뉴로피드백을 이용한 뇌파훈련이 지적장애인의 뇌기능지수와 운동수행능력에 미치는 영향 = Influence of brain-wave training with use of neuro-feedback upon brain function index and exercise performance ability in people with intellectual disabilities

국문 초록 (Abstract)

이 연구는 지적장애인의 학습에 중요한 요소인 뇌 기능과 운동수행능력이 뇌파 훈련을 통해 변화되는 효과를 비교분석하여 지적장애인의 효과적인 학습을 위한 교수방법을 제시하는 기초자료를 제공하고자 한다. 운동을 학습할 때 중요한 요소는 인지와 운동능력일 것이다. 인지는 뇌의 기능과 상관을 가지며 뇌의 기능은 운동을 통해 향상되기도 하지만 뇌파훈련을 통해서도 향상될 수 있다. 따라서 운동만을 수행했을 때와 뇌파훈련을 병행했을 때의 변화되는 뇌의 기능과 운동수행능력의 차이를 검증한다면 뇌파훈련의 효과를 알 수 있을 것이다.
연구에 참여하는 대상은 D시에 거주하면서 H고등학교 특수학급에 재학 중인 경도 지적장애인들로 구성되어 있으며, 장애인 등에 대한 특수교육법에 따른 지적장애의 분류로서 18세 이전 K-WISC-Ⅲ 지능검사 결과 지능지수(IQ)가 50∼75 사이이며, 사회성숙도(SQ) 검사 결과 55∼74 사이의 조건에 있다. 또한, 의학적으로 특별한 질환을 갖고 있지 않고 훈련이 가능한 경도 지적장애인으로 과거 지속적인 신체활동 경험이 없으며, 연구의 효과를 검증하는데 적절하다고 생각되는 자를 부모와 담당교사의 동의를 받아 선정하였다. 대상자는 총 10명으로 실험집단 5명과 비교집단 5명으로 단순무선 표본추출(simple random sampling)로 할당하여 분류하였다.
정확한 연구의 결과를 얻기 위해 실험 전 모든 대상자들과 담당교사에게 연구의 내용과 목적을 충분히 설명하고 절차를 이해하여 실험참가 동의서를 받은 뒤 연구를 실시하였다. 8주간의 뉴로피드백을 이용한 뇌파 훈련의 효과를 검증하기 위하여 실험시작 하루 전 연구자, 뇌파전문가 그리고 특수체육을 전공중인 대학원생 5명과 함께 실험에 참가하는 특수학급을 방문하였다. 담당교사와 참여자들에게 실험에 대하여 충분히 주지하게 한 뒤 10분간의 안정을 취한 후 뇌 기능과 운동수행능력을 측정하였다. 8주간의 실험기간 동안 비교집단은 주 3회로 40분간 태권도 프로그램에만 참여하였다. 실험집단도 동일하게 주 3회로 40분간 태권도 프로그램에 참여하였으나 반드시 태권도 프로그램을 참여 하기 전 참여자는 연구자와 특수교사의 지도하에 뉴로피드백을 이용하여 자신의 훈련모드로 20분의 뇌파훈련을 실시한 후 태권도 프로그램에 참가하도록 하였다. 8주간의 실험기간을 종료한 다음 날 실험 전과 같은 장소, 시간 그리고 동일한 방법으로 환경 조건을 조성하여 뇌 기능검사 및 운동수행능력을 측정 하였다.
측정된 결과를 검증하기 위하여 PASW Version 19.0K 통계프로그램을 이용하여 분석하였고, 통계적 유의수준은 .05로 설정하였다. 실험집단과 통제집단의 뇌기능 지수와 운동수행능력의 사전검사와 사후검사의 평균(M) 및 표준편차(SD)를 산출하여 비교하였고 집단 간의 동질성을 검증하기 위해 사전검사에 대해 독립 표본 t-검증(Independent samples t-test)을 실시하였다.
실험 처치 이전의 뇌기능 지수와 운동수행능력을 배제한 상태에서 뇌파 훈련 프로그램의 효과를 검증하기 위하여 사전검사를 공변인으로 설정하여 공분산분석(ANCOVA)을 실시하였고 각 집단별 조정된 평균값을 산출하였다. 두 집단 간의 유의차를 검증하기 위해 공분산분석을 사용한 이유는 실험 전 종속변수의 동질성 검증에서 동질성을 검증하였으나, 두 집단 각각의 훈련에 따른 실험집단과 비교집단의 점수 차이를 보정하여 실험효과를 검증하기 위해서이다. 또한, 실험에 참여한 집단 내의 평균 변화를 알아보기 위하여 대응표본 t-검증(paired sample t-test)를 실시하여 8주간의 실험으로 인한 집단내의 변화 효과를 검증하였다.
결과를 바탕으로 지적장애인의 뇌파훈련 참여에 따른 뇌지수의 변화와 운동수행능력의 효과를 규명하여 다음과 같은 결론을 도출하였다.

첫째, 지적장애인의 신체활동만으로도 뇌기능이나 운동수행능력의 향상을 가질 수는 있으나 뇌파훈련과 병행하여 이루어 질 경우 보다 긍정적인 효과를 기대할 수 있는 것으로 여겨진다.

둘째, 뇌파훈련을 통한 뇌기능의 향상은 뇌를 맑게 각성시켜 주의 집중력을 증가시키며 외부로부터의 스트레스에 대한 저항성에도 효과적으로 나타나 운동수행으로부터 발생될 수 있는 정신적·육체적 스트레스에서 대한 저항성으로 지속적인 흥미와 관심을 유발시킬 수 있었던 것으로 여겨진다. 또한 뇌 기능의 전반적인 상태를 나타내는 브레인 지수의 향상은 인지기능의 향상과도 귀결되어 설명되어 질 수 있을 것으로 여겨지며 운동수행의 학습에 중요하게 작용되어졌다고 판단된다.

셋째, 뇌파훈련을 통한 뇌기능의 향상은 운동수행능력의 중요한 요소로 착안되어져야 할 것이며 뇌파훈련의 병행을 통한 지적장애인의 교수방법에 대한 다양한 모색이 필요하다고 여겨진다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study is to offer basic data of suggesting a teaching method for effective learning for people with intellectual disabilities by comparatively analyzing effects that the brain function and the exercise performance ability, which are important elements for the learning of people with intellectual disabilities, are changed through brain-wave training. Important elements when learning exercise will be cognition and exercise ability. Cognition has correlation with function of the brain. The function of the brain is improved as well through exercise, but can be promoted even through brain-wave training. Accordingly, verifying difference in brain function and exercise performance ability, which are changed when performing only exercise and carrying out brain-wave training side by side, the effect of brain-wave training will be able to be known.
Subjects of participating in a research were composed of people with mild intellectual disabilities who are attending special class at H high school while dwelling in D city. As a result of K-WISC-Ⅲ IQ test before 18 years old as the classification of intellectual disability depending on special education method for the disabled and others, IQ is 50∼75. The result of testing SQ is in the condition of 55∼74. Also, it selected people who have no medically special disease, who have no experience of continuous physical activity in the past as people with mild intellectual disabilities available for training, and who are thought to be proper for verifying effects of research, by receiving agreement of parents and teachers in charge. Subjects were totally 10 people with 5 people for the experimental group and 5 people for the comparative group, and were classified by being allocated with simple random sampling.
To obtain the correct findings, a research was carried out after receiving agreement of participants in experiment with understanding procedure after the research contents and objective are explained fully to all subjects and teachers in charge before experiment. To verify effects of brain-wave training with the use of neuro-feedback for 8 weeks, a researcher, brain-wave expert, and 5 graduate-school students, who are majoring in special physical education, visited special class of participating in experiment one day before experiment. After allowing teachers in charge and participants to well know fully about experiment, the brain function and the exercise performance ability were measured after being stabilized for 10 minutes. During the experimental period for 8 weeks, the comparative group participated only in Taekwondo program for 40 minutes three times a week. Even the experimental group equally participated in Taekwondo program for 40 minutes three times a week. However, participants were allowed to participate in Taekwondo program after carrying out brain-wave training for 20 minutes with own training mode by using neuro-feedback under the guidance of a researcher and special teacher certainly before taking part in Taekwondo program. The brain-function test and the exercise performance ability were measured by forming the same place and time and the same method as the one before experiment on the next day of completing the experimental period for 8 weeks.
To verify the measured results, the analysis was made by using PASW Version 19.0K statistical program. The statistical significant level was set for .05. The mean(M) and standard deviation(SD) were calculated and compared between pre-test and post-test of the brain-function index and the exercise performance ability in the experimental group and the control group. To verify homogeneity between groups, the independent sample t-test(Independent samples t-test) was carried out on pre-test.
To verify effects of brain-wave training program in the status of excluding the brain-function index and the exercise performance ability before experimental treatment, ANCOVA was carried out by establishing pre-test as co-variate. The mean value that was adjusted by each group was calculated. To verify significant difference between two groups, a reason for using ANCOVA is to verify the experimental effect by correcting difference in score between experimental group and comparative group depending on each training in two groups even if homogeneity was verified in the verification of homogeneity in dependent variable before experiment. Also, to examine a change in the mean inside the group that participated in experiment, paired sample t-test was carried out. Thus, the effect of a change inside the group caused by experiment for 8 weeks was verified.
Based on the results, the following conclusions were elicited by closely examining a change in brain index and the effect of exercise performance ability according to participation in brain-wave training of people with intellectual disabilities.

First, even only with physical activity in people with intellectual disabilities, the brain function or exercise performance ability can be improved. However, a case of being carried out brain-wave training side by side is considered to be likely to be possibly expected the more positive effect.

Second, improvement in brain function through brain-wave training increases concentration by awakening the brain cleanly, and was indicated to be effective even for resistance to stress from the outside. Thus, the resistance to mental·physical stress, which can be created from exercise performance, is considered to have been able to cause continuous interest and concern. Also, the improvement in brain index, which shows the whole condition of brain function, is considered to be likely able to be explained by resulting even from improvement in cognitive function, and is judged to have functioned importantly in learning the exercise performance.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• Ⅰ. 서 론 1
• 1. 연구의 필요성 1
• 2. 연구의 목적 5
• 3. 연구의 가설 6
• 4. 연구의 제한점 6
• 5. 용어의 정의 7
• Ⅱ. 이론적 배경 9
• 1. 지적장애의 이해 9
• 1) 지적장애의 개념 9
• 2) 지적장애의 특성 10
• 2. 뇌파 13
• 1) 뇌파의 개요 13
• 2) 뇌파의 정의와 분류 14
• 3) 뇌파와 운동수행 22
• 3. 뇌기능 지수와 뉴로피드백 26
• 1) 뇌기능지수 26
• 2) 뉴로피드백의 개념 30
• Ⅲ. 연구 방법 36
• 1. 연구 대상 36
• 2. 측정 도구 38
• 3. 뇌파 및 태권도 훈련 프로그램 45
• 4. 연구 절차 47
• 5. 자료 처리 49
• Ⅳ. 연구 결과 50
• 1. 뇌파 훈련 참여에 따른 뇌 기능 지수의 변화 50
• 2. 뇌파 훈련 참여에 따른 운동수행능력의 변화 66
• Ⅴ. 논 의 76
• Ⅵ. 결론 및 제언 86
• 참고 문헌 88
• <부록 1> 98
• <부록 2> 99
• Abstract 100