 MCI집단에서 더 크게 나타났기 때문이다. 반면 과제 유형과 집단, 과제유형 및 간섭적 처리부담에 대한 이차상호작용이 유의하지 않았다. 또한 과제 유형 및 간섭적 처리부담과 집단에 대한 삼차상호작용이 유의하지 않았다. 본 연구는 처리부담 및 언어적 작업기억과제 유형이 작업기억과제 수행에 어떠한 영향을 미치는지 MCI와 정상 노인을 대상으로 살펴보였다. MCI와 정상 노인간 에 언어적 작업기억과제 수행력 차이를 보였으며, MCI가 정상 노인에 비해 낮은 정확도와 느린 반응시간을 보였다. 정보의 저장과 처리과정에서 어려움을 주는 요인은 시간적 처리부담과 간섭적 처리부담 모두 영향을 미쳤다고 할 수 있으며, MCI가 정상 노인에 비해 처리부담에 더 민감하게 반응한다는 것을 알 수 있었다. 또한 시간적 처리부담에서는 작업기억과제 유형에 따라 MCI와 정상 노인의 차이가 있어, MCI가 음운적 정보보다 의미적 정보의 저장과 처리에 어려움이 있다는 것을 알 수 있었다. 하지만 간섭적 처리부담에서는 작업기억과제 유형에 따른 집단 간 차이가 나타나지 않았다. 즉 간섭이 있는 조건에서 이미 인지적 처리 부하를 높여 의미 및 음운 작업기억과제 유형에 관계없이 낮은 수행력과 느린 반응시간을 보였다. 이러한 결과를 종합해보면, 시간적 요소가 MCI의 언어적 하위 유형에 따른 정보 망각을 확인할 수 있는 민감한 요소라고 할 수 있다. 반면, 간섭적 요소는 언어적 하위 유형보다 MCI와 정상 노인 집단 자체를 구분하는 요소라고 할 수 있다. 이러한 연구 결과는 향후 연구목적에 따라 처리부담 요인을 조작하여 MCI와 정상 노인의 차이가 나타나는 영역을 확인하는데 도움이 될 것으로 기대된다.;The current study investigated whether there are differential patterns on verbal working memory tasks between normal control group and individuals with Mild Cognitive Impairment(MCI) depending on the manipulation of processing load. Sixteen individuals with MCI and 16 normal controls participated in the study. The verbal working memory(WM) tasks consisted of the two types (semantic vs. phonological). The processing load consisted of the two types of manipulations (time-interval vs. interference). The time-interval was manipulated with two inter-stimulus interval (ISI) of 1sec vs. 5sec, and the interference condition consisted of two types: no interference and digit-insertion. In the semantic WM task, participants read the target word and judged whether the following words after a certain ISI belong to the same category or not. for the phonological WM condition, participants judged whether the following word rhyme with the target words in a final syllable. Three-way mixed ANOVAs were performed for each dependent measure: (1) accuracy, (2) response time. Results from time-related processing load(inter-stimuli interval; ISI 1s vs. ISI 5s) revealed that MCI group showed significantly lower accuracy and longer response time on the working memory tasks than the normal control group. There was a significant two-way interaction in response time between the group and time-related processing load, indicating that the MCI group demonstrated differentially prolonged response time under the 5sec-ISI condition compared to the normal group. A significant two-way interaction between the group and WM task types suggested that the MCI group presented significantly longer response time in the semantic WM task than the phonological WM task compared to the normal group. Results from interference-related processing load (interference vs. no interference) revealed that MCI group showed significantly lower accuracy and longer response time than the normal control group. A two-way interaction in the accuracy between the group and interference-related processing load, indicating that the MCI group showed significantly lower accuracy on the interference condition than the normal control group. There was also a significant interaction in the reaction time between group and interference-related processing load, suggesting that the MCI group showed significantly longer response time on the interference condition compared to normal control group. The results suggested that the manipulation of the processing load condition showed greater effects on working memory task for MCI group both in accuracy and response time. It is interesting to note that the WM task type differentially affected the MCI group, indicating that the task type effects emerged in time-related manipulations, but not in the interference manipulation. Semantic WM task was more sensitive to time-related manipulations than the phonological WM to differentiate the MCI group from normal aging controls. In contrast, the presence of interference-related processing loads washed out the WM task type effects, indicating that the interference-load itself plays as a critical factor to differentiate the MCI gorup from the normal control group. To conclude, the study suggested that the type of cognitive processing load may differentially affect different domains of WM.