인지장애가 있는 노인에서 외로움과 Go/Nogo 과제 N100 사건관련전위 진폭감쇠간의 연관성 = Associations Between Loneliness and Attenuated N100 Amplitude during a Go/Nogo Task in Older Adults with Cognitive Impairment

국문 초록 (Abstract)

연구목적: 외로움은 인지장애가 있는 노인에서 높은 유병률을 보이며 치매의 독립적인 위험인자로 확립되어 있다. 그러나 이러한 연관성의 기저에 있는 신경생리학적 기전은, 특히 인지장애 환자 집단에서 충분히 연구되지 않았다. 본 연구는 청각 Go/Nogo 과제 중 외로움과 사건관련전위(event-related potential, ERP) 성분 간의 연관성을 조사하여 인지장애가 있는 노인에서 외로움의 신경생리학적 상관물을 확인하고자 하였다. 또한 이러한 연관성이 우울 증상과 독립적인지 조사하였고, 아포지단백 E 엡실론-4(apolipoprotein E epsilon-4, APOE4) 보유 여부와 올리고머화 아밀로이드-베타(oligomerized amyloid-beta, OAβ) 수치가 외로움-ERP 관계를 조절하는지 탐색하였다. 더불어 외로움과 연관된 ERP 성분이 인지 기능과 관련이 있는지 검토하였다.
연구방법: 인지장애가 있는 65-90세 노인 66명(경도인지장애 41명, 치매 25명)을 대상으로 뇌파(EEG) 기록 중 청각 Go/Nogo 과제를 실시하였다. 전두부(Fz), 중심부(Cz), 두정부(Pz) 전극 위치에서 N100, N200, P300 성분을 분석하였다. 외로움은 UCLA 외로움 척도로 평가하였다. 다중선형회귀분석을 통해 연령, 성별, 교육수준을 통제한 상태에서 외로움과 ERP 성분 간의 연관성을 조사하였으며, 다중비교에 대해 Bonferroni 보정을 적용하였다. 민감도 분석에서는 전반적 인지기능(간이정신상태검사, MMSE)과 우울 증상(Hamilton 우울 평가 척도, HAMD)을 추가로 보정한 후의 결과 안정성을 평가하였다. 탐색적 분석에서는 APOE4 및 OAβ 조절효과, 우울의 매개효과, 그리고 ERP 성분과 인지 수행 간의 연관성을 검증하였다.
연구결과: 외로움은 모든 전극 위치에서 N100 진폭과 유의한 양의 연관성을 보였으며(Fz: β=1.325, p_adj=0.049; Cz: β=1.525, p_adj=0.005; Pz: β=0.941, p_adj=0.033), 이는 초기 주의 처리의 감쇠를 나타낸다. 이러한 연관성은 인지기능과 우울 증상을 통제한 후에도 유의하게 유지되었다. 매개분석 결과 우울이 외로움-N100 관계를 매개하지 않음이 확인되었다. APOE4 보유 여부는 세 전극 위치 모두에서 외로움과 P300 잠복기 간의 연관성을 유의하게 조절하였으며, OAβ 수치는 Pz에서 외로움-N100 잠복기 관계를 조절하였다. N100 진폭은 전반적 인지장애(Fz와 Cz의 임상치매평가척도 점수) 및 기억 수행(Pz)과 연관되었다.
결론: 본 단면 연구에서, 외로움은 인지장애가 있는 노인에서 N100 진폭 감쇠와 연관되며, 이는 우울 증상과 독립적이다. 탐색적 분석에서는 APOE4 및 아밀로이드 병리는 특정 외로움-ERP 관계를 조절할 수 있음을 시사하였다. 본 연구 결과는 외로움이 초기 자동적 주의 처리의 변화와 관련될 수 있으며, N100 진폭이 이 집단에서 외로움과 인지 결과를 연결하는 신경생리학적 잠재적 표지자로 기능할 가능성을 시사한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Objective: Loneliness is highly prevalent among older adults with cognitive impairment and established as an independent risk factor for dementia. However, the neurophysiological mechanisms underlying these associations remain unexplored, particularly in cognitively impaired populations. This study aimed to identify event-related potential (ERP) correlates of loneliness in older adults with cognitive impairment by examining associations between loneliness and ERP components during an auditory Go/Nogo task. We investigated whether these associations were independent of depressive symptoms and explored whether apolipoprotein E epsilon-4 (APOE4) status and oligomerized amyloid-beta (OAβ) levels moderated loneliness-ERP relationships. Additionally, we examined whether ERP components associated with loneliness were related to cognitive function.
Methods: Sixty-six older adults aged 65-90 years with cognitive impairment (41 with mild cognitive impairment, 25 with dementia) completed an auditory Go/Nogo task while EEG was recorded. N100, N200, and P300 components were analyzed at frontal (Fz), central (Cz), and parietal (Pz) electrode sites. Loneliness was assessed using the UCLA Loneliness Scale. Multiple linear regression analyses examined associations between loneliness and ERP components, controlling for age, sex, and education, with Bonferroni correction for multiple comparisons. Sensitivity analyses evaluated robustness after adjusting for global cognitive function (MMSE) and depressive symptoms (HAMD). Exploratory analyses tested APOE4 and OAβ moderation effects, depression mediation, and associations between ERP components and cognitive performance.
Results: Loneliness showed significant positive associations with N100 amplitude at all electrode sites (Fz: β=1.392, p_adj=0.031; Cz: β=1.620, p_adj=0.003; Pz: β=1.038, p_adj=0.017), indicating attenuated early attentional processing. These associations remained significant after controlling for cognitive function and depressive symptoms. Mediation analyses confirmed that depression did not mediate loneliness-N100 relationships. APOE4 status significantly moderated associations between loneliness and P300 latency at all three electrode sites, while OAβ levels moderated the loneliness-N100 latency relationship at Pz. N100 amplitudes were associated with global cognitive impairment (CDR scores at Fz and Cz) and memory performance (Pz).
Conclusion: In this cross-sectional study, loneliness was associated with attenuated N100 amplitude, independent of depressive symptoms. Exploratory analyses also suggested that APOE4 status and amyloid pathology may moderate specific loneliness–ERP relationships. These findings raise the possibility that loneliness is linked to alterations in early automatic attentional processing and that N100 amplitude may represent a candidate neurophysiological marker connecting loneliness with cognitive outcomes in this population.

목차 (Table of Contents)

• 목차 i
• 표 목차 v
• 그림 목차 vii
• 영문초록 viii
• 본문 1
• 1. Introduction 1
• 1.1. Loneliness as a Risk Factor for Cognitive Impairment 1
• 1.2. Event-Related Potentials in Loneliness Research 2
• 1.3. Event-Related potentials in Cognitive Impairment 4
• 1.4. Study Objectives 5
• 2. Methods 7
• 2.1. Participants 7
• 2.2. Clinical and Neuropsychological Assessment 8
• 2.3. Electroencephalogram and Event-related potential Acquisition 9
• 2.3.1. EEG Acquisition and Analyses 9
• 2.3.2. Go/Nogo Experimental Paradigm 11
• 2.4. Laboratory tests 11
• 2.5. Statistical Analysis 12
• 3. Results 16
• 3.1. Subject Characteristics 16
• 3.2. Associations between Loneliness and ERP Components 17
• 3.3. Effects of Cognitive Function and Depression on Associations between Loneliness and ERP Components 17
• 3.4. Moderation of APOE4 Status and Oligomerized Amyloid-β on the Association between Loneliness and ERP Component 18
• 3.5. Mediation Effect of Depression in the Association Between Loneliness and ERP Components 19
• 3.6. Associations between N100 Amplitudes and Cognitive Function 20
• 4. Discussion 21
• 4.1. Association between Loneliness and N100 Amplitudes 21
• 4.2. Loneliness Effects Independent of Depression 24
• 4.3. APOE4 and OAβ Moderation of Loneliness-ERP Associations 25
• 4.4. Associations Between N100 Amplitudes and Cognitive Performance 26
• 4.5. Limitations 27
• 5. Conclusion 29
• 참고문헌 30
• 표 40
• 그림 48
• 국문초록 54