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https://www.krm.or.kr/krmts/link.html?dbGubun=SD&m201_id=10007372&local_id=10011971
뇌졸중 환자를 위한 시청각적 모델링의 작용기전과 재활효과
Reports NRF is supported by Research Projects( 뇌졸중 환자를 위한 시청각적 모델링의 작용기전과 재활효과 | 2004 Year 신청요강 다운로드 PDF다운로드 | 박상범(계명대학교) ) data is submitted to the NRF Project Results
Researcher who has been awarded a research grant by Humanities and Social Studies Support Program of NRF has to submit an end product within 6 months(* depend on the form of business)
사업별 신청요강보기
  • Researchers have entered the information directly to the NRF of Korea research support system
Project Number G00020
Year(selected) 2004 Year
the present condition of Project 종료
State of proposition 재단승인
Completion Date 2006년 05월 29일
Year type 결과보고
Year(final report) 2006년
Research Summary
  • Korean
  • 본 연구는 두 가지 목적을 지닌다. 첫 번째 목적은 스포츠 수행 장면으로 구성된 시청각적 모델링을 관찰하는 동안 일어나는 뇌파 패턴의 변화를 분석함으로써 뇌졸중 환자를 위한 시청각적 모델링의 작용기전을 이해하는 것이다. 두 번째 목적은 다양한 시청각적 모델링의 장기적인 관찰이 뇌졸중 환자의 일상적 과제수행능력과 운동장애에 대한 인식에 미치는 영향을 분석함으로써 재활프로그램의 효율성 증진을 위한 시청각적 모델링의 적용가능성과 재활효과를 검토하는 것이다.
    실험대상은 뇌졸중이 발병된 지 1년 이내인 자로서, D시 D종합복지관과 D장애인복지관에서 물리치료를 받고 있는 자 19명으로 구성되었다. 본 실험에서 이용된 측정도구는 시청각적 모델링 도구, 신경생리학적 반응 측정도구, 일상적 과제수행능력 측정도구, 그리고 운동장애에 대한 인식 검사도구로 구성되었다.
    피험자들은 과제모델링 집단, 스포츠모델링 집단 그리고 통제집단으로 무작위로 배정되었다. 스포츠모델링 집단은 실험처치에 앞서 야구공 던지기와 축구공 차기 수행장면을 관찰하는 동안의 뇌파를 측정하였다. 야구공 던지기 장면을 관찰하는 동안 후두엽에서 측정된 상대알파파워는 안정시에 비해 유의하게 감소하였다. 상대베타파워 역시 활동관찰의 영향을 받았으며, 활동관찰시 모든 뇌영역에서 증가하였다. 이러한 결과는 스포츠 수행장면의 관찰이 관찰된 활동에 참여하는 뇌영역을 활성화시킴으로써 뇌졸중 환자의 운동능력 재활을 촉진시킬 수 있음을 시사한다.
    축구공 차기 장면을 관찰하는 동안에도 상대알파파워는 모델의 방향과 상관없이 후두엽에서 감소되는 것으로 나타났다. 활동관찰동안의 상대베타파워는 두 가지 시청조건 모두에서 증가하였다. 하지만 증가의 정도는 모델의 방향에 따라 달라졌으며, 앞방향의 시청보다 뒷방향의 시청시에 더 큰 것으로 나타났다. 이러한 결과는 활동관찰이 관찰되는 동작수행과 관련된 인지적 처리를 활성화시킴으로써 뇌졸중 환자의 운동학습을 촉진시킬 수 있으며, 그러한 효과는 모델의 뒷모습을 관찰할 때 더 클 수 있음을 시사한다.
    모든 집단은 2주간의 처치기간동안 신체적 연습을 수행하였다. 신체적 연습과 함께 과제 모델링 집단은 측정과제의 수행 장면을 관찰하였으며, 스포츠 모델링 집단은 측정과제와 무관한 스포츠 수행 장면을 관찰하였다. 처치전의 사전검사, 즉각적 사후검사 그리고 지연된 사후검사에서 뇌졸중 환자의 일상적 과제수행능력을 측정하였다. 측정된 자료로부터 수행의 평균값을 계산하였으며, 계산된 변수에 대해 두 번째 변수가 반복 측정된 집단(3) × 측정시점(3)의 이원분산분석을 실시하였다. 일상적 과제수행능력에 대한 분석에서는 모든 집단이 사전검사에 비해 즉각적 사후검사에서의 수행수준이 향상되었으며, 향상율은 과제모델링 집단에서 가장 높았다. 특히, 과제모델링 집단의 향상된 수행력은 지연된 사후검사에서도 유지된 반면, 스포츠모델링 집단은 지연된 사후검사에서 수행수준이 저하되었다. 이러한 결과는 활동관찰이 뇌졸중 환자의 재활을 촉진시키기 위한 인지적 중재로 적용될 수 있으며, 그러한 활동관찰프로그램은 목표과제와 관련된 장면으로 구성되었을 때 가장 효과적일 수 있음을 시사한다.
  • English
  • This study had two purposes. The first purpose was to investigate the mechanisms of audio-visual modelling for stroke patients by analyzing EEG patterns emerging during the observation of sport modelling. The second was to investigate the applicability and rehabilitative effect of audio-visual modelling for improving the efficiency of rehabilitative programs by analyzing the effect of observing various modelling on the capacity of stroke patients to perform daily activities.
    Nineteen stroke patients participated in the experiment and were randomly assigned to either task modelling, sport modelling, or control group. Before the experimental treatment, sport modelling group observed baseball throwing and soccer ball kicking performances during which EEG patterns were measured. The relative alpha power measured during the observation of baseball throwing decreased significantly in the occipital lobe during action observation compared to resting state. The relative beta power was also affected by action observation, increasing in all brain areas during the observation condition. These results suggest that observation of sport performance may facilitate rehabilitation of motor ability in stroke patients by activating cortical regions involved in the performance of the observed activity, and the level of cortical activation during action observation is higher in the unaffected hemisphere.
    The relative alpha power in the occipital lobe was also decreased during the observation of soccer ball kicking performance compared to resting state, regardless of the actor's orientation. The relative beta power, however, was affected by the actor's orientation. While it increased during action observation in both viewing conditions, the amount of change was greater in the back view than the frontal view condition. These results suggest that while action observation may facilitate motor learning in stroke patients by inducing increased cognitive processing related to the performance of the observed action, its effect may differ by the actor's orientation, being larger in the back view than the frontal view condition.
    During 2 weeks of intervention, subjects in all groups participated in physical practice of experimental tasks for 30 min per day. In addition to the physical practice, the task modelling group observed a model performing experimental tasks for 20 min, while the sport modelling group observed a model performing various sport activities for 20 min. Subjects' ability to perform the experimental tasks was measured 3 times, before, immediately after, and 1 week after the intervention. Analyses of the capacity to perform daily activities displayed significant improvement from the pre-test to immediate post-test in all groups. However, the amount of improvement was the highest in the task modelling group. Also, the performance improvement was maintained in the delayed post-test in the task modelling group, while it was reduced in the sport modelling group. These results suggest that action observation can be used as an effective cognitive intervention for facilitating the rehabilitation of stroke patients, and its rehabilitative effect can be maximized when the program is comprised of performance scenes directly related to the target task.
Research result report
  • Abstract
  • This study reports results of analyses of three data sets, EEG patterns during the observation of baseball throwing and kicking soccer ball, and changes in the capacity of stroke patients to perform daily activities by cognitive intervention.

    1. EEG patterns of the affected brain area during observation of baseball throwing in stroke patients

    This study investigated the effect of observing sport performance on the activation of the affected brain area by analyzing EEG patterns of 8 stroke patients while they observed an actor throwing baseball. The relative alpha power decreased significantly in the occipital lobe during action observation compared to resting state. The relative beta power was also affected by action observation, increasing in all brain areas during the observation condition. These results suggest that observation of sport performance may facilitate rehabilitation of motor ability in stroke patients by activating cortical regions involved in the performance of the observed activity, and the level of cortical activation during action observation is higher in the unaffected hemisphere.

    2. Effect of the actor's orientation on the cortical activation patterns during observation of ball kicking activity in stroke patients

    This study investigated the effect of the actor's orientation on the activation patterns of the cerebral cortex during observation of sport performance in stroke patients. While 8 stroke patients observed an actor kicking football either toward them (frontal view) or away from them (back view), EEG patterns were measured. The relative alpha power in the occipital lobe decreased significantly during action observation compared to resting state, regardless of the actor's orientation. The relative beta power, however, increased during action observation, and was affected by the actor's orientation. While it increased during action observation in both viewing conditions, the amount of change was greater in the back view than the frontal view condition. These results suggest that while action observation may facilitate motor learning in stroke patients by inducing increased cognitive processing related to the performance of the observed action, its effect may differ by the actor's orientation, being larger in the back view than the frontal view condition.

    3. Rehabilitative effects of action observation on the capacity to perform daily activities in stroke patients

    The purpose of this experiment was to investigate the applicability and rehabilitative effect of audio-visual modelling for improving the efficiency of rehabilitative programs by analyzing the effect of observing various modelling on the capacity of stroke patients to perform daily activities. Nineteen stroke patients participated in the experiment and were randomly assigned to either task modelling, sport modelling, or control group. During 2 weeks of intervention, subjects in all groups participated in physical practice of experimental tasks for 30 min per day. In addition to the physical practice, the task modelling group observed a model performing experimental tasks for 20 min, while the sport modelling group observed a model performing various sport activities for 20 min. Subjects' ability to perform the experimental tasks was measured 3 times, before, immediately after, and 1 week after the intervention. Analyses of the capacity to perform daily activities displayed significant improvement from the pre-test to immediate post-test in all groups. However, the amount of improvement was the highest in the task modelling group. These results suggest that action observation can be used as an effective cognitive intervention for facilitating the rehabilitation of stroke patients, and its rehabilitative effect can be maximized when the program is comprised of performance scenes directly related to the target task.
  • Research result and Utilization method
  • 본 연구는 시청각적 모델링의 작용기전을 이해하기 위한 기초연구의 방향을 취함과 동시에, 시청각적 모델링의 관찰이 뇌졸중 환자의 일상적 과제수행능력과 운동능력에 대한 인식에 미치는 영향을 분석하려는 적용연구의 방향을 취하였다. 따라서 본 연구의 결과는 인지적 중재의 작용원리에 대한 이해를 증진시킬 뿐만 아니라, 신경계의 손상에서 기인하는 신체적 장애를 지닌 환자들을 위한 인지적 중재 프로그램의 개발 및 훈련에도 직접 적용될 수 있다.
    본 연구는 시청각적 모델링이 뇌졸중 환자의 재활과정에 미치는 영향에 대한 실험적 증거를 제공함으로써, 특수체육이나 물리치료 분야의 실무자들이 환자를 위한 재활프로그램을 구성하거나 훈련방법을 결정하는 과정에서 이용할 수 있는 실용적인 정보를 제공하고 있다. 뇌졸중 환자를 위한 재활은 대개 환측 사지의 사용기회를 확대시킴으로써 기능회복을 추구하는 신체적 프로그램에 집중되어 있다. 하지만 뇌졸중 환자는 뇌손상으로 인해 환측 사지의 사용에 어려움을 지니므로, 그와 같은 신체적 프로그램은 적용과정에서 상당한 어려움을 지니며 높은 효과를 기대하기도 어렵다. 신체적 프로그램의 효율성을 증진시키기 위해서는 인지적 중재의 병행이 요구되지만, 뇌졸중 환자에게 적절한 인지적 중재 프로그램에 대한 정보는 상당히 부족한 실정이다. 따라서 본 연구의 결과는 뇌졸중 환자를 위한 인지적 중재 프로그램을 수립하는데 이용될 수 있으며, 수립된 중재전략의 현장적용은 뇌졸중 환자를 위한 재활프로그램의 다양성과 효율성을 증진시킴으로써 환자들의 기능회복을 촉진시킬 수 있을 것이다.
    아울러 본 연구의 결과는 특수체육, 물리치료, 또는 작업치료에 종사하는 지도자나 치료사들에게 인지적 중재의 작용기전과 재활과정에서의 적용효과를 이해시키기 위한 교육적 자료로 활용될 수 있다. 뇌손상 환자들의 운동수행능력을 회복시키기 위해서는 신체적 치료프로그램과 함께 적절한 인지적 중재를 제공할 필요가 있다. 하지만 대부분의 재활프로그램은 신체적 영역에만 초점을 맞추고 있으며, 임상에서 이용할 수 있는 인지적 중재 프로그램에 대한 정보는 턱없이 부족한 실정이다. 이러한 측면을 고려할 때, 본 연구의 결과는 임상장면에 적용될 수 있는 시청각적 모델링의 개발을 위한 기초를 제공할 것이며, 개발된 인지적 중재 프로그램은 환자들의 재활을 촉진시키기 위한 주요 교육 자료로 활용될 수 있을 것이다.
  • Index terms
  • 뇌졸중, 활동관찰, 과제모델링, 스포츠모델링, 뇌파, 일상적 과제수행능력
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