공의 속도에 따른 테니스 포핸드 드라이브 스윙 전략

최윤석 서울대학교 대학원 2022 국내석사

현대 프로 테니스 경기에서 포핸드 드라이브 스트로크는 서브 다음으로 경기 결과를 결정하는 중요한 요소이며, 그 사용 빈도는 가장 높다. 이 연구의 목적은 이러한 포핸드 드라이브 동작이 날아오는 공의 속도에 따라 어떻게 달라지는지를 운동학적 변인들을 기반으로 보고자 하였다. 연구 참여자는 현역 대학 테니스 선수 집단과 경력 3년 이하의 아마추어 동호인 집단으로 구분하였고, 날아오는 공의 속도 조건은 세 단계로 구성하였다. 자료 분석은 골반, 어깨, 상완, 손 총 네 분절의 움직임을 분석하였다. 속도와 상관없이, 집단 간의 차이를 보인 변인은 테이크백(takeback)에서 어깨와 상완의 각도, 포워드 스윙 동안의 상완의 각변위, 골반의 최대 각속도가 이루는 시점 그리고 상완의 최대 각속도이다. 집단에 상관없이 속도 간 차이를 보인 변인은 네 분절의 테이크백에서의 각도, 회전 시작 시점, 최대 각속도 시점이며, 골반과 어깨의 최대 각속도 역시 유의미한 차이를 보였다. 포워드 스윙 동안 각변위의 경우 골반, 어깨, 상완에서 유의미한 차이를 보였다. 결론적으로 선수 집단과 초급자 집단은 집단 간 포핸드 스윙의 차이를 보임에도 속도에 따른 스윙 전략을 변화하는 양상은 대부분 유사하였다. 다만, 어깨의 경우에는 선수 집단이 초급자 집단에 비해 날아오는 공의 속도에 따라 더 선형적으로 스윙 전략을 변화시키는 능력이 뛰어남을 볼 수 있었다. The forehand drive is the second most important skill that often dictates the outcome of a match, and the most frequently hit shot in modern tennis. The purpose of research was to investigate the effect of ball velocity on tennis forehand drive motions of two groups: a varsity (expert) player group and a novice player group whose experience of tennis was under three years. There were three different ball velocity conditions (slow, medium, fast). Difference in kinematic variables for four body segments – pelvis, shoulder, upper arm and hand - were compared between groups and velocity conditions. First, the variables which showed a significant difference between the two groups regardless of velocity conditions were the angle of takeback of the shoulder and the upper arm, the angular displacement of the upper arm during the forward swing, the timing of the maximum angular velocity of the pelvis, and the maximum angular velocity of upper arm. Second, the variables which showed a significant difference between the three ball velocity conditions regardless of group were the angle of takeback, the timing of the initiation of forward rotation, and the timing of the maximum angular velocity of all four segments. The maximum angular velocities of the pelvis and the shoulder, and the angular displacements of the pelvis, shoulder, and upper arm during forward swing also showed significant differences. Overall, both groups made a change their forehand drive strategy in a similar way to adjust to different ball velocities, although there were differences between two groups. However, for the shoulder, the expert group changed their swing strategy in a more linear fashion in reaction to different ball velocity conditions as compared to their novice conterparts.

Neuromuscular Mechanism on Enhancement of Voluntary Muscle Force Production : Regulation of muscle activation pattern at level of motor units

이지섭 서울대학교 대학원 2023 국내박사

The generation of voluntary muscle force relies on the intricate interplay between the neuromuscular system and motor unit activation. The motor unit, operating within this complex neuromuscular mechanism, serves as the primary link between the central nervous system (CNS) and the execution of movement. It acts as a neuromechanical transducer, converting sensory information and descending neural inputs into the necessary forces required for coordinated muscle actions. This dissertation quantifies the recruitment of motor units and firing rates, which are coding factors contributing to muscle force in the neuromuscular mechanism of human voluntary muscle force production. It investigates the interplay between the neuromuscular system and motor unit activation through three key experimental studies. Firstly, the relationship between joint angle and motor unit recruitment regulation is examined, revealing the role of the neuromuscular mechanism in coordinating muscle contractions based on body configuration. Secondly, investigates the effects of various interventions on neural adaptations. Specific focus on the short-term impact of the neuromuscular mechanism of warm-up exercises by quantifying the properties of recruited motor units, such as firing rate and recruitment threshold. Thirdly, the dissertation focuses on the long-term effect of neuromuscular strength training, which leads to increased muscle strength and expanded recruitment thresholds. This training optimizes motor unit activation and control, resulting in improved force production. In vivo, research further demonstrates that targeted interventions can enhance voluntary force production by regulating motor unit activation patterns. Overall, this research significantly advances our understanding of the complex interplay between the CNS and muscle contractions, providing valuable insights into how various interventions impact motor unit activation and ultimately influence muscle performance. 인간의 자발적 움직임 및 힘 생성은 근신경계 시스템 (neuromuscular system)과 운동단위(motor unit, MU) 활성화 사이의 복잡한 상호 작용에 의해 발생합니다. 이러한 복잡한 근신경학적 메커니즘(neuromuscular mechanism) 내에서 작동하는 운동단위는 중추신경계와 운동 실행 사이의 주요 링크 역할을 합니다. 본 연구는 인간의 자발적 움직임에 대한 근신경학적 메커니즘을 근력의 코딩 소스인 운동단위 모집(MU recruitment)과 발화율(firing rate)을 정량화 함으로써 이를 기반으로 근육의 힘 생성 효율성과 근력 향상을 위한 다양한 방법을 연구하였습니다. 3가지 연구를 통해 나타난 결과들을 종합하면 다음과 같습니다. 첫째, 중추신경계는 신체 자세의 변화를 감지하고 그 변화에 따라 근육의 운동단위 모집과 발화율 코딩을 조절합니다. 둘째, 다양한 운동 또는 개입에 따라 수반되는 신경적응의 변화는 다양했습니다. 단기로 주어진 웜업운동에 따른 근신경계의 변화는 개별 운동단위 발화율을 높일 뿐만 아니라 높은 임계값의 운동단위를 활성화하여 모집 임계값(recruitment thresholds)의 범위를 증가시켰습니다. 마지막으로 상대적으로 장기간으로 실시한 근신경 근력 트레이닝 (neuromuscular strength training)은 웜업 연구에 비해 근력이 더 큰 폭으로 증가하였으며 모집 임계값의 범위 또한 더 크게 증가시켰습니다. 또한, 근신경 근력 트레이닝은 근력만 증가시켰을 뿐만 아니라 더 많은 운동단위의 모집과 발화율을 타겟 토크에 따라 기능적으로 조절하여 최대하 힘 수준 (submaximal torque level)에서 운동단위 변동성(MU discharge variability)을 낮춰 안정적이고 정확하게 힘을 조절하였습니다. 이는 트레이닝이 중추신경계에서 근육으로 전달되는 운동 뉴런 출력 신호의 변조와 연관이 있다는 증거를 제공하며 근섬유의 효과적인 활용을 촉진함을 시사합니다. 결론적으로 본 논문에서는 인간움직임의 근신경학적 메커니즘을 실제적 수행능력과 연결시켜 연구를 진행하였고 특정 운동 또는 훈련이 운동단위 조절을 개선하여 자발적 근력 생산 능력을 향상시킬 수 있음을 확인하였습니다. 또한, 중추신경계와 근육 수축 사이의 복잡한 상호 작용에 대한 이해를 크게 향상시켜 다양한 개입(intervention)이 운동단위 활성화 조절에 영향을 미치고 궁극적으로 자발적 근력 생산 능력에 영향을 미치는 방법에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다.

제조업의 기업규모별 사업장특성 및 안전보건실태와 산업재해발생과의 연관성

오소영 아주대학교 2023 국내석사

산업재해는 근로자가 업무에 관계되는 사유 및 업무로 인하여 사망 또는 부상, 질병에 이르는 것으로, 근로자에게 사고 및 질병으로 인한 치료비 등의 비용을 발생시킬 뿐 아니라, 기업, 국가에까지 큰 손실을 발생시키게 된다. 산업재해는 특히, 소규모 사업장에서 그 발생율이 높은 상황이며, 또한 50인 미만 사업장의 중대재해처벌법 적용을 앞두고, 안전보건체계의 수립의 어려움 및 지원이 필요하다는 목소리가 높아지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 산업안전보건공단에서 2021년 조사한 「제 10차 산업 안전보건 실태조사」에 포함된 모집단 중 제조업 3,011개 사업장을 대상으로 기업규모를 20~49인과 50인이상으로 나누어 사업장 특성 및 안전보건실태와 산업재해발생과의 연관성을 확인하기 하기 위하여 실시하고자 하였다. 특히, 20~49인 규모인 소규모 사업장에서 산업재해발생여부와 관련성이 높은 요인을 확인하고, 그 연관성을 파악하기 위해 수행하였다.기업의 안전보건실태가 산업재해에 어떤 연관성을 미치는 지 확인하기 위해, 기업의 일반적 특성으로 볼 수 있는 근로자현황(고령, 외국인, 여성근로자) 및 근무제도(교대근무제)를 통제하여 안전보건 전담인력 유무, 겸임 유무, 대행기관 위임유무, 안전보건관리담당자 선임유무 등 안전보건인력과 산업재해발생과의 연관성을 기업규모별로 분석하였고, 산업안전보건위원회, 특수건강진단, 위험성평가와 산업재해발생과의 연관성을 확인하였다. 분석 결과, 고령 근로자 유무 및 외국인 근로자, 교대근무제는 산업재해발생과 연관성이 있었으며, 안전보건 전담인력, 안전보건관리담당자, 보건관리대행, 산업안전보건위원회, 특수건강진단, 위험성평가는 산업재해발생과 통계적으로 유의한 연관성을 확인할 수 있었다. 안전보건실태가 산업재해발생에 미치는 연관성을 확인한 결과, 20~49인 소규모사업장에서 외국인근로자가 있을 때 산업재해발생 위험이 2배이상 높은 것으로 나타났으며, 안전보건 인력과 관련된 변수에서는 통계적으로 유의한 결과가 나타나지 않았으나, 특수건강진단 실시 및 위험성평가에서도 하지 않는 기업에 비해 산업재해발생 위험이 1.5배정도 높은 것으로 나타났다. 본 연구 결과, 소규모 사업장에서 산업재해발생에 연관성에 미치는 요인을 확인할 수 있었으며, 향후 소규모 사업장의 안전보건체계 확립 및 개선을 위한 정책 및 프로그램 개발을 위해 소규모 사업장의 안전보건체계 및 실태에 대한 다양한 연구가 필요하다. Industrial accidents refer to incidents that result in the death, injury, or illness of workers due to factors and tasks related to their work. These accidents not only incur costs for workers in terms of medical treatment and related expenses but also cause significant losses for companies and even countries as a whole. Industrial accidents are particularly prevalent in small-scale workplaces, and with the impending enforcement of the law on severe accidents in workplaces with fewer than 50 employees, there is a growing demand for the establishment and support of occupational safety and health systems. Therefore, this study aimed to examine the relationship between the characteristics of 3,011 manufacturing companies, divided into two groups based on company size (20-49 employees and 50 or more employees), and their safety and health status with the occurrence of industrial accidents. In particular, the study focused on identifying factors strongly associated with the occurrence of industrial accidents in small-scale workplaces (20-49 employees) and understanding their impact.To determine how the safety and health status of companies affects industrial accidents, the study controlled for worker demographics (age, foreign workers, female workers) and work systems (shift work) as general characteristics of companies. The study examined the influence of safety and health personnel, dual roles, the use of outsourcing agencies, and the appointment of safety and health management personnel on industrial accidents according to company size. Additionally, the study examined the impact of industrial safety and health committees, special health examinations, and hazard assessments on industrial accidents. The analysis revealed that the presence of older workers, foreign workers, and shift work were associated with the occurrence of industrial accidents. Furthermore, statistically significant associations were observed between industrial accidents and safety and health personnel, safety and health management personnel, health management outsourcing, industrial safety and health committees, special health examinations, and hazard assessments. The study's findings indicated that the safety and health status had a significant impact on the occurrence of industrial accidents. Specifically, the presence of foreign workers in small-scale workplaces (20-49 employees) increased the risk of industrial accidents by more than two times. Although statistically significant results were not observed in variables related to safety and health personnel, companies that did not conduct special health examinations or hazard assessments had approximately 1.5 times higher risk of industrial accidents compared to those that did.This study identified factors influencing the occurrence of industrial accidents in small-scale workplaces and emphasized the need for further multidimensional research on safety and health systems and conditions in such workplaces to develop policies and programs for establishing and improving occupational safety and health systems in the future.

등척성 무릎 토크 발생 시 사전활성화 유형의 차이가 최대 자발적 토크 생성에 미치는 영향

김종아 서울대학교 대학원 2021 국내석사

The purpose of this study is to identify the principle of maximum voluntary torque expression according to the magnitude and duration of pre-activation during voluntary isometric knee extension. The magnitude of pre-activation conditions were divided into three (32 Nm, 64 Nm, 96 Nm), and the duration of pre-activation conditions were divided into two (1s, 3s), and then combined into six types. The force and EMG data were measured using the 6-axis force & torque sensor and the EMG sensor. The results show that the maximum voluntary toruque increased the most with relatively large and fast (96 Nm, 3s) pre-activation. Similarly, with relatively fast (96 Nm, 3s) pre-activation, it was found that the integrated EMG of the agonist muscle, especially vastus medialis, increased the most, and the co-contraction index decreased relatively. On the other hand, the rate of toque development from the pre-activation to the maximum voluntary torque could not find significant differences depending on the pre-activation type. These results suggest that the maximum voluntary torque in large and fast pre-activation type is the largest value due to increased activity of vastus medialis, an agonist muscle during knee extension, and the resulting reduction in co-contration index, which has no effect on the rate of torque development. 본 연구의 목적은 등척성 무릎 토크 발생 시 사전활성화의 크기와 지속 시간에 따른 최대 자발적 토크 발현 원리의 규명하는 것에 있다. 사전활성화 크기 조건은 세 가지(32 Nm, 64 Nm, 96 Nm), 사전활성화 유지시간 조건은 두 가지(1초, 3초)로 나눈 뒤 이를 조합하여 6가지 유형을 설정하였으며, 6축 힘 & 토크 센서와 EMG 센서를 사용하여 힘과 EMG 데이터가 측정되었다. 그 결과 최대 자발적 토크는 상대적으로 크고 빠르게(96 Nm, 3초) 사전활성화를 했을 때 가장 증가하였다는 사실을 확인하였다. 마찬가지로 상대적으로 크로 빠르게(96 Nm, 3초) 사전활성화를 했을 때 주동근, 특히 내측광근의 적분 근전도(iEMG)가 가장 증가하였고, 동시 수축 지수(Co-Contraction Index)는 상대적으로 감소하였다는 것을 확인할 수 있었다. 반면 사전활성화 이후 최대 자발적 토크까지의 토크 생성 속도는 사전활성화 유형에 따른 유의한 차이를 발견할 수 없었다. 이러한 결과는 크고 빠른 사전활성화 유형에서 무릎 신전 동작의 주동근이라 할 수 있는 내측광근 활성도의 증가와 이로 인한 동시 수축 지수의 감소를 통해 최대 자발적 토크는 가장 큰 값을 나타낸 것으로 생각되며, 이러한 근 활성은 토크 생성 속도에는 영향을 미치지 않은 것이라 사료된다.

Quantification of Sensory and Cognitive Processes during Multi-Digit Actions in Humans

서대원 서울대학교 대학원 2021 국내박사

The continuously varied states of human body and surrounding environment require instantaneous motor adaptations and the understanding of motor goal to achieve desired actions. These sensory and cognitive processes have been investigated as elements in motor control during last five decades. Specially, the task dependency on sensory and cognitive processes suggest the effects of movement properties in terms of environment situation and motor goal. However, these effects were mostly empirically summarized with the measurements of either neural activity or simple motor accomplishment unilaterally. The current thesis addresses the quantification of sensory and cognitive processes based on simultaneous measurements of brain activity and synergic motor performance during multi-digit actions with different movement properties. Multi-digit action as a representation of synergic movements has developed into a widespread agency to quantify the efficacy of motor control, as the reason applied in this thesis. In this thesis, multi-digit rotation and pressing tasks were performed with different movement directions, frequencies, feedback modalities, or task complexities. (Chapter 3) The changes of movement direction induced a decrease in motor synergy but regardless of which direction. (Chapter 4 and 5) Increased frequency of rhythmic movement reduced synergic motor performance associate with decreased sensory process and less efficient cognitive process. (Chapter 6) More comprehensive feedback modality improved synergic performance with increased sensory process. (Chapter 7) Increased movement complexity had a consistent but stronger effect as increased frequency on synergic performance and efficiency of cognitive process. These observations suggest that several movement properties affect the contributions of sensory and cognitive processes to motor control which can be quantified through either neural activity or synergic motor performance. Accordingly, those movement properties may be applied in the rehabilitation of motor dysfunction by developing new training programs or assistant devices. Additionally, it may be possible to develop a simplified while efficient method to estimate the contribution of sensory or cognitive process to motor control. 시시각각으로 변화하는 신체 상태와 주변 환경의 상호작용 속에서 알맞은 움직임을 수행하기 위해서는 그에 따른 즉각적인 운동 적응(motor adaptation) 과정와 과제 목표에 대한 이해가 필요하다. 이를 위해 인간의 감각 및 인지 처리과정은 운동 제어 분야의 중요한 요소로 여겨졌다. 선행연구에 따르면, 운동 과제에 따라 변화하는 감각 및 인지 처리과정은 주변 환경과 과제의 목표에 따라 움직임의 특성에 영향을 미친다고 보고되어왔다. 그러나 이러한 영향은 대부분 단순한 운동과제 수행 결과 또는 측정된 신경 활동에 의해 경험적으로 요약된 결과에 국한되어 있다. 따라서 본 논문은 다양한 움직임 특성을 가진 다중 손가락 과제 수행 시, 뇌 활동 (Brain activity)과 더불어 손가락들 간의 협응적인 움직임의 수행 결과를 동시 측정하여 과제의 특성에 따른 감각 및 인지 처리과정의 변화를 분석했다. 다중 손가락 과제는 운동 제어의 성능 효율성을 정량화하기 위해 사용되는 대표적인 과제다. 본 논문에서는 다양한 조건의 움직임 방향, 움직임의 주기빈도, 감각 피드백 양식 또는 과제 난이도에 따른 다중 손가락 회전 동작 및 힘 생성 과제를 사용했다. 연구 결과로는, (문단 3) 움직임 방향이 변화하기 전에 변화할 방향에 상관없이 협응적인 움직임이 악화되었다. (문단 4와 5) 움직임의 주기빈도가 증가할수록 협응적인 움직임이 악화됐으며, 이와 관련된 감각 및 인지 처리과정의 효율성도 감소되었다. (문단 6) 단일 감각 피드백 제공조건에 비해 종합적인 감각 피드백은 증가된 감각 처리과정과 함께 협응적인 움직임을 향상시켰다. (문단 7) 과제의 난이도가 증가할수록 협응적인 움직임과 인지 처리과정의 효율성은 감소되었으며, 움직임의 주기빈도 조건에 비해 과제의 난이도에 따라 협응적인 움직임과 인지 처리과정에 미치는 영향은 상대적으로 더 크게 나타났다. 이러한 결과는 움직임 특성에 따른 뇌 활동과 협응적인 과제 수해 결과를 통해 운동 제어 과정에서 감각 및 인지 처리과정의 기여정도를 정량화할 수 있다는 점을 시사한다. 따라서 움직임 특성에 따른 감각 및 인지 처리 과정의 기여정도의 변화는 운동 기능 장애를 가진 사람들의 새로운 재활 훈련 프로그램 및 움직임 보조 장치를 개발하기 위한 실험적인 근거로 적용될 수 있다. 또한 감각 또는 인지 과정이 운동 제어에 미치는 영향을 추정하기 위한 효율적인 방법을 개발하는데 도움이 될 것이다.

속도에 따른 방향전환 동작 시 전방십자인대 부상 요인에 관한 연구

문제헌 서울대학교 2016 국내박사

스포츠 상황에서 전방십자인대 부상은 급격한 감속을 포함한 방향전환 동작에서 발생하며 매우 심각한 손상으로 연결된다. 이에 본 연구는 방향전환 동작 시 질주속도가 무릎관절에 작용하는 부하와 이로 인하여 발생하는 전방십자인대 부하를 추정하여 전방십자인대 손상에 영향을 주는 요인을 탐색하고 부상 방지를 위한 방안을 제시하기 위해 수행하였다. 본 연구에 참여한 연구대상자는 남자 고등학교 야구선수 14명(연령 : 17.42±0.69 세, 신장 : 174.6±4.0 cm, 체중 : 73.3±8.94 kg)으로 무릎관절을 포함한 하지 근골격계에 부상 경험이나 병적인 이상이 없는 인원으로 구성하였다. 실험 도구는 영상분석 시스템(Qualisys 7+, SWE), 지면반력 측정기(Kistler 9287BA, SWI), 근전도 측정기(Telemyo DTS, USA)를 활용하였으며, 3, 4, 5 m/sec의 방향전환 및 러닝 동작을 수행하는 동안 연구대상자의 동작과 힘 정보를 획득하였다. 주요 변인은 신체중심 속도, 무릎관절의 각도와 힘, 전방십자인대 부하, 대퇴 근육의 근 활성도 등으로 정하였다. 또한 실험으로 진행할 수 없는 높은 속도에서의 주요 변인 결과를 추정하기 위하여 1, 2차 회귀식을 작성하였다. 속도(3, 4, 5 m/sec)와 동작(방향전환, 러닝) 간 차이를 검증하기 위하여 반복측정 이원배치분산분석(repeated measure with two-way ANOVA)을 수행하였다. 사후분석으로는 대응표본 차이검증(paired t-test)을 실시하였으며 본 연구를 통하여 얻은 결론은 다음과 같다. 첫째, 방향전환 동작의 질주속도 증가에 따른 무릎관절 자세는 외전 된 형태이다. 전방십자인대 부하, 무릎관절의 전단력, 굴곡 모멘트, 내측회전 모멘트는 증가하였다. 하지만 무릎관절의 내/외전 모멘트 요인에서는 가설과 반대로 내전 모멘트가 속도에 따라 증가하는 결과로 나타났다. 이러한 결과는 연구대상자의 성별, 방향전환 예측 유무에 따른 차이에서 기인한 것으로 판단된다. 따라서 전방십자인대 부상을 야기할 수 있는 자세는 무릎관절이 신전되어 외전과 내측회전 된 상태로 착지하여 급격한 감속을 동반한 방향전환 동작이라 할 수 있다. 둘째, 착지 시 대퇴사두근의 근 수축은 경골을 전방으로 이동시켜 전방십자인대 부하를 가중시키고 이와 동시에 대퇴이두근의 동시수축은 전방십자인대 부하 증가를 억제한다는 기전은 일반적으로 받아들여지고 있다. 본 연구에서 분석한 대퇴 신전근(대퇴직근, 내측광근, 외측광근)과 굴곡근(대퇴이두근, 반건양근)의 동시수축 비율 분석 결과에 의하면 방향전환 동작의 경우 질주속도가 증가할수록 신전근의 비율이 증가하고 굴곡근의 비율이 감소하였다. 하지만 러닝 동작의 비율은 질주속도 변화에 영향을 받지 않았다. 또한 전방십자인대 부하와의 동시수축 비율과의 상관분석 결과에서도 부하가 증가할수록 비율이 감소하는 결과로 나타났다. 따라서 대퇴이두근의 동시수축은 방향전환 동작 시 전방십자인대 부상 방지 역할을 할 것으로 판단된다. 셋째, 방향전환 동작의 착지 시 무릎관절의 굴곡 정도는 전방십자인대 부하에 영향을 미치는 주요한 요인이다. 본 연구의 결과에 의하면 방향전환 동작 시 질주속도 증가에 따른 무릎관절 굴곡 각도에는 큰 변화가 없었다. 하지만 러닝 동작에서는 굴곡 각도가 확연히 증가하였고 전방십자인대 부하는 방향전환 동작에 비하여 낮았다. 다수의 선행연구에서 착지 시 무릎관절 각도가 20° 전후로 유지되었을 때 전방십자인대 부하가 높은 결과로 보고하고 있다. 따라서 방향전환 동작 시 전방십자인대 부상 방지를 위해서는 무릎관절을 보다 굴곡 시키는 훈련이 필요하다. 이와 함께 발 분절이 신체중심에서 멀리 떨어지지 않고 상체를 진행방향으로 기울이도록 해야 할 것이다.

Analysis of Immunosenescent T cells in Kidney Transplantation Recipients According to Recipient Age with Two Induction Regimens

심우성 성균관대학교 일반대학원 2022 국내석사

With current demographical changes, candidates for kidney transplantation (KT) who are 65 years old or more are consistently increasing. “Immunosenescence” refers to age-related dysfunction of the immune system. It is thought to affect clinical outcomes of aged KT recipients such as reduced rejection rates and increased infection rates compared to young KT recipients. T cell aging is thought to be one of the causes of immunosenescence. Age-related changes in phenotypes of T cells might contribute to immunosenescence. In this study, the investigations of T cells from 40 KT recipients were investigated, focusing on senescent T cells and age-related phenotypical changes of T cells using flow cytometric analysis. KT recipients were divided into four groups according to ages and induction regimens. The proportion of CD27-CD28- CD4+ T cells in the r-ATG aged group was significantly higher than that of any other group. On the contrary, the proportion of CD27-CD28- CD8+ T cells did not show significant differences among the four groups. Comparisons of the proportion of CD27-CD28- CD4+ T cells between the r-ATG aged group and the Basiliximab aged group revealed a significant accumulation of senescent CD4+ T cells in r-ATG aged group. Analysis of KLRG1 expression with CD45RA revealed opposite patterns in distributions of CD45RA-KLRG1+ CD4+ T cells and CD45RA-KLRG1+ CD8+ T cells between aged groups and young groups. The distribution of CD45RA-KLRG1+ CD4+ T cells suggested that KLRG1 expression was more dominant in central memory (CCR7+CD45RA-, CM) and effector memory (CCR7-CD45RA-, EM) T cells in two young groups than in two aged groups. The distribution of CD45RA-KLRG1+ CD8+ T cells implied that proportions of cytomegalovirus (CMV)-specific multi-functional CD8+ T cells were higher in both aged groups. Despite a small study population, this study provides a clue for linking clinical aspects of immunosenescence of KT aged recipients to cellular level of T cell senescence. 현재의 인구학적 변화에 따라서, 65세 이상의 신장이식 대기 환자가 꾸준히 증가하는 추세이다. “면역노화”는 노화와 연관된 면역계의 기능 장애로 고령의 신장 식환자들에게 젊은 신장이식환자들보다 낮은 이식 거부 반응율과 높은 감염률과 같은 임상결과에 영향을 미치는 것으로 여겨진다. T 세포 노화는 면역노화의 원인 중 하나로 여겨지고 노화와 연관된 T 세포의 표현형의 변화 또한 면역노화에 기여하는 것으로 생각된다. 이 연구에서는 유세포 분석방법을 사용해서 노화된 T세포와 노화와 연관된 T 세포의 표현형의 변화에 특히 초점을 맞춰서 40명의 신장 이식 환자들의 T 세포의 분석을 수행했다. 신장 이식 환자들을 나이와 유도 용법에 따라서 네 그룹으로 분류했다. r-ATG aged 그룹에서의 CD27-CD28- CD4+ T 세포의 비율은 다른 그룹들보다 통계적으로 유의미하게 높았다. 반면에 CD27-CD28- CD8+ T 세포의 비율은 네 그룹에서 통계적으로 유의미한 차이를 보이지 않았다. r-ATG aged group과 Basiliximab aged group에서의 CD27-CD28- CD4+ T 세포의 비율을 비교했을 때, r-ATG aged group에서 노화된 CD4+ T 세포의 유의미한 누적을 확인할 수 있었다. CD45RA와 KLRG1 발현에 대한 분석에서, CD45RA-KLRG1+ CD4+ T 세포의 비율의 분포와 CD45RA-KLRG1+ CD8+ T 세포의 비율의 분포는 aged group과 young group에서 정반대의 패턴을 보였다. CD45RA-KLRG1+ CD4+ T 세포의 분포는 young group에서 central memory (CCR7+CD45RA-, CM), effector memory (CCR7-CD45RA-, EM) T 세포에서 KLRG1 발현이 aged group보다 더 높다는 것을 보였다. CD45RA-KLRG1+ CD8+ T 세포의 분포는 두 aged group 모두에서 거대세포바이러스 특이적인 다기능 CD8+ T 세포의 비율이 높다는 것을 암시했다. 연구 대상의 숫자가 적은 연구임에도 이 연구는 신장이식에서의 면역노화와 T 세포 노화를 연결하는 단서를 제공할 것으로 기대된다.

Optimal dose study of allogeneic islet transplantation for the treatment of insulin-dependent diabetes in Macaca fascicularis monkeys

김근수 성균관대학교 일반대학원 2021 국내박사

Many groups are studying clinical allogeneic islet transplantation in a primate model, but few studies have focused on the optimal islet dose for insulin independence after transplantation in primate models and on the relationship between rejection and islet amyloid polypeptide (IAPP) expression as well as best biopsy site in the recipient’s liver. Evaluated the dose (10,000 - 25,000 islet equivalents (IEQ)/kg) needed to achieve normal glycemia without exogenous insulin after transplantation using eleven cynomolgus monkeys, and analyzed the characteristics exhibited in the islets after transplantation. Five whole livers of diabetic cynomolgus monkeys that underwent insulin-independent survival for an extended period after allo-islet transplantation were analyzed the characteristics and distribution tendency. 10,000 IEQ/kg (n2) failed to control blood glucose level, despite injection with the highest dose of exogenous insulin, and 20,000 IEQ/kg group (n5) achieved unstable control, with a high insulin requirement. However, 25,000 IEQ/kg (n4) achieved normal glycemia without exogenous insulin and maintained it for more than 60 days. Immunohistochemistry results from staining islets found in liver biopsies indicated that as the number of transplanted islets decreased, the amount of IAPP accumulation within the islets increased, which accelerated CD3+ T cell infiltration. In the whole liver, islets were more distributed in S2 depending on tissue size, however, the number of islets per tissue size was high in S1 and S8. Statistical analysis revealed the characteristics of islets in S1 and S8 were relatively like other segments despite various transplanted islet dosage and survival times. In conclusion, the optimal transplantation dose for achieving a normal glycemia without exogenous insulin in our cynomolgus monkey model was >25,000 IEQ/kg, and the accumulation of IAPP early after transplantation, which depends on the transplanted islet dose. Segment 1 of the cynomolgus monkey liver which exhibited high islet density and reflected the overall characteristics of transplanted islets, can be considered a reasonable candidate for a liver biopsy site in this monkey model. These findings can be considered one factor in rejection of allogeneic islet transplantation as well as can be used as a reference for monitoring of transplanted islets after clinical islet transplantation. 제1형 당뇨병은 인슐린을 생산하는 췌도의 기능 상실과 같은 문제로 인해 정상적인 혈중 당 농도의 항상성이 결여되는 내분비대사질환으로, 췌도 이식이 이상적인 치료법으로 간주된다. 하지만 이식 초반 췌도 들은 급성혈액매개성 염증반응 (instant blood-mediated inflammatory reaction, IBMIR)과 같은 수여자 면역체계에 의해 다량 파괴된다. 이런 문제를 극복하기 위해 췌도 표면 개질, 다양한 면역억제 프로토콜을 활용한 수여자 관리 등이 시도되고 있다. 그러나 임상 환경에서 이러한 연구를 진행하기에는 많은 제약이 존재한다. 이를 극복하기 위해 연구자들은 인간을 대신할 수 있는 대안으로, 인간과 면역체계, 신체 및 장기 구조, 당뇨병의 특성이 유사한 영장류를 이용한다. 하지만 영장류에서 동종 췌도 이식 연구를 위한 이상적인 용량과 이식 후 영장류의 간으로 이식된 췌도를 생검하기 위한 적합한 위치에 대한 연구는 희박하다. 따라서 본 연구는 Macaca fascicularis 원숭이에서 동종 췌도 이식 후 인슐린 비 의존적 정상 혈당을 달성할 수 있는 이상적인 이식 용량 및 이식 후 간 생검을 위한 최적의 위치를 확인하기 위해 진행됐다. 몸무게 1kg 당 20,000 개 (IEQ/kg)의 동종 췌도를 이식 받은 그룹은 과량의 외인성인슐린을 요구하면서 불완전한 혈당 조절을, 25,000 IEQ/kg 이상을 이식 받은 그룹은 이식 직후부터 외인성 인슐린이 필요 없는 정상 혈당을 보였고, 이 결과는 90일 이상 안정적으로 유지됐다. 인슐린과 함께 췌장내 베타세포에서 생산되는 호르몬인 Islet amyloid polypeptide (IAPP)는 일반적으로 인슐린과 함께 분비돼 신체의 항상성을 유지하지만, 과도한 소포체 스트레스 등과 같은 원인으로 생성 후 췌도 내 축적된 IAPP는 췌도의 기능을 잃는데 영향을 미치며, 2형 당뇨병의 원인으로도 잘 알려져 있다. 본 연구 결과는, 췌도를 이식 받은 원숭이 간에서 관찰된 췌도 내 IAPP 축적 정도는 이식 받은 췌도의 용량이 적을수록 증가하는 경향을 나타냈다. 또한, 췌도 내 IAPP 축적은 췌도 주변 또는 내부로 CD3+ T 세포의 침윤과 양의 상관관계가 있음을 시사했다. 이는, 본 연구의 결과가 이식하는 췌도의 용량이 높을수록 이식 성적이 상대적으로 좋은 기존의 결과들을 좀 더 명확히 설명할 수 있는 근거가 될 수 있음을 시사한다. 한편, 다양한 용량의 동종 췌도 이식 후 각기 다른 생존기간을 보이지만, 인슐린 비 의존적 혈당 정상화를 달성한 다섯 마리의 원숭이들로부터 얻은 간 전체를 면역조직화학적으로 분석하였다. 그 결과, 췌도는 간 전체에 고르게 분포할 것이라는 예상과는 달리, 세그먼트 1과 8에 높게 분포되어 있었다 (세그먼트 1은 해부학상, 8보다 생검 하기에 더 적합한 부위이다). 흥미로운 점은, 췌도의 분포에서는 차이는 보이나, 발견된 췌도의 크기나 인슐린 발현 정도와 같은 췌도 특성은 간 전체 세그먼트와 유사했고, 이런 특징은 다섯 마리 원숭이 모두 일치한다는 점이다. 결론적으로, Macaca fascicularis 원숭이에서 이식 후 외인성 인슐린 비 의존적 혈당 정상화를 위한 이상적인 이식 용량은 25,000 IEQ/kg이었고, 낮은 용량을 이식 받은 췌도에 특히 더 축적된 IAPP는 이식 거부반응과 관계가 있음을 시사한다. 또한, 간 전체에 이식된 췌도를 생검하기 위한 가장 적합한 생검 위치는 세그먼트 1임을 제안한다.

주기적 힘 생성 시 성인 발달성 협응 장애인의 다중 손가락 협응과 전두엽 활성도의 변화

김지호 서울대학교 대학원 2023 국내석사

본 연구의 목적은 주기적으로 손가락 힘을 생성하는 과제에서 발달성 협 응 장애(DCD)를 가진 성인의 다중 손가락 협응과 전두엽피질 산소포화도 의 관계를 탐구하는 것이다. 발달성협응장애(Developmental Coordination Disorder: DCD)는 자신의 시간적 연령에 대한 기대 이하의 운동협응능력 을 가지고 있는 신경발달 장애 중 하나이다. 이들은 일상생활에서 사용되는 운동기술을 행하는데 어려움을 겪으며, 특히 소근운동기술의 수행 수준이 현 저하게 낮다는 연구결과들이 지속적으로 보고되고 있다. 특히, 눈-손 협응 과제에서 통제집단에 비해 과도한 전두엽 피질 영역의 활동성을 가진다는 연구 결과는 DCD의 서툰 움직임 특성과 집중력 간의 밀접한 관련성을 암시 한다. 따라서 본 연구는 장시간 주기적 힘 생성 과제의 종속 변인들로 집중 력의 영향을 정량화 할 수 있는지 확인하고, 성인 DCD의 낮은 운동 수행 능 력이 해당 분석 변인들에서 어떻게 관찰되는지 확인하기 위해 진행되었다. 이를 위해 정형학적, 신경학적 문제가 없는 피험자들을 ADC와 MABC2를 이용하여 DCD집단(15명)과 통제집단(15명)으로 나누어 연구를 진행 하였다. 모든 피험자들은 전두엽 피질의 산소 소비량을 측정하기 위해 기능 성 근적외선 분광기(fNIRS)를 착용한 상태에서 네 손가락을 이용하여 3분 동안 컴퓨터로 송출되는 0.5Hz 주기의 사인파 템플릿에 맞춰 손가락 힘을 생성하도록 지시받았다. 탬플릿의 진폭은 최대 자발적 수축(MVC) 힘의 5% 에서 10%로 설정하여 근육 피로를 유발하지 않을 만큼 충분히 작게 설정하 였다. 세 번의 실험을 수행하여 한 명의 피험자로부터 총 9분 동안의 데이터 를 수집했다. 최대 수축력 과제 결과, DCD의 MVC 힘은 CS보다 현저히 낮 았다. 주기적 힘 생성 데이터를 각 구간별로 계산하기 위해 180초의 시계열 데이터를 5단계로 나누고 각 단계마다 모든 변수를 계산했다. 퍼포먼스 변 인(MAE, CV)의 결과 힘을 증가시키는 구간에서의 에러가 DCD그룹이 CS 에 비해 통계적으로 더 크게 나타났다. 변동계수는 두 그룹간 유의한 주효과 를 보였으며, 구간에서의 유의한 주효과가 나타났다. 협응 변인(synergy index)은 두 그룹 간 통계적 차이는 없었으나, 구간에 대한 주효과가 나타났 다. 전두엽 피질 활성도의 경우 통제그룹은 통계적 특징이 없었으나, DCD의 경우 초기와 말기에 더 많은 산소를 소비하는 quadratic형태의 U자형 패턴 을 보였다. 결론적으로 두 그룹 모두 시간이 지남에 따라 퍼포먼스와 협응 변인의 저 하를 보였으며, 특히 DCD의 경우 퍼포먼스 변인에서 통제집단에 비해 더 낮 은 수준의 수행능력을 보였다. 이는 DCD가 반복적으로 일정하게 힘을 생성 하는 수행력 부분에서 CS에 비해 수행능력이 떨어진다고 볼 수 있다. 또한 시간이 지남에 따라 발생되는 협응지수의 저하는 떨어지는 집중력의 영향을 보여주는 것으로 사료되며, 이러한 현상은 두 집단 모두에서 공통적으로 확 인할 수 있었다. 다만, 해당 연구결과 협응 지수에서 그룹 간의 통계적으로 차이를 발견하지 못하였다. 하지만, 전두엽 산소포화도 결과와 함께 놓고 보 면, 비슷한 협응 능력에 비해 DCD그룹이 더 높은 산소소비량을 가진 것을 확인할 수 있었다. 이는 같은 협응 능력을 구사하는데 DCD가 더 많은 산소 를 필요로 한다는 것을 의미한다. 하지만, 이번 연구 결과는 '주의력'을 요하는 장시간의 힘 생산 과제를 수 행하는 동안 협응 지수와 전두엽 뇌 활동의 인과관계를 입증하는 데는 실패 했다. 그러나 장시간 지속되는 과제에서는 시간이 지남에 따라 감소하는 종 속 변인들은 부분적으로 부주의한 상태 때문인 것으로 추정된다. 따라서 향 후 연구에서는 부주의한 상태로 인해 협응력이 떨어지는 행동을 유도하는 과제를 통해 집중력의 요인에 대해 확인해야 할 것이다. The study aimed to explore multi-finger coordination and its relations to the features of prefrontal oxygenation in adults with developmental coordination disorder (A-DCD) during cyclic force production. Developmental coordination disorder (DCD) is a neurodevelopmental disorder characterized by deficits in motor skill acquisition and learning. DCD also causes a detrimental effect on academic achievement, possibly in conjunction with attention deficit. Recently, excessive activities of the lateral prefrontal cortex along with the decrement of eye-body coordination in DCD, were reported. Therefore, the motor coordination deficit in A-DCD may be associated with attention deficit. To identify A-DCD, we used the Adult Developmental Coordination Disorder/Dyspraxia Checklist (ADC) and Movement Assessment Battery for Children-2 (MABC2). We identified fifteen A-DCD out of over 500 participants. The age- and gender-matched controls (CS, n=15) were also recruited. Subjects were asked to produce a smooth sine-wave total finger force by pressing all four fingers while wearing the functional nearinfrared spectroscopy (fNIRS) device for the measurement of oxygen consumption on the prefrontal cortex. This force task required a decent level of attention to complete a given motor task successfully. The force templates were given on the computer screen, which consisted of a 180 s sinusoidal wave with 0.5 Hz frequency. All four fingers set the amplitude at 5% to 10% of maximal voluntary contraction (MVC) forces. The level of force was small enough not to induce muscle fatigue. Three trials were performed; thus, a total of 9-min data were acquired from a single subject. The MVC force of A-DCD was significantly lower than that of CS. 180 s of timeseries data were divided into five phases, and all the variables were computed in each phase. Three groups of variables were computed: (1) coefficient of variation (CV) of peak force, (2) indices of multifinger synergy in four-finger space, and (3) changes in oxyhemoglobin (ΔHbO). The CV values were increased over time, while stronger increment in A-DCD. The synergy indices decreased with phases (i.e., smaller synergy indices at phase 5 compared to phase 1), which was observed in both A-DCD and CS groups without group difference. ΔHbO remained unchanged from the first to last phase in the CS, while the U-shaped pattern of ΔHbO over phases was observed in A-DCD: high at phase 1 followed by dropped in the middle phases and increased at the end. Overall, the results of the current study failed to demonstrate the causality of coordination indices and prefrontal brain activities during long-durational force production tasks that may require performing the task in an ‘attentive’ manner. However, the long-durational task yielded a decrement in coordination strength and performance accuracy over time, presumably in part due to inattentive status. Thus, future studies will have to ascertain the veracity of critical factors inducing less coordinative behaviors by inattentive status.

대학생의 명리직업선천성과 진로성숙도 및 진로결정자기효능감이 진로준비행동에 관한 연구

정현택 국제뇌교육종합대학원대학교 전문대학원 2024 국내박사

대학생의 명리직업선천성과 진로성숙도 및 진로결정자기효능감이 진로준비행동에 관한 연구 본 연구에서는 명리학적 이론에 근거하여, 대학생들을 대상으로 이들의 출 생연월시 분석을 통해 명리직업선천성 수준을 분석하고 이를 통해 명리직업 선천성이 진로결정자기효능감과 진로준비행동에 미치는 영향을 분석하는 것 을 목적으로 하였다. 설문조사의 경우 수도권 지역(서울, 수원, 안산, 기타)에 거주하는 대학생들을 조사 대상으로 하였으며, 2023년 6월 첫째 주부터 넷째 주까지 4주 동안 실시하였고, 총 설문지 350부 가운데 불성실한 응답을 제외 하고 유효한 설문자료 327부에 대하여 최종 분석에 활용하였다. “수집된 자료 의 통계 처리는 SPSS 28.0과 SPSS Macro 3.4를” 사용하였다. 본 연구의 주 요 결과는 다음과 같다. 첫째, 대학생의 명리직업선천성이 진로결정자기효능감에 미치는 영향을 분 석하였다. 먼저, 대학생의 격국(목표지향)이 진로결정자기효능감에 미치는 영 향을 분석한 결과, 격국(목표지향) 중에서 정인 유형만이 “진로결정자기효능 감에 유의한 정(+)의 영향을 미치는 것으로 나타났다.” 다음으로, 대학생의 용신(활용가치)이 진로결정자기효능감에 미치는 영향을 분석한 결과, 용신(활 용가치) 중에서 목(木)은 “진로결정자기효능감에 유의한 정(+)의 영향을 미치 는 것으로 나타났다.” 마지막으로, 대학생의 천성(흥미열정)이 진로결정자기효 능감에 미치는 영향을 분석한 결과, 천성(흥미열정) 중에서 식신, 정관, 편인 은 진로결정자기효능감에 유의한 정(+)의 영향을 미치는 것으로 나타났다. 둘째, 대학생의 진로성숙도가 진로결정자기효능감에 미치는 영향을 분석하 였다. 분석 결과, 진로성숙도 중에서 결정성, 목적성, 확신성, 준비성은 “진로 결정자기효능감에 유의한 정(+)의 영향을 미치는 것으로 나타났다.” 그러나 독립성은 진로결정자기효능감에 유의한 영향을 미치지 않는 것으로 나타났 다. “셋째, 대학생의 진로결정자기효능감이 진로준비행동에 미치는 영향을 분 석하였다. 분석 결과, 대학생의 진로결정자기효능감은 진로준비행동에 유의한 정(+)의 영향을 미치는 것으로 나타났다.” 넷째, 대학생의 명리직업선천성이 진로준비행동에 미치는 영향을 분석하였 다. 먼저, 대학생의 격국(목표지향)이 진로준비행동에 미치는 영향을 분석한 결과, 격국(목표지향) 중에서 10가지 유형 모두 진로결정자기효능감에 유의한 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 다음으로, 대학생의 용신(활용가치)이 진로준비행동에 미치는 영향을 분석한 결과, 용신(활용가치) 중에서“화(火)는 진로준비행동에 유의한 정(+)의 영향을 미치는 것으로 나타났다.”마지막으로, 대학생의 천성(흥미열정)이 진로준비행동에 미치는 영향을 분석한 결과, 천성 (흥미열정) 중에서 식신, 정관은“진로준비행동에 유의한 정(+)의 영향을 미치 는 것으로 나타났다.” 다섯째, 대학생의 진로성숙도가 진로준비행동에 미치는 영향을 분석하였 다. 분석 결과, 진로성숙도 중에서 결정성, 목적성, 확신성, 준비성은“진로준비 행동에 유의한 정(+)의 영향을 미치는 것으로 나타났다.”그러나 독립성은 진 로결정자기효능감에 유의한 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 여섯째, 대학생의 진로성숙도가 “진로준비행동에 미치는 영향에서 진로결정 자기효능감의 매개효과를 분석하였다.” 분석 결과, 대학생의 결정성, 목적성, 확신성은 진로결정자기효능감을 매개로 하여 “진로준비행동에 긍정적인 영 향을 미치는 것으로 나타났다.” 본 연구는 실증 분석을 통해 밝힘으로써 개인의 직업특성과 관련하여 명리 학적 이론의 적용 가능성을 확인하였다는 점에서 그 의의가 있다. 주제어 : 명리학적 이론, 대학생, 명리직업선천성, 진로결정자기효능감, 진 로준비행동