임상신경과학 연구실
서울대학교 심리학과
인지적 개입
: 청소년기의 인지적 개입
현대 사회에서는 많은 사람들이 더 높은 수준의 교육을 추구함에 따라, 목표지향행동을 촉진하면서 습관적이거나 목표와 무관한 행동을 억제하는 것은 청소년에게 더욱 중요해지고 있다. 인지 통제 능력은 청소년 후기에서 이른 성인기에 이르기까지 계속해서 발달하는 것으로 알려져 있기에(Casey et al., 2000; Crone and Steinbeis, 2017; Diamond, 2002; Luna, 2009), 청소년을 대상으로 훈련의 효과를 알아보고자 하였다. 이에 MTCC(Kim, Chey, & Lee, 2017)는 청소년들에게 적합하도록 수정되었다(Lee, Kwak, & Chey, 2019). 참가자들은 일주일에 5일 간 30분씩 훈련을 받았다. 본 연구에서는 집단 간의 비교를 통해 훈련의 효과를 확인하고, 위약 효과(placebo effect)를 통제하기 위하여 활성 통제 집단(active control group)을 포함하였다. 훈련 후, 시공간 지능에 있어서의 유의미한 개선이 관찰되었으며, 우측 전두엽 피질 아래(right inferior frontal cortex: rIFC) 영역의 부피 증가 또한 관찰되었다. 특히, rIFC의 증가된 부피는 억제 능력을 필요로 하는 과제에서의 향상된 수행과 상관을 보였다(Lee, Kwak, & Chey, 2019).
그림: 훈련 후 훈련 집단에서 rIFC의 부피가 증가하였고(왼쪽), rIFC의 부피 변화는 스트룹 과제에서의 수행 변화와 정적인 상관관계를 보였다(오른쪽).
아울러 뇌의 기능적 측면에서의 분석도 이루어졌다. 인지 통제를 비롯한 인지 기능은 대규모 뇌 연결망 사이의 상호작용에 의존하기 때문에, 훈련 참가자들의 뇌 연결망이 어떻게 변하였는지 알아보기 위하여 그래프 분석을 하였다. 그래프 분석 결과, 통제 집단에 비해 훈련 집단 참가자들은 대상-판개 네트워크(cingulo-opercular network: CON)에서의 연결성이 증가하였다. 즉, 통제 집단에 비해 훈련 집단 참가자들은 CON과 다른 네트워크 간의 연결성(between-CON degree)이 증가하는 추세가 나타났으나, CON 내에서의 연결성(within-CON degree)은 두 집단 사이에 유의한 차이가 관찰되지 않았다. 이러한 CON의 연결성 변화는 K-WAIS-IV의 토막짜기 과제에서 나타난 수행의 향상과 유의한 상관을 보였으며, 이는 훈련 집단 내에서와 전체 집단 내에서 모두 관찰되었다(Lee, Kwak, Lee, & Chey, under review).
그림: 훈련 뒤 연결성의 증가를 보인 CON 내의 ROI(region of interest). CON: cingulo-opercular network, aI/fO: Anterior insula/frontal operculum, IPS: Intraparietal sulcus, latP: Lateral parietal, IPL: Inferior parietal lobule, frontal: Frontal, sup frontal: Superior frontal cortex, dlPFC: Dorsolateral prefrontal cortex, aPFC: Anterior Prefrontal Cortex, inf temp: Inferior temporal, R: right, L: left.
청소년을 대상으로 인지 훈련을 실시한 여러 연구들이 훈련을 통해 인지 통제 능력을 향상시키는 것을 목표로 하고 있지만, 훈련 효과의 신경학적인 기전에 대해서는 상대적으로 연구가 많이 이루어지지 않았다. 이에 본 연구는 청소년기 인지적 가소성(cognitive plasticity)에 기저하고 있는 기전을 밝히는 데 기여할 수 있다.
Relevant Publications
Lee, D., Kwak, S., & Chey, J. (2019). Parallel Changes in Cognitive Function and Gray Matter Volume after Multicomponent Training of Cognitive Control (MTCC) in Adolescents. Frontiers in human neuroscience, 13, 246.
Lee, R., Kwak, S., Lee, D., & Chey, J. (under review). Cognitive control training enhances the integration of intrinsic functional networks in adolescents.
