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경두개 직류자극(tDCS)을 통한 건강증진 및 피트니스 전략

Transcranial direct current stimulation (tDCS) Health Promotion and Fitness Strategies

  • 정주호 (Juho Jung, 대학원 보건과학과 재활과학전공)

초록/요약

경두개 직류자극(transcranial direct current stimulation: tDCS)은 미세 전류인 2mA 미만의 직류 전류를 통해 경두개가 닿는 두피에 자극을 주어 비침습적으로 뇌를 활성화 시키는 방법이다. tDCS의 임상 적용은 뇌졸중, 뇌성마비,우울증, 만성통증 환자나 인지 능력이 떨어지는 노인들의 인지 개선을 위한 재활의 목적으로 많이 연구되어 의료적으로 긍정적 평가를 받아왔으나 건강한 성인을 대상으로 tDCS가 신체 건강 피트니스 향상에 미치는 영향에 대해서는 알려진 바가 적다. 본 연구에서는 tDCS를 활용한 2mA의 미세 전류를 전두엽과 측두엽에 흐르도록 자극하여 건강한 성인의 피트니스 시 신경근 능력의 변화에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 모든 시험은 건강한 성인 남녀 55명을 대상으로 6주간 일주일에 세 번, 매회 60분을 적용 시험하였다. 첫 번째 시험은 성인 남녀를 A그룹과 B그룹으로 무작위로 나누어 A그룹 시험군은 tDCS를 20분간 적용한 후 곧이어 40분간 근력, 지구력, 순발력에 해당하는 피트니스 운동을 한 뒤에 얻어진 향상도를 공식을 통해 산출하였다. B그룹은 위장 대조군으로 tDCS의 적용 직후 바로 전류 차단하고 40분간 근력, 지구력, 순발력에 해당하는 피트니스 운동을 한 뒤에 얻어진 향상도를 공식을 통해 산출하였다. 시험의 전과 후에는 디지털 등각 근력계에 의한 팔, 다리 근력 검사, 윗몸일으키기, 팔굽혀펴기, 스쿼트, 버피, 플랭크 정자세, 오른쪽 플랭크, 왼쪽 플랭크로 지구력 검사, 서전트 점프로 순발력을 검사하였다. 이 연구를 통해 건강한 성인 남녀에게 tDCS를 적용한 피트니스 운동에 통계적 유의미한 결과값은 찾을 수 없었다. 두 번째 시험도 건강한 성인 남녀 55명을 두 그룹으로 나눈 뒤 A그룹 시험군에 tDCS를 20분간 적용한 후 균형력에 해당하는 피트니스 운동을 40분간 한 뒤에 얻어진 향상도를 공식을 통해 산출하였다. B그룹은 위장 대조군으로 tDCS의 활성화 적용 없이 40분간 균형력에 해당하는 피트니스 운동을 한 뒤에 얻어진 향상도를 공식을 통해 산출하였다. 시험의 전과 후에는 팔 뻗기 검사(FRT)와 Zebris를 이용해 눈을 뜨고 감은 상태에서 흔들림 속도 변화에 의한 평가로 동적 균형과 정적 균형 검사를 실시하였다. 결론적으로 본 연구에서는 첫 번째 시험인 tDCS를 적용한 뒤의 근력, 지구력, 순발력 피트니스 운동과 tDCS를 적용하지 않은 상태에서 진행한 운동 그룹 간의 유의미한 차이는 없었으나 각 그룹 내에서는 이전보다 모든 측정된 결과 값이 향상되었으며 특히, tDCS를 적용한 시험군의 향상도 결과가 더 높았다. 두번째 시험에서는 tDCS를 적용한 뒤의 균형력 피트니스 운동이 tDCS를 적용하지 않은 그룹 보다 정적 균형력의 피트니스 운동 능력이 개선된 것을 확인 하였다. 따라서 본 시험의 연구를 통해 제안했던 경두개 직류자극(tDCS)을 결합한 피트니스 운동은 주로 환자나 시니어들의 회복을 위해 적용이 되었던 tDCS가 재활 물리치료에서의 활용을 넘어 피트니스와의 융합적인 접근이 가능해졌다. 앞으로 tDCS의 적용을 통해 신체 건강과 피트니스를 향상시키는 긍정적 효과가 기대되며, 이는 피트니스 분야에서 새로운 제안과 활용 가능성을 열어줄 것이다. 또한, 피트니스의 체력 향상을 위한 혁신적인 전략으로 자리잡을 수 있을 것으로 기대된다.

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목차

목차

초록 i
Abstract iv
목차 ix
표 목차 xiv
그림 목차 xv
용어의 정의와 의미 xvii

I.서론 1

1. 연구의 배경 1
1) 피트니스의 이해 1
2) 피트니스의 역사 2
(1) 고대와 중세 피트니스의 역사
(2) 19세기 피트니스의 혁신과 트렌드
(3) 20세기 초반의 피트니스 문화
(4) 1940년대부터 1980년대까지의 피트니스
(5) 국내 피트니스의 역사
(6) 21세기의 피트니스 방향
3) tDCS의 개념 7
4) 전기자극과 tDCS의 발전 7
5) tDCS의 원리 및 작용 메커니즘 10
(1) tDCS의 원리
(2) tDCS의 작용 및 메커니즘

2. 연구의 필요성 11
1) tDCS에 대한 관심 증가 11
2) 일반인을 대상으로 한 tDCS에 대한 연구 부족 12

3. 연구의 목적 13

II. 연구방법 15

PART 1
1．<연구 1> 피트니스 운동과 결합된 tDCS가 건강한 인구에 미치는 영향 (근력, 지구력, 순발력) 15

2. <연구 1>의 연구 방법 25

3. <연구 1>의 연구 절차 26
1) 참가자 27
2) 연구 설계 28
3) 시험 중재 29
(1) tDCS 중재
(2) 피트니스 중재: 근력, 지구력, 순발력
4) 측정 장비 43
(1) tDCS 측정
(2) 근력 측정
(3) 지구력 측정
(4) 순발력 측정

PART 2
1. <연구 2> 중년 성인의 균형 피트니스 운동에 따른 경두개 직류자극의 효과 (균형력) 46

2. <연구 2>의 연구방법 56

3. <연구 2>의 연구 절차 59
1) 참가자 59
2) 연구 설계 60
3) 시험 중재 61
(1) tDCS 중재
(2) 피트니스 중재: 균형력
4) 측정 장비 67
(1) tDCS 측정
(2) 정적 균형 측정
(3) 동적 균형 측정
(4) 블라인드 적정성, 안전성, 만족도 측정

III. 연구 결과 70

PART 1. <연구 1>의 결과 70
1. 근력, 지구력, 순발력 73
1) 근력
2) 지구력
3) 순발력

2. <연구 1>의 논의 75

3. <연구 1>의 결론 76

PART 2. <연구 2>의 결과 77
1. 균형력 77
1) 정적 균형
2) 동적 균형
3) 블라인드 적정성, 안전성, 만족도

2. <연구 2>의 논의 80

3. <연구 2>의 결론 87

IV. 논의 88

V. 결론 91

VI. 참고문헌 92

VII. 부록 116
A tDCS 및 균형 교육에 대한 유효성, 안전성, 참가자 만족도 설문 평가 116
B 감정 설문 117
C 기분 설문 119
D 운동지속 의도 122
E tDCS 설문 1 123
F 통증 설문 125
G 기분, 만족도 설문 127
H 일반 성인을 대상으로 tDCS 병행 적용 시 운동 능력 변화 초기 설문 129
I tDCS 설문 2 155
J 통증 설문 157
K 기분, 만족도 설문 159
L 일반 성인을 대상으로 tDCS 병행 적용 시 운동 능력 변화 후기 설문 161
M 연구 동참 안내문 183
N 일반 사항 질문 184

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