임상신경과학 연구실
서울대학교 심리학과
인지적 노화와 치매
본 연구실의 주요 연구 주제는 인지 노화와 치매의 관계이다. 1998년에 시작된 서울대학교 인지 노화 연구를 시작으로, 본 연구실은 다양한 지역 사회의 한국 노인들을 종단 추적하여 교육이 인지 노화에 미치는 영향을 연구하였다. 그 결과, 인지 노화에 있어 교육 배경에 따른 차이가 있고, 특히 기준치보다 평균 이하의 수행을 보이며 교육수준이 낮은 노인일수록 치매에 더 높은 취약성을 가지고 있는 것을 확인하였다. 낮은 인지 수행능력(low cognitive performance; LCP)을 보인 사람들은 경도인지장애(mild cognitive impairment; MCI) 환자들과 차이점을 보였다. 먼저, 낮은 인지 수행능력(LCP)을 보였던 사람들은 대부분 저학력자이고 일부는 문맹이며 경도인지장애(MCI) 환자들은 다양한 교육 배경을 가지고 있었다. 더 나아가, LCP 중 기준치보다 더 낮은 수행을 보인 사람들의 뇌는 경도인지장애(MCI) 혹은 초기 알츠하이머 치매 환자의 뇌와 같이 내측두엽 수축을 보이지는 않았다(Chey et al., 2006).
본 연구실은 나아가 다양한 문화권에서 수행된 많은 연구들이 치매의 위험 요인 중 하나로 문맹을 제안한 것을 바탕으로, 문식성이 인지 노화에 미치는 영향에 관해 연구하였다. 이는 문맹인들이 대체로 인지 비축(cognitive reserve)이 부족한 경향을 보이기에 나아가 인지노화에도 영향을 미치는 것으로 보인다. 네 차례(1988~2005)에 걸쳐 진행된 종단 연구를 분석한 결과, 문맹 노인들은 여러 인지 영역에서 더 낮은 수행을 보였고, K-DRS 기본 수행에 있어 생활연령의 부정적 효과가 더 높은 것을 볼 수 있었다(Shin&Chey, 2016). 또한, 나이, 성, 그리고 교육을 통제한 이후에도 유의미하게 인지 감퇴를 예측하였다.
사진 1. 서울대학교 인지적 노화 연구 프로토콜.
스트레스가 인지 노화에 미치는 영향에 대해 연구한 종단연구(2004-2008)는 서울 강남의 한 노인센터에서 진행되었다. 스트레스 수치는 타액 코르티솔, 지각된 스트레스 척도 (Perceived Stress Scale; PSS), TLSI, 노인우울척도 (Geriatric Depression Scale), 자아존중감 척도(Self-esteem Scale)로 측정하였고 신경 심리 검사 배터리 실시와 양전자 단층 촬영(positron emission tomography, PET)을 통한 뇌 대사량 확인 또한 함께 진행되었다. 본 연구실은 이 연구를 통해 스트레스의 다양한 측면들이 인지 및 뇌 기능에 영향을 미친다는 것을 확인할 수 있었다. (Park, 2014).
현재 본 연구실은 두 지역사회를 표본으로 사회적 측면들이 어떻게 인지 노화에 영향을 미치는지에 관해 연구하고 있다. 한 연구는 서울 메트로 지역사회(the community of Metro Seoul)의 복지 센터들을 통해 노인들을 모집하였고(메트로 서울 지역사회 연구, Metro Seoul Community Study), 다른 연구는 강화도의 한 마을 노인들을 대상으로 진행되었다(강화도 연구). MSCS를 통해 인지 수행, 뇌 측정치(brain measures), 뇌 대사/신체 측정치(body measures)와 더불어 건강을 포함한 생활사 및 가족력에 대한 정보를 제공받았고, 현재 진행 중인 강화도 연구에서는 주요 사회적 변수로서 인지 및 뇌 노화 측정치를 기반으로 사회적 연결망 연구를 진행하고 있다.
박혜연, 최진영 김상은 (2014). 기저 코티솔 수준에 따른 해마의 기능적 비대칭성. 한국심리학회지 : 일반, 33, 4, 815-834.
신민영, 최진영 (2016). 한국 노인의 문식성과 인지 노화. 한국심리학회지:일반, 35, 3, 435-453.
Chey, J., Na., D., Tae, W., Hong, S. (2006). Medial temporal lobe volume of nondemented elderly individuals with poor cognitive
functions. Neurobiology of Aging. 27, 9, 1269-1279Chey, J., Na., D., Tae, W., Hong, S. (2006). Medial temporal lobe volume of nondemented elderly individuals with poor cognitive functions. Neurobiology of Aging. 27, 9, 1269-1279
인지적 비축의 신경학적 기반
오랜 기간 신경심리학자들은 뇌와 행동의 복잡한 연관성에 대해 연구해왔다. 많은 임상 사례들은 뇌의 병리와 뇌의 병변으로 인한 행동적 증상은 다를 수 있다고 보고하고 있다. (However, many clinical cases have presented that the behavioral changes induced from the brain lesion are not in linear relationships with the brain pathologies.) 예를 들어, 비슷한 수준의 외상성 뇌손상을 갖고 있다 하더라도 다양한 행동적 결함을 보일 수 있다. 치매 또한 뇌 병리와 행동의 불일치(discrepancy)를 보여주는 좋은 예이다. 뇌구조에 현저한 진행성 퇴행이 일어나 치매 환자와 같은 수준의 뇌의 병리를 보이는 경우에도 어떤 이들은 건강한 노년기를 보낼 수 있다. (It shows salient progressive degeneration of the brain structure that even when brain pathology deteriorated commensurate to dementia patients, some individuals manage to live normal elderly activity.) 뿐만 아니라, 뇌 병리에 따른 진단 기준에 부합하는 환자들 중에는 치매로 진행되지 않은 환자들도 있다. 이러한 brain-to-behavior gap 현상을 설명하기 위해 ‘reserve(비축)’이라는 개념이 제안되었다. 더 많은 인지적 비축을 가진 사람들이 뇌 병리로부터 보호받을 수 있다.
치매의 발병을 늦추는 다양한 요인이 있지만, 본 연구실은 ‘인지 비축’(Stern, 2002)으로 이어지는 ‘생에 걸쳐 변화 가능한 경험들’(lifetime changeable experiences)에 특히 관심을 가지고 있다. ‘생애 걸친 발달의 질(lifetime development quality)’, 인지 및 교육적 경험, 직업, 생활 방식과 같은 요소들에 따라 치매 발병을 늦추는 효과가 현저히 다를 수 있다.
인지 비축의 기제(mechanism)를 설명하기 위해서는 뇌의 기능과 구조의 다양한 특성을 수집하는 뇌 영상 기술을 활용한다. 최근에는, 부위별 포도당 대사(FDG-PET) 측정을 통해 정식 교육 경험이 뇌의 기능적 연결성에 어떠한 영향을 미치는지 연구한 결과, 높은 교육 수준의 노인들은 더 효율적인 뇌 연결망 특성을 보였고 뇌 병변으로부터 보호받는 것으로 나타났다 (Kim et al., 2015). 다른 연구에서는 지역 사회 내의 저학력 정상 노인들을 대상으로, 정상 인지수행(normal cognitive performance; NCP)을 보인 사람들에 비해 낮은 인지수행(low cognitive performance; LCP)을 보인 사람들에게서 유의미하게 작은 뇌 영역을 확인하기 위해 복셀 기반의 형태소 분석 (voxel-based morphometry)을 활용하였다. 이 연구 결과, LCP 집단에서는 smaller bilateral precuneus, right superior frontal gyrus와 left middle frontal gyrus가 제시되었으며, 이는 precuneus and prefrontal cortex가 인지 비축의 핵심 영역임을 보여준다(Chey et al., 2016).
사진 1. 가능한 부위별 연결망 중 10%의 가장 강한 연결망을 표시함,
고학력 집단(왼쪽)과 저학력 집단(오른쪽)
본 연구실은 인지 비축요인으로써 사회적 관계, 사회활동이 인지 노화에 보호적 영향을 줄 수 있는지에 관해 더 많은 연구를 진행하고 있다. 다양한 뇌 영상 기술들을 활용하여 소형 혈관 장애 (small vessel lesion), 섬유 추적 (fiber tracts), 기능적 연결성 (functional connectivity), 피질 두께(cortical thickness)에 관한 자료를 모으고 분석하고 있으며, 이러한 연구 과정을 통해 인지 노화와 인지 비축의 자세한 메커니즘을 설명하고자 한다.
Chey, J., Kim, M. J., Stern, Y., Shin, M., Byun, H., & Habeck, C. (2016). Neural substrates of reserve observed in a non-demented aging population. Journal of Alzheimers Disease & Parkinsonism, 6(7), 294.
Kim, J., Chey, J., Kim, S. E., & Kim, H. (2015). The effect of education on regional brain metabolism and its functional connectivity
in an aged population utilizing positron emission tomography. Neuroscience research, 94, 50-61.
Stern, Y. (2002). What is cognitive reserve? Theory and research application of the reserve concept. Journal of the International
Neuropsychological Society, 8(03), 448-460.
한국인의 인지노화
전세계적으로 과거에 비해 노년기가 길어지고 있음에 따라 노화와 관련된 문제를 해결하고자 하는 노력이 중요해지고 있다. 한국도 고령사회에 접어들었고 치매의 유병률 또한 높게 나타나고 있으므로, 성공적인 인지 노화를 위해 대표성을 가진 전국적인 조사의 필요성이 증가하고 있다. 최근 본 연구실에서는 한국고용정보원과 MOU를 맺고, 노년기 인지기능을 조사하기 위한 공동연구를 진행하였다. 지난 해(2019년)에는 2006년 처음 실시된 고령화 패널(KLoSA) 참가자 중 1,800명을 대상으로 Harmonized Cognitive Assessment Protocol (HCAP) 조사를 실시하였다. HCAP은 미국 Health and Retirement Study (HRS)에서도 사용되고 있을 뿐만 아니라, 영국, 인도, 중국, 멕시코 등에서도 실시되고 있다. 따라서 한국인의 인지 기능을 다른 여러 나라들과 비교할 수 있다는 장점이 있다. 한국 노인들에게 HCAP을 실시하기에 앞서, 본 연구실에서는 예비 연구를 통해 HCAP을 타당화하였다. 타당화 작업은 다양한 국가에서 사용하고 있는 HCAP이 한국 노인들에게도 실시가 가능함을 확인하고, 검사가 측정하고자 하는 기능을 측정하는지 알아보기 위하여 반드시 필요한 작업이다. 우리는 이번 연구를 통해 한국 노인들의 인지 기능을 다양한 영역에서 이해할 수 있으며, 나아가 국제 비교를 통해 노화와 관련된 문제나 높은 치매 유병률을 해결하기 위한 국제협력에 기여할 수 있기를 기대하고 있다.