정상 성인의 자의적 그리고 타의적 섭취에 따른 물과 기호 음식 삼킴 시 전전두엽의 혈류량 변화: fNIRS study = Prefrontal Activation During Voluntary and Involuntary Feeding of Water and Preferred Food: fNIRS study

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 물과 기호 음식 삼킴 시 자의적 섭취(voluntary feeding, VF)와 타의적 섭취(involuntary feeding, IVF)에 따른 전전두엽(prefrontal cortex)의 혈류역학적 변화를 분석하여
삼킴 장애 치료 시 임상의사결정에 도움이 되는 기초자료를 제공하고자 하였다.
연구 대상은 신경학적 이상이 없는 건강한 성인 23명으로, NIRSIT(OBELAB, Seoul, Korea)을 이용하여 물 타의적 섭취, 물 자의적 섭취, 기호 음식(요구르트) 타의적 섭취, 기호 음식 자의적 섭취 순으로 과제를 수행하도록 하였다. 수집된 데이터는 NIRSIT Analysis Tool을 통해 전전두엽 산소화 헤모글로빈 변화량(ΔHbO2)을 산출하였다. 통계는 IBM SPSS Statisticsversion 25.0을 이용하여 기술통계, 대응표본 t-검정과 일원 반복측정 분산분석을 실시하였다.
분석 결과, 물과 기호 음식 자의적 섭취 조건 모두 물 타의적 섭취보다 유의하게 높은 전전두엽 활성도를 보였다. 특히 물 자의적 섭취 조건은 기호 음식 타의적 섭취 조건보다 더 큰 전전두엽 활성도를 나타내어, 물과 같은 중립적 자극이라도 자의적으로 섭취할 경우 기호 음식을 타의적으로 섭취하는 것보다 더 높은 전전두엽 활성화를 유발할 수 있음을 확인하였다. 한편 자의적으로 섭취하는 경우 음식 종류에 따라 전전두엽 활성에 유의미한 차이가 나타나지 않았다. 그러나, 두 음식(기호 음식과 물) 모두 자의적일 섭취를 한 경우와 물 타의적 섭취의 경우를 각각 비교했을 때, 기호 음식의 자의적 섭취의 경우에 더 큰 활성도 차이를 알 수 있었다.
이는 기호 음식이 제공하는 맛의 즐거움(pleasantness)에서 비롯된 감각적 보상 때문에 기호음식 자의적 섭취 조건이 전전두엽의 활성도 증진에 더 많은 기여를 한 것으로 판단된다.
따라서 본연구를통해작업치료사로서삼킴재활설계시기호음식을활용한자의적섭취전략의 근거로 활용될 것을 기대한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study aimed to provide foundational data to support clinical decision-making in swallowing disorder rehabilitation by analyzing hemodynamic changes in the prefrontal cortex during swallowing of water and preferred food under voluntary feeding (VF) and involuntary feeding (IVF) conditions.
Twenty-three healthy adults with no neurological abnormalities participated in the study.
Each participant wore a near-infrared multi-channel device NIRSIT(OBELAB, Seoul, Korea) and performed four swallowing tasks in the following fixed order: involuntary feeding of water, voluntary feeding of water, involuntary feeding of preferred food, and voluntary feeding of preferred food. The collected data were processed using the NIRSIT Analysis Tool to calculate changes in oxyhemoglobin (ΔHbO₂) in the prefrontal cortex. IBM SPSS Statistics version 25.0 was used to perform descriptive statistics, paired-samples t-tests,and one-way repeated-measures analysis of variance.
The analysis revealed that both voluntary water intake and voluntary preferred food intake elicited significantly greater prefrontal activation compared to involuntary water intake. Notably, voluntary water intake produced higher activation than involuntary preferred food intake, indicating that even a neutral stimulus such as water can evoke stronger prefrontal activation when consumed voluntarily than a preferred food consumed involuntarily. No significant differences were observed between voluntary water and voluntary preferred food conditions. However, the finding that voluntary intake of preferred
food demonstrated a larger contrast relative to involuntary water intake than voluntary water intake suggests that sensory rewards derived from the pleasantness of preferred food may additionally contribute to prefrontal activation during voluntary feeding.
Based on these results, voluntary feeding using preferred food may serve as a clinically meaningful strategy in swallowing disorder rehabilitation and may inform structured intervention planning by occupational therapists.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 이론적 배경 4
• 1. Swallowing 4
• 2. 전전두엽과 삼킴 5
• 1) 배외측 전전두엽(dorsolateral prefrontal cortex, DLPFC) 5
• 2) 복외측 전전두엽(ventrolateral prefrontal cortex, VLPFC) 5
• 3) 안와전두 피질(orbitofrontal cortex, OFC) 6
• 4) 전두극 피질(frontopolar cortex, FPC) 6
• 3. 자의적, 타의적 섭취와 전전두엽의 연관성 7
• 4. 물, 기호 음식 삼킴과 전전두엽의 연관성 8
• Ⅲ. 연구방법 9
• 1. 연구 대상 9
• 2. 연구 도구 10
• 1) NIRSIT 10
• 3. 실험 디자인 12
• 1) 실험 준비 12
• 2) 실험 절차 12
• 4. 분석 방법 14
• Ⅳ. 연구결과 15
• 1. 연구 대상자의 일반적 특성 15
• 2. 섭취 조건 및 자극 유형에 따른 전전두엽 활성도 변화(ΔHbO2) 비교 15
• 3. 섭취 조건 및 자극 유형에 따른 전전두엽 활성 패턴 분석 18
• 1) 유의한 전전두엽 영역에서의 활성도(ΔHbO2) 변화 18
• 2) 섭취 조건 및 자극 유형이 전전두엽 활성도(ΔHbO2)에 미치는 영향 21
• 3) 섭취 조건 및 자극 유형에 따른 전전두엽 영역별 활성 패턴 비교 23
• Ⅴ. 고찰 25
• Ⅵ. 결론 29
• □ 참고문헌 30
• □ Abstract 36