고령자의 인지 기능 감소를 조기에 진단할 수 있는 바이오 마커로서의 다중 감각과 보행기능의 특징 추출

코스틱에밀리아 전북대학교 일반대학원 2021 국내석사

인지감소는 개인 및 사회적, 심리적 그리고 경제적 행복 모두에 영향을 미치는 전세계적인 문제이다. 치매로의 진행은 환자 당사자 및 간병인 모두에게 신체적, 정서적 부담을 준다. 이러한 이유로 인지감소를 조기에 치료하고 치매로의 진행을 억제하는 것이 현재 최선의 방법으로 여겨지고 있다. 전정감각, 청각, 시각 그리고 보행 기능의 저하는 인지감소와 관계가 있고 인지장애의 위험요소로 밝혀졌다. 그러므로, 앞서 언급한 위험 요소들과 인지감소의 연관성을 이해하고 조기 진단을 위한 체계를 만드는 것은 인지기능의 감소를 되돌리거나 지연시키는데 도움이 될 수 있다. 많은 연구들이 이러한 관계를 확인해 오고 있다. 보행, 전정감각, 청각기능, 시각기능에는 수많은 변수들이 있으며, 인지기능 감소와의 관계성을 확인하기 위해 이 변수들을 확인하고, 추출하고 평가해야 할 필요가 있다. 본 연구는 지역사회에 거주하는 65세 이상의 건강한 고령자 61명을 대상으로 보행기능, 전정기능, 시각기능, 청각기능과 인지장애 연관성을 조사하였다. 몬트리올 인지기능 평가 결과에 따라, 연구대상자를 인지 정상군 (41명)과 인지저하군 (20명)으로 그룹을 나누었으며, 인지기능 수준에 따른 각 기능들의 차이를 확인하기 위해 두 그룹의 다중감각 및 보행 기능 변수들을 비교하였다. 그 결과, 인지저하 그룹의 평균 연령이 통계적으로 유의하게 더 많았으며 키, 체중 그리고 교육년수에서는 유의한 차이가 없었다. 그리고 인지저하 그룹은 몬트리올 인지기능 평가의 모든 항목에서 정상군보다 낮은 점수를 받았다. 참여한 연구대상자 모두 현재일자, 현재장소를 기억하는데 아무런 문제가 없었으며, 이는 심각한 인지감소를 나타내는 연구대상자가 없음을 의미한다. 다중감각 기능 관련해서, 시각기능 측정시 대부분의 연구대상자가 시각 장애는 없는 것으로 나타났으며, 인지 정상군이 인지저하군보다 평균적으로 더 좋은 최소가독역치와 명암대비 감도를 나타내었다. 문장을 반복해 말하도록 하였을 때에, 두 그룹이 비슷한 청각 능력을 가졌음에도 불구하고, 인지저하군이 더 많은 문장 단어 오류를 나타내었다. 전정기능 평가와 관련해서, 인지저하군이 더 낮은 자세안정성을 보였으며 이는 전정기능 저하를 의미한다. 전체적으로, 낮은 인지기능을 보이는 고령자의 감각기능은 인지기능이 정상인 고령자보다 감각기능 능력이 낮다는 것을 본 다중감각 기능 측정실험을 통해 입증하였다. 평평한 보행로를 걷는 동안, 인지저하군의 내∙외측 지면반발력 임펄스가 유의하게 더 작은것으로 나타났으며 이는 보폭 넓이가 더 좁으며 인지감소의 특징인 것을 의미한다. 게다가, 인지저하군은 인지 정상군에 비해 단하지 지지기의 보행 주기가 평균적으로 더 적은것으로 나타났다. 이들 메커니즘들은 보행 안정성이 낮아지고 전정감각계가 악화되었음을 나타낸다. 두 그룹간 유의한 차이를 나타내는 변수들을 대상으로 인지기능 정상과 인지기능 장애를 구분하고 또한 그 연관성의 정도를 확인하기 위해 추가 조사를 수행하였다. 각 변수들의 수신자 조작특성(ROC, Receiver Operating Characteristic) 곡선 아래 면적(AUC, Area Under Curve)을 조사하였으며 좋은 예측 능력을 가진 변수들을 확인하였다. 단하지 지지기 주기, 내∙외측 지면반발력 임펄스, 자세 안정성 지수, 문장 인지도 등이 좋은 예측 능력을 나타냈으며 이들을 로지스틱 회귀 모델을 설계하기 위해 고려하였고 이들 중 각 기능에 따라 하나씩 선택하였다. 단하지 지지기 비율, 문장 인지도 오류 갯수 등의 연속형 변수는 높은 AUC를 나타내고 범주형 변수인 자세 안정성 지수는 높은 오즈비를 나타내기 때문에 선택하였다. 이들 피쳐를 이용해 설계한 로지스틱 회귀 모델은 높은 AUC를 가지며 각 기능 피쳐 개개만을 이용하는 것보다 높은 예측 능력을 갖는 것으로 나타났다. 결론적으로, 인지기능 저하군이 인지 정상군에 비해 보행, 전정기능, 청각기능이 유의하게 낮은 것으로 나타났다. 또한, 이들 피쳐를 이용한 예측 능력은 다중감각-보행기능 피쳐들을 이용한 예측 모델이 단일 감각 또는 단일 보행 인지기능 연관 변수만을 사용하는 것보다 더 나은 예측 능력을 가지고 있음을 시사한다. 본 연구에서 제안한 모델은 인지기능 감소에 따른 치매 조기 발견에 활용할 수 있을 것이며, 또한 인지기능 수준에 따라 특정 감각기능을 대상으로 하는 재활 및 인지 중재 기법 개발에 적용할 수 있을 것이다. Cognitive deterioration is a world-spread issue affecting both individual and societal psychological and economic well-being. Progression to the currently irreversible dementia generally places physical and emotional strain on both the patients and their caregivers. For this reason, treating cognitive decline in its early stages and inhibiting its further progression is currently considered to be the best approach. Deterioration of vestibular sense, hearing, visual capacity, and gait function have all been related to cognitive deterioration, posing a risk of cognitive impairment. Therefore, understanding the association between the aforementioned risk factors and cognitive decline and creating a system for early diagnosis may help delay or even reverse the deterioration. Numerous studies have confirmed the existence of these correlations. There are many parameters of gait, vestibular sense, auditory function, and visual capacity. These parameters need to be identified, extracted, and assessed to confirm their suitability. Current study assessed gait, vestibular, ophthalmological, and auditory functions association to cognitive impairment in 61 healthy community-dwelling men over the age of 65. Depending on the participants’ Montreal cognitive assessment, they were divided into healthy control group (n=41) and lower cognition group (n=20). The two groups’ function quantifiers were compared to determine the existence of parameters that differ significantly. The results showed the lower cognition group to be older with a statistically significant difference in average age, but there was no significant difference in other demographic parameters such as height, weight, and years of education. The group with lower cognition had received lower scores on all of the segments of the Montreal cognitive assessment. However, no participant had issues recalling the date or location, suggesting the sample has no case of severe cognitive decline. In the case of multisensory function measurements, when visual capacity was assessed, it was found that the majority of participants had no visual impairment. The cognitively healthy had on average, higher visual acuity, and higher contrast sensitivity curve. When challenged to repeat sentences, the cognitively impaired group made substantially more mistakes, despite both groups having similar hearing abilities. In the case of vestibular assessment, results show the lower cognition participants have poor postural stability, indicating vestibular deterioration. Overall, the multisensory function measurements demonstrated a lower level of ability in participants with lower cognition. During walking on a flat walkway, the mediolateral ground reaction force impulse of the lower cognition group was shown to be significantly smaller, indicating that a narrower step width is a characteristic of cognitive decline. Additionally, the cognitively impaired group spent, on average, less percentage of their gait cycle in the single limb stance phase compared to the healthy group. These mechanisms are indicative of poor gait stability and deterioration of the vestibular system. The parameters that displayed a significant difference between the two groups were further examined to determine their predictive ability for distinguishing between healthy and cognitively impaired, as well as the magnitude of the relation. The area under the curve for these parameters was assessed and several were found to have good predictive ability. The percentage of gait cycle spent in single limb support, mediolateral ground reaction force impulse, postural stability index, sentence recognition score, as well as the number of mistakes on the sentence recognition test had good predictive ability and were considered for the design of a logistic regression model. Three parameters, one representing each function, were selected. The continuous variables representing single limb support portion and the number of mistakes on the sentence recognition test were chosen because of their high AUC, and the categorical variable representing postural stability was chosen for its high odds ratio. Logistic regression model designed using these features revealed a high area under the receiver operating characteristic curve, showing higher predictive ability than that of individual features. Conclusively, the cognitively impaired demonstrate a significantly lower performance of gait, vestibular and auditory functions. Furthermore, the predictive ability of said functions’ features suggests that the dual sensory-gait function prediction model provides better prediction than single sensory or gait function models individually. This model can be utilized for the actualization of early detection and rehabilitation systems. Early detection would provide an early reaction to the deteriorating functions and based on the level of deterioration specific functions can be targeted in rehabilitation.

노인의 악력과 인지기능의 연관성 : 고령화연구패널조사(2006-2016)를 이용하여

이산 연세대학교 보건대학원 2019 국내석사

Cognitive decline and dementia in the elderly are major chronic disorders that cause disability worldwide, while also lead to the transition from communities to nursing facilities. Considering the aging trend in Korea, the national burden of diseases due to cognitive decline and dementia is expected to increase greatly in the future. As a physical function, handgrip strength has been associated with limitations of everyday ability, subjective health, frailty, and mortality. Studies have been continuously reported that handgrip strength is related to cognitive function, but there is a lack of study on the association between handgrip strength and cognitive function based on data from South Korea. This study aimed to identify the association between baseline handgrip strength and cognitive function in the elderly. This study used the data from 1st to 6th Korean Longitudinal Study of Aging(KLoSA). The study participants were 1,738 elderly persons aged over 65 who participated in the survey more than once and did not show cognitive impairment in the 1st survey. Variables that are expected to be related to cognitive function were selected and analyzed including socio-demographic factors and health-related factors. Taking into account differences in handgrip strength by sex, the analysis was performed separately by sex. Descriptive analysis, univariable analysis that reflects survey characteristics including t-test, analysis of variance, simple regression analysis, and multivariable analysis using linear mixed model were performed. Of the 1,738 participants, 984 were male and 754 were female. In the model with adjustment of all covariates, handgrip strength and cognitive function show significant association in male (β=0.03, SE=0.01, p<0.001). Low cognitive function is associated with progress of survey year, rural residence, and depressive symptoms in male. High cognitive function is associated with high educational attainment, currently working status, and exercise at least once a week in male. Handgrip strength and cognitive function also show significant association in female (β=0.05, SE=0.02, p=0.004). Low cognitive function is associated with progress of survey year, rural residence, and depressive symptoms. High cognitive function is associated with high educational attainment and exercise at least once a week. The results reveal a significant association between baseline handgrip strength and cognitive function in the elderly. The handgrip strength is not only an easily applicable method of measurement, but also an indicator that reflects a significant association with cognitive function. It is expected that this method can be used as a useful tool in terms of enhancing the treatment appropriateness of individual and reducing the national burden of diseases by promoting further screening tests and appropriate therapeutic interventions in a timely manner. 노인의 인지기능 저하와 치매는 전 세계적으로 노인에서 장애를 유발하는 만성질환인 동시에 지역사회에서 요양기관으로 이행하게 하는 주요 원인이다. 국내에서도 고령화 추세를 고려하였을 때 향후 인지기능 저하와 치매로 인한 국가적 질병 부담이 크게 증가할 것으로 예상된다. 노인의 신체기능 저하도 인지기능 저하와 더불어 노인에서 중대한 문제로 여겨지고 있으며, 그 중 악력은 일상생활 능력의 제한, 주관적 건강, 허약성 및 사망률과도 연관되어 있다. 또한 악력이 인지기능과 관련이 있다는 연구들이 지속적으로 보고되고 있으나, 악력과 인지기능의 연관성에 대해 진행된 국내 연구는 아직 부족한 실정이다. 따라서 본 연구는 노인의 악력과 인지기능의 연관성을 확인하고자 하였다. 본 연구는 1차-6차 고령화연구패널조사(2006-2016) 자료를 이용하여, 2회 이상 조사에 참여하고 1차 조사 당시 인지기능 저하 의심 소견이 없는 만 65세 이상의 노인 1,738명을 대상으로 하였다. 인구사회적 요인과, 1차 조사에서의 기초선 악력을 포함한 건강관련 요인으로 구분해 인지기능과 연관성이 추정되는 변수를 선정해 분석하였다. 성별에 따른 악력의 차이를 고려해 성별에 따른 분석으로 분석하였고, 기술 분석 및 단변수 분석으로 survey 특성을 반영한 t-검정, 분산 분석, 단순 회귀 분석과 다변수 분석으로 선형 혼합 모형 분석을 시행하였다. 전체 연구대상자 1,738명 중 남성은 984명, 여성은 754명이었으며, 모든 변수를 보정한 모형에서, 남성에서는 기초선 악력이 높을수록 인지기능이 유의하게 높은 연관성을 보였다(β=0.03, SE=0.01, p<0.001). 인구사회적 요인에서 조사년도가 거듭되는 경우, 지방에 거주하는 경우와 건강관련 요인에서 우울 증상이 있는 경우 인지기능이 유의하게 낮은 연관성을 보였고, 인구사회적 요인에서 교육수준이 높은 경우, 현재 경제활동을 유지중인 경우와 건강관련 요인에서 1주에 1회 이상 신체활동을 하는 경우에서 인지기능이 유의하게 높은 연관성을 보였다. 여성에서는 기초선 악력이 높을수록 인지기능이 유의하게 높은 연관성을 보였고(β=0.05, SE=0.02, p=0.004), 인구사회적 요인에서 조사년도가 거듭되는 경우, 지방에 거주하는 경우와 건강관련 요인에서 우울 증상이 있는 경우 인지기능이 유의하게 낮은 연관성을 보였으며, 인구사회적 요인에서 교육수준이 높은 경우와 건강관련 요인에서 1주에 1회 이상 신체활동을 하는 경우 인지기능이 유의하게 높은 연관성을 보였다. 본 연구는 인지기능 저하 소견이 없는 만 65세 이상 노인을 대상으로 10년간 추적 관찰하여 인구사회적 요인, 건강 관련 요인을 모두 보정해 성별에 따른 기초선 악력과 인지기능의 연관성을 분석한 연구로, 남녀 모두에서 기초선 악력과 인지기능의 유의한 연관성을 확인하였다. 노인의 악력은 쉽게 측정할 수 있는 방법일 뿐 아니라, 인지기능과 유의한 연관성을 반영하는 지표로서 그 중요성이 있다. 그러므로 이를 적용해 추가적인 선별 검사와 각 시기에 맞는 치료적 개입이 조기에 적절하게 이루어질 수 있도록 하여, 개인의 치료 적절성을 제고하고, 국가적 질병 부담을 감소시키는 측면에서도 유용한 근거 자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

A Study of a Students' Cognitive Load Model in Chinese-English Translation for College English Teaching

당해금 세한대학교 일반대학원 2022 국내박사

Abstract With an increasing demand for translation competence among college students, College English course has to improve students' translation competence. Since an effective translation education incorporates the complex cognitive process during translation, College English translation teaching should attach importance to students' cognitive load in translation. The purpose of the present study was to empirically investigate the structural relationships among translation competence, translation processing difficulty, and cognitive load to explore a cognitive load model of students in Chinese-English translation for College English teaching. To achieve this purpose, this study analyzed the relationship among translation competence, translation processing difficulty, and cognitive load with students at a university in Nanning, China. The research results were as follows. First, it was found that translation processing difficulty had a significant positive (+) effect on cognitive load in Chinese-English translation. Second, it was found that translation competence had a significant negative (-) effect on cognitive load in Chinese-English translation. Third, it was found that translation competence had a significant negative (-) effect on translation processing difficulty in Chinese-English translation. Fourth, translation processing difficulty was found to mediate the influence of translation competence on cognitive load in Chinese-English translation. Additionally, the research results of group comparisons between students of different Chinese-English translation performance level in terms of the variance of the relationship among translation competence, translation processing difficulty, and cognitive load indicated that the effect of translation competence on translation processing difficulty was significant for students of low performance level but not significant for students of medium performance level. In contrast, the effect of translation processing difficulty on cognitive load was significant only for students of medium performance level rather than students of low performance level. These research findings had implications for the research and practice of Chinese-English translation education. Theoretically, it could provide insights into students' cognitive load and its causal factors in terms of translation competence and translation processing difficulty. Practically, it could provide the following guidelines to accommodate students' cognitive load in Chinese-English translation. First, Chinese-English translation teachers should manipulate translation processing difficulty to avoid overloading students' cognitive resources by following part-whole strategies proposed by cognitive load theory. Second, Chinese-English translation education has to improve students' translation competence by facilitating students to acquire the knowledge of translation domain which includes language proficiency, strategy-use and problem-solving techniques that could effectively decrease cognitive load in translation. Third,translation teachers in College English have to strengthen students' capability to resolve translation difficulty by retrieving the acquired knowledge to identify and solve translation problems in order to process translation efficiently. Furthermore, teaching should take into consideration different characteristics of development stages of translation competence.

The development and influence of subjective experiences on children's thinking: Implications for cognitive-behavioral therapy

Bares, Cristina B University of Michigan 2007 해외박사(DDOD)

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Cognitive-behavioral therapies are based on the assumption that how one thinks about life experiences has significance for one's well-being and that changing faulty thoughts can be done by assigning new interpretations to these life experiences. Although the focus of cognitive-behavioral therapy is on changing the content of faulty thinking, an emerging literature proposes that the experience of bringing that content to mind is also important for judgments of well-being. When the task of restructuring thoughts about life events is experienced as difficult, the new interpretation given to the life event might be contrary to what was hoped for in therapy. Currently, a number of studies suggest that cognitive-behavioral therapies can be helpful in treating some childhood mental health problems, but, there is little research exploring how children's experiences during thinking influence the interpretations they make during cognitive-behavioral activities. This dissertation is aimed at exploring whether children experience difficulty in recalling many instances from memory and whether the subjective experience of this difficulty influences children's judgments on topics similar to topics raised in cognitive-behavioral therapy. In a between-subjects design, one hundred ninety-eight Kindergarten and second-grade children recalled either few or many instances of social (times I was shy, times I was friendly, times others were nice to me, times others were mean to me) and non-social (books) behaviors and subsequently made judgments of difficulty, liking, frequency, and interest. Children were asked to recall a few (easy task) or many (difficult task) examples of each behavior, with the specific numbers of examples differing by age. Thus, Kindergarten children were asked to recall 1 (easy) or 5 (difficult) examples while second-grade children were asked to recall 3 (easy) or 8 (difficult) examples. Confirming the hypothesis that recalling many examples would be a difficult task, Kindergarten boys reported greater difficulty in recalling 5 examples of times that others had been mean to them than a few examples and greater difficulty in recalling many examples of times they were friendly than a few examples. As posited by Schwarz's fluency model, their subsequent judgments were influenced by this experienced difficulty rather than the content brought to mind in the examples. Kindergarten boys who recalled many times they were friendly reported that they liked being friendly less than boys in the few condition. These findings did not replicate in second-grade; second-grade children did not consistently report greater difficulty in recalling many (8) examples over a few (3), or in using the experience of difficulty in their subsequent judgments. It is possible that the examples or cut points were not developmentally appropriate. Further work remains to be done on exploring the developmental aspects of when children experience difficulty in recalling examples and when they are influenced by subjective experiences. This study suggests that by Kindergarten children have the capacity to use the subjective experience of thinking when constructing judgments. There are some relevant implications for cognitive-behavioral therapy. Practitioners need to know that the cognitive process of restructuring faulty interpretations of one's life experiences can have significant consequences for therapeutic progress. Even young children can use the subjective experience of ease and difficulty in their judgments and this may influence how events are restructured. Specifically, subjective experience of recalling many instances from memory may influence children's judgments in ways that may lead children to infer the opposite of what is intended in therapy.

Effects of Scaffolding Type and Working Memory on Programming Performance and Computational Thinking Skills in Elementary School Students’ Programming Learning

황이핀 전남대학교 2023 국내박사

Various studies have documented that scaffolding is sociocultural theory-driven assistance for improving learning outcomes. Cognitive and metacognitive scaffolding, however, have received scant attention in terms of their comparative effects on learners' programming development. On the other hand, learning programming involves working memory. As a partial attempt in this respect, the current study aimed to explore how cognitive and metacognitive scaffolding, alone or in combination, influence elementary school students’ programming performance and computational thinking skills while considering their working memory. For this purpose, this study employed a quasi-experimental pretest-posttest design with 173 fifth graders as participants. Four intact classes were randomly assigned to a control group and three experimental groups: cognitive scaffolding, metacognitive scaffolding, and both forms of scaffolding, namely, cognitive-and-metacognitive scaffolding. Before learning to program in Scratch, participants were required to complete a prior programming knowledge test, working memory tests, and a computational thinking test. After a seven-week programming learning activity, every participant was expected to finish a final project that served as an assessment of programming skills. Subsequently, participants were given post-tests of programming knowledge and computational thinking. Furthermore, students were classified as having low and high levels of working memory with regard to central executive working memory, phonological working memory, and visuo-spatial working memory. Data from a total of 168 students were analyzed due to some absences. Two-way MANCOVAs and ANCOVAs were implemented to investigate the two research questions. The following are the major findings of the study. First, scaffolding had a significantly superior effect on programming knowledge but not programming skills compared to non-scaffolding instruction. The cognitive-and-metacognitive scaffolding group did not show significantly better scores in programming knowledge and skills than the cognitive or metacognitive scaffolding group. Likewise, no significant difference was found between the metacognitive and cognitive scaffolding groups in programming knowledge and skills. Second, there was a significant difference between the experimental and control groups in computational thinking skills. However, students in the cognitive-and-metacognitive scaffolding group did not develop significantly greater computational thinking skills than those in the cognitive or metacognitive scaffolding group. Similarly, the metacognitive scaffolding group did not show significantly higher computational thinking skills than the cognitive scaffolding group. Third, the findings indicated that students with high capacities of working memory (central executive, phonological, and visual-spatial working memory) scored significantly higher on programming knowledge, programming skills, and computational thinking skills than low-capacity working memory students. Fourth, the interaction effects were only found between scaffolding type and central executive working memory on programming knowledge. For the students with low central executive working memory, there was a significant difference between the experimental and control groups. As for the students with high central executive working memory, the experimental groups significantly outperformed the control group. Moreover, high-capacity working memory students performed significantly better in the cognitive-and-metacognitive scaffolding group than in the cognitive or metacognitive scaffolding group. In addition, high-capacity working memory students also obtained significantly higher scores in the metacognitive scaffolding group than in the cognitive scaffolding group. This study provides implications for the design and development of scaffolding based on Vygotsky’s theory of cognitive and metacognitive mediation. In addition, more attention should be paid to individual differences in working memory during programming activities since working memory is greatly important for students’ success in programming performance and computational thinking skills. 그동안 많은 연구에서 학습성과 향상을 위한 사회문화이론의 보조 도구로의 스캐폴딩이 자주 언급되어 왔다. 그러나 학습자의 프로그래밍 성취를 위한 다양한 인지적 및 메타인지적 스캐폴딩을 비교한 연구는 부족한 실정이다. 한편, 작동기억은 프로그래밍 학습에서 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다. 이와 관련하여 본 연구는 초등학생들의 작동기억을 고려하여 인지적 스캐폴딩과 메타인지적 스캐폴딩이 학생의 프로그래밍 성취도 및 컴퓨팅 사고력에 어떤 영향을 미치는지를 검증하였다. 연구대상은 중국 5 학년 학생 173 명이었다. 이 연구에서는 이질통제집단 사전-사후검사 설계를 활용하였다. 즉, 연구의 실험집단은 인지적 스캐폴딩, 메타인지적 스캐폴딩, 인지적 및 메타인지적 스캐폴딩 집단으로 구성되었고, 통제집단은 스캐폴딩을 제공받지 않았다. Scratch 프로그래밍 활동에 앞서 참가자들에게 사전 프로그래밍 지식, 작동기억, 컴퓨팅 사고력 등의 검사를 수행하도록 요청하였다. 7 주간의 프로그래밍 활동 후, 참가자들은 프로그래밍 기능의 평가로서 최종 프로젝트를 완성하였다. 이어 프로그래밍 지식 사후 검사, 컴퓨팅 사고력 검사를 실시하였다. 또한 학생들의 작동기억은 중앙집행 작동기억, 언어적 작동기억, 시공간적 작동기억 상에서 높은 집단과 낮은 집단으로 분류되었다. 173 명의 학생 중 최종 168 명의 학생들의 자료가 취합되었으며, 이를 분석하였다. 두 가지 연구 문제를 해결하기 위하여 이원 다변량공분산분석(MANCOVA)과 공분산분석(ANCOVA)를 실시하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 스캐폴딩을 제공받은 집단은 스캐폴딩을 제공받지 않은 집단보다 프로그래밍 지식이 유의하게 높은 것으로 나타났다. 그러나 실험집단과 통제집단간 프로그램 기능에는 유의한 차이가 없었다. 인지적 및 메타인지적 스캐폴딩을 동시 제공받은 집단이 인지적 스캐폴딩 집단이나 메타인지적 스캐폴딩 집단에 비해 프로그래밍 지식과 기능 상에서 유의하게 더 높은 점수를 보이지 않았다. 또한, 메타인지적 스캐폴딩 집단과 인지적 스캐폴딩 집단은 프로그래밍 지식과 기능에서도 유의한 차이가 없었다. 둘째, 컴퓨팅 사고력에는 실험집단과 통제집단 사이에 유의한 차이가 있었다. 그러나 인지적 및 메타인지적 스캐폴딩을 동시 제공받은 집단은 인지적 스캐폴딩 집단이나 메타인지적 스캐폴딩 집단보다 유의하게 높은 컴퓨팅 사고력을 보이지는 못 하였다. 또한 메타인지적 스캐폴딩 집단과 인지적 스캐폴딩 집단 사이에 컴퓨팅 사고력에는 유의한 차이가 없었다. 셋째, 작동기억이 높은 학생들은 작동기억이 낮은 학생들보다 프로그래밍 지식, 프로그래밍 기능, 컴퓨팅 사고력이 유의하게 높게 나타났다. 넷째, 프로그래밍 지식에 있어서 스캐폴딩 유형과 중앙집행 작동기억의 상호작용 효과가 있었다. 중앙집행 작동기억이 낮은 학생들의 경우 실험집단과 통제 집단 간에만 유의한 차이가 있었고, 중앙집행 작동기억이 높은 학생들의 경우도 동일한 결과를 보였다. 또한 중앙집행 작동기억이 높은 학생들은 인지적 및 메타인지적 스캐폴딩을 동시 제공받은 집단에서 인지적 스캐폴딩 집단이나 메타인지적 스캐폴딩 집단에서보다 프로그래밍 지식 점수가 유의하게 더 높았다. 또한 중앙집행 작동기억이 높은 학생들은 메타인지적 스캐폴딩 집단에서 인지적 스캐폴딩 집단에서보다 프로그래밍 지식 점수가 유의하게 더 높았다. 본 연구는 초등학생의 프로그래밍 학습을 위한 Vygotsky 의 인지적 및 메타인지적 중개이론에 입각한 스캐폴딩 설계 및 개발에 시사하는 바가 크다. 또한 작동기억은 학생들의 프로그래밍 성과와 컴퓨팅 사고력에서 중요한 요소 중 하나이므로 프로그래밍 활동 중 작동기억의 개인차에 더욱 유의할 필요가 있다.

Microstructural White Matter Correlates of Cognitive Reserve

하예솜 서울대학교 대학원 2019 국내석사

노년기 인지 감퇴에 대한 인지 예비능의 보호 효과는 선행 연구들에서 반복적으로 보고되었다. 하지만, 그 기저에 어떠한 신경학적 매커니즘이 있는 가에 대하여는 알려진 바가 적다. 본 연구에서는 117명의 정상 노인들을 대상으로 인지 예비능의 미세 백질 구조적 기전을 탐색하고 이 기전이 인지 예비능과 인지 기능 간의 관계를 매개하는 역할을 하는 지에 대하여 검증하였다. 참가자들은 신경심리검사들과 MRI 촬영을 완료하였고, 백질 구조의 분할 이등방성 지표와 교육과 병전 지능으로 추정된 인지 예비능 대리지표의 관계를 분석하기 위해 경로 기반 공간 패턴 분석(TBSS; Tract-based spatial statistics)을 사용하였다. 그 결과, 통계적으로 유의한 상관을 보이는 3개의 군집이 확인되었다. 이 중, 좌측 피질척수로, 좌측 위세로다발, 좌측 위세로다발의 측두 부분을 포함하는 군집의 분할 이등방성이 인지 예비능과 인지 기능 간의 관계를 부분적으로 매개하는 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 생애에 걸친 지적인 경험들이 백질 통합성을 통해 노년기 인지 기능을 유지하는 것에 기여한다는 것을 시사한다. The protective effects of cognitive reserve on late-life cognitive decline have been demonstrated in previous literatures. However, neural mechanisms of how cognitive reserve exhibit such roles are unclear. This study was designed to explore the microstructural white matter correlates of cognitive reserve and to test the mediating role of the correlates in the relationship between cognitive reserve and cognition. One hundred and seventeen healthy older adults completed neuropsychological assessments and MRI scanning. Tract-based spatial statistics was applied to test the association with white matter fractional anisotropy (FA) and cognitive reserve proxy estimated with education and vocabulary test of K-WAIS-IV. The results identified several clusters with statistically significant correlation, which comprised of left corticospinal tract, left superior longitudinal fasciculus, and forceps major. Furthermore, FA of the tracts partially mediated the relationship between cognitive reserve and cognition. These findings suggest life-time intellectual experiences enrich late-life cognitive functions through more integrated white matter fiber.

Exploring cognitive reserve and compensatory behaviors used to maintain executive control function in adults with primary brain tumors

Allen, Deborah Dawn Hutchinson The University of North Carolina at Chapel Hill 2014 해외박사(DDOD)

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Technological advances have improved survival in primary brain tumor (PBT) patients, bringing a need to understand the relationship between executive control function (ECF) and self-reported cognitive function (SRCF) in survivors. Neuropsychological testing demonstrates few objective changes in some who report significant cognitive difficulties. To date, little research has explored the discrepancy between objective cognitive performance (OCP) and SRCF. This study describes the congruence of OCP to SRCF in 40 adult PBT survivors. Structured interviews with 7 exemplars describe compensatory behaviors. Neuropsychological test scores were converted to z-scores using age- and education-specific norms. A z-score of -1.3 determined cognitive impairment; Everyday Cognitions Scale scores determined SRCF. Analyses include descriptive statistics, graphical plots, correlations, chi-square and t-tests. The study sample (n=40) averaged 50 years old (SD 9.7), had high-grade PBT (n=35), was at least 1 year beyond completion of treatment, 1.3-25 years since diagnosis, and included 22 women. ECF was impaired in 25% of subjects, memory in 35%, and attention in 27.5%. More than half of subjects self-reported changes in memory and attention. Neither age, time since diagnosis, or tumor/treatment-specific variables were associated with OCP or SRCF scores. Dividing a scatterplot of OCP/SRCF scores into quadrants created four subject groupings. Analyses focused on the two groups with normal OCP who had normal (congruent) or abnormal (incongruent) SCRF scores. Both groups were mostly female, middle-aged, well-educated, and 6-8 years removed from diagnosis of high-grade PBT. Those with high cognitive reserve (CR) had congruent OCP/SRCF scores and less impact of PBT-specific symptoms on quality of life; those with low CR tended to have incongruent OCP/SRCF scores, more severe symptoms that impacted quality of life, and more depressive symptoms. Low CR exemplars were socially isolated and had curtailed activities since diagnosis. High CR exemplars continued cognitively-engaging activities. During testing, all subjects exhibited similar compensatory behaviors to maintain cognitive function. Those with congruent scores tended to be less aware that they used compensatory strategies. This study shows that CR and use of compensatory behaviors may explain discrepant relationships between OCP and SRCF, and may lead to development of interventions to minimize cognitive decline and improve quality-of-life.

Suggestibility in children's eyewitness testimony: Cognitive and social influences

Shapiro, Teresa Farley Columbia University 2002 해외박사(DDOD)

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Research on children's suggestibility has identified various cognitive and social factors that influence young children's suggestibility, yet potential interaction effects of cognitive and social factors have not been examined. The present study attempted to identify factors influencing the accuracy of young children's eyewitness testimony by comparing the effects of cognitive and social demands on preschool and elementary school aged children. Additionally, the present study sought to identify specific conditions under which young children demonstrate decreased suggestibility. A total of 172 subjects participated in the study; 85 four-year-olds and 87 eight-year-olds. Children were randomly assigned to either high or low cognitive demand conditions and to either high or low social demand conditions. Participants in high cognitive demand conditions were not cued, while participants in low cognitive demand conditions were provided with cognitive cueing to facilitate event recall. High social demand subjects were interviewed by an adult interviewer and low social demand subjects were interviewed by a child. Each subject was assigned to one of four cognitive/social condition groups: Not Cued/Adult Interviewer, Not Cued/Child Interviewer, Cognitively Cued/Adult Interviewer, Cognitively Cued/Child Interviewer. All subjects participated in a game-playing event and were individually questioned 2 days after the event and again 2 days later. Participants in all conditions were exposed to misinformation during the first interview. Suggestibility was calculated as the number of incorrect statements incorporated into the second interview report. Four-year-olds in the present study demonstrated higher suggestibility than eight-year-olds in all experimental conditions. A significant main effect for cognitive condition indicated that children who were provided with cognitive cueing were less suggestible or less likely to incorporate misinformation into their event recall than those children who did not receive cueing. An age x cognitive condition interaction indicated a developmental trend with the effect of cognitive condition on suggestibility differing as a function of age. The interaction of age x cognitive condition x social condition was marginally significant, endorsing the merit of future study of developmental differences in the integration of multiple influences on children's suggestibility.

Prevalence, risk factors, and therapeutic efficacy of crisdesalazine and flusalazine for canine cognitive dysfunction syndrome in South Korea

김성수 서울대학교 대학원 2024 국내박사

개의 치매라고도 알려진 인지기능장애 증후군 (canine cognitive dysfunction syndrome; CCDS)은 나이가 들면서 진행되는 인지 기능의 손상과 관련된 신경 퇴행성 장애에 해당한다 (Schneider and Erhard, 2010). 이 질환에 걸린 반려견은 지각, 기억, 판단력과 같은 인지 능력에 어려움을 겪게 되고, 뇌세포의 점진적인 손상으로 인해 조기 사망으로 이어질 수도 있다. 현재 미국의 경우 3천만 마리, 유럽의 경우 1,500만 마리 이상의 반려견이 인지기능장애 증후군을 앓고 있으며, 반려견의 유병률은 11~12세 사이에서 28%, 15~16세 사이에서 68%로 매우 높다 (Osella, M. C, 2007). 그러나 전 세계 어느 나라보다도 노령 반려견의 비율이 높은 대한민국의 경우, 인지기능장애 증후군 (CCDS)의 유병률과 위험 인자 등에 대한 기초 연구가 전무한 상황이다. 또한, 단순히 초기 증상만 개선하는 것이 아니라 질병의 진행을 늦추거나, 병태생리학적 원인을 치료할 수 있는 보다 효과적이고 안전한 질병 조절 약물로서의 동물용 의약품 개발이 필요하다는 사실에 근거하여 본 연구를 진행하게 되었다. 이 논문은 세 부분으로 구성되어 있다. 논문의 첫 번째 파트에서는 한국의 특히 중소형견에서 인지기능장애 증후군의 유병률 및 연령, 성별, 중성화 여부, 체구, 품종 (순종 또는 혼합 포함)과 인지기능장애 증후군의 연관성에 대해 조사하기 위해 2021년 5월부터 2022년 12월까지 총 1,828마리 (5~21세; 수컷 958마리, 암컷 870마리)의 반려견 보호자들을 대상으로 대규모의 횡단면 역학 연구를 진행하였다. 이 전의 연구들을 참고하여 연구 대상 반려견들을 개 인지기능장애 평가척도 (CCDR)를 기준으로 정상 (40점 미만), 위험 (40-49점), 인지기능장애 (50점 이상)의 세 그룹으로 분류하였다 (Salvin et al., 2011). 또한, 대상견들의 나이에 따라 5-8세, 9-11세, 12-14세, 15-17세, 18세 이상의 다섯 그룹으로 다시 나누어 연령대별 유병률을 조사하였다. 전체 조사대상 개들에서 인지기능장애 증후군의 유병률은 20.3% (371/1828 마리)였다. 중소형견의 경우, 인지기능장애 증후군의 유병률은 연령에 따라 유의적인 차이를 보였으며 (카이제곱 검정; p<0.0001, df=8), 연령이 높아질수록 증가하였다 (5~8세; 2.91% [13/446], 9-11세; 10.14% [37/365], 12-14세; 18.86% [96/509], 15-17세; 39.00% [156/400], ≥18세; 63.89% [69/108]). 또한, 연령과 개 인지기능장애 평가척도 (CCDR) 점수 사이에는 양의 상관관계가 있었다 (피어슨 상관관계 계수; r=0.49, 95% 신뢰구간[CI]: 0.46-0.53, p<0.0001). 그러나 성별과 중성화 여부 또는 혼합품종견과 순종견 사이의 유병률에서는 유의적인 차이가 확인되지 않았다. 또한, 일부 품종에서 인지기능장애 증후군의 발병률이 상대적으로 높은 것으로 확인되었지만, 각 품종 그룹 간의 수와 연령의 분포가 균등하지 않았기 때문에 특정 품종에서의 유병률이 더 높다고 결론짓기는 어려웠으며, 이에 대해서는 향후 추가 연구가 필요하다. 본 연구에서 다변량 로지스틱 회귀 분석을 진행한 결과에 의하면, 연령이 개 인지기능장애 증후군의 유의미한 예측 변수 (OR=1.37, 95% CI: 1.31-1.43, p<0.0001)였으며, 체구, 성별, 중성화 여부와 같은 다른 독립 변수는 한국에서의 개 인지기능장애 증후군의 예측 변수로 고려할 수 없었다. 두 번째 파트에서는 실험쥐를 대상으로 2-아세톡시-5-(2-4(트리플루오로메틸)-페닐아미노)-벤조산 (플루살라진)의 항염증 효과와 안전성을 평가하였다. 플루살라진은 최근 반려견 인지기능장애 증후군의 신약 치료제로 주목 받고 있는 크리스데살라진의 전구약물이다. 본 연구를 수행한 이유는 최근 사람의 치매에서 염증과 산화적 손상이 중요한 병태생리학적 원인 가설로 주목 받고 있기 때문이다. 이전 연구에 따르면, 플루살라진은 활성산소와 프로스타글란딘 E2 (PGE2) 매개 염증을 모두 표적으로 하여 급성 췌장염의 중증도를 감소시키며, COX-1 또는 COX-2 억제가 아닌 마이크로솜 프로스타글란딘 E 신타제-1 (mPEGS-1)에 특이적인 억제를 통해 항염증 작용을 한다는 것이 확인되었다 (Lee, 2012). 이러한 사실에 근거하여 플루살라진과 대조 약물인 아스피린, 인도메타신을 체중 20~25g의 수컷 ICR 마우스에 투여하여 진통, 항염증 효과와 부작용을 평가하였다. 평가 결과 플루살라진은 내장성, 신경성 및 염증성 통증 반응 등을 효과적으로 완화하며 강력한 항염증 효과를 나타낸다는 것을 확인할 수 있었다. 심각한 위 손상을 유발할 수 있는 아스피린과 인도메타신 등과 같은 전통적인 NSAIDs와 달리, 플루살라진은 대조약물들보다 고용량인 최대 1000 mg/kg까지 투여한 경우에도 위 손상이 없어 보다 더 안전한 특징을 가지고 있다는 것을 확인할 수 있었다. 마지막 세 번째 파트에서는 플루살라진의 주요 대사체인 크리스데살라진 (AAD-2004)을 4주 및 8주에 걸쳐 인지기능장애 증후군에 이환된 환견들에게 투여하여 임상적 효능을 평가하였다. 이 연구는 크리스데살라진이 아직 개 인지기능장애 증후군에 대한 신약 후보였을 때 수행되었기 때문에 크리스데살라진을 “AAD-2004”라고 명명하고 진행하였다. 이전 연구들에서 AAD-2004 (크리스데살라진)는 실험실 내 및 생체 내에서 다양한 항염증 및 항산화 효과를 가진 신약 후보물질임이 확인되었다 (Lee, 2012; Nilsson et al., 2003; Ryu et al., 2003; Thomas et al., 2001; Tortosa et al., 2006). 이는 항염증 작용을 하는 살리실산염과 항산화 작용을 하는 설파살라진 두 가지 성분의 합제로서, mPGES-1을 선택적으로 차단하고 N-메틸-D-아스파트산염 (N-methyl-D-aspartate; NMDA) 신경독성을 억제하는 동시에 산화 스트레스를 약화시켜 다른 NSAIDs 들보다 유리한 이점을 가지고 있다 (Ryu et al., 2003). 이뿐만 아니라 다른 전통적인 NSAIDs 들과 달리 부작용 없이 다양한 염증 매개물질들을 차단하여 강력한 항염증 효과를 나타낸다. 신경세포 손실의 주요 병리학적 기전인 산화적 스트레스와 염증을 억제하는 이러한 특징들로 인해 AAD-2004는 알츠하이머병과 개 인지기능장애 증후군 (CCDS)을 포함한 신경 퇴행성 질환들을 치료할 수 있는 유망한 후보 물질로 의학 및 수의학 모두에서 주목을 받고 있다. 또한, 개 인지기능장애 증후군은 병태생리학적 기전 및 임상 증상 측면 등에서 사람의 치매와 유사한 점이 매우 많다는 점에 착안하여 본 연구에서는 최종적으로 AAD-2004를 개 인지기능장애 증후군의 치료약물 후보로 선정하였다. 본 임상시험의 일차적인 목표는 인지기능장애 증후군 환견들에게 AAD-2004를 경구 투여 시 인지기능저하를 개선시킬 수 있는지 알아보는 것이었으며, 이차 목표는 해당 기간 동안의 안전성을 평가하는 것이었다. 시험의 유효성을 높이기 위해 맹검, 무작위 연구로 진행하였으며, 투여 용량은 소형 반려견을 대상으로 진행한 이 전의 파일럿 연구와 AAD-2004의 비임상 효능 데이터를 토대로 결정하였으며, 안전 구간은 독성 시험과 앞서 비글견들을 대상으로 한 8주 간의 경구 투여 시험에서 얻은 약동학적 데이터를 기반으로 하였다. 연구의 편향성을 최소화하기 위해 모든 포함 기준을 충족하고 제외 기준이 없는 개들을 대상으로 두 그룹 (위약 n=5, AAD-2004 5 mg/kg n=5)으로 나누어 무작위 배정 방식으로 진행하였다. 투여 4주차와 투여 8주차에 위약군의 개 인지기능장애 평가척도 (CCDR) 평균 점수와 표준 편차는 58.4 ± 4.037과 63.6 ± 9.839로 투여 전보다 증가하였다. 이와 대조적으로 투여 4주차와 투여 8주차에 치료군의 평균 점수와 표준 편차는 41.2 ± 11.61점, 39.4 ± 13.01점으로 투여 전 (0주차)에 비해 현저히 감소하였다 (치료군의 RM 일원 분산분석: 0주차 vs 4주차 vs 8주차, p<0.05). 4주차에 치료군의 개 인지기능장애 평가척도 (CCDR) 평균 점수는 45점 이하로, 8주차에는 40점 이하로 감소하여 인지기능장애가 임상적으로 뚜렷하게 개선되는 것으로 나타났으며, 이후 치료군들은 정상적인 노령견 수준의 인지기능을 보이는 것이 확인되었다. 이러한 결과는 개 치매 척도 (CADES) 상에서도 유사하게 확인되었다. 투여 4주차와 투여 8주차에 위약군의 개 치매 척도 (CADES) 평균 점수와 표준 편차는 71.8 ± 15.88점, 75 ± 15.46점으로 투여 전보다 증가하였으나, 투여 4주차 및 투여 8주차에 치료군의 평균 점수와 표준 편차는 56.6 ± 24.14 및 43.4 ± 26.33으로 투여 전 (0주차)에 비해 현저하게 감소한 것을 확인할 수 있었다 (치료군의 RM 일원 분산분석: 0주차 vs 4주차 vs 8주차, p<0.05). 마찬가지로 4주차에 치료군의 평균 개 치매 척도 (CADES) 점수는 60점 이하로 감소하고 8주차에 45점 이하로 감소하면서 인지기능장애가 뚜렷하게 개선되는 것으로 나타났다. 따라서 AAD-2004는 5 mg/kg의 용량에서 개 인지기능장애 증후군 치료에 임상적인 효능을 보이는 것을 확인할 수 있었으며, 임상시험 전 기간에 걸쳐 위약 그룹에 비해 치료 그룹에서 임상적으로 유의미한 부작용은 관찰되지 않았다. 결론적으로, 한국에서 중소형 견의 인지기능장애 증후군 유병률은 연령에 따라 크게 차이가 있었으며, 연령이 증가함에 따라 그 유병률도 증가하였다. 하지만 성별, 중성화 여부, 체구 및 품종 등에서는 유의미한 차이가 확인되지 않았다. 플루살라진은 실험용 쥐에서 효과적이고 안전한 항염증 작용을 나타내는 것이 확인되었으며, 크리스데살라진 (AAD-2004)은 개의 인지기능장애 증후군에 대해 임상적인 효과가 있음이 확인되었다. 이러한 결과들은 크리스데살라진이 개 인지기능장애 증후군 치료를 위한 효과적이고 안전한 동물용 의약품으로서의 잠재력이 있음을 시사하며, 본 약물의 효능과 안전성에 대한 추가적인 대규모 장기 연구가 필요하다. 주요어: 개 인지기능장애 증후군 / 크리스데살라진 / 플루살라진 / 알츠하이머 병 학번: 2013-30495 Canine cognitive dysfunction syndrome (CCDS), characterized by dementia in dogs, is a type of degenerative nervous system disorder associated with the progressive impairment of cognitive function with advanced age (Schneider & Erhard, 2010). Dogs with CCDS experience difficulties related to cognitive abilities such as awareness, memory, and decision-making, and the progressive damage to brain cells can even result in premature death. Currently, more than 30 million pet dogs in the U.S. and over 15 million in Europe are affected by CCDS. The prevalence of dementia in pet dogs is 28% between 11 and 12 years and much higher, at 68%, between 15 and 16 years of age (Osella, M. C., 2007). However, there has been no basic research on the prevalence and risk factors of CCDS in older dogs in South Korea, which has the highest proportion of aged pet dogs of any country in the world. Furthermore, there is a need for developing an effective and safe disease-modifying veterinary drug to not only improve early symptoms but also to slow disease progression and treat the pathophysiological causes of the disease. These factors motivated the present studies. This dissertation is composed of three parts. The first part was a large cross-sectional epidemiological study to assess the prevalence of CCDS among small-to-medium sized dogs and the associations between CCDS prevalence and age, sex, neuter status, body size, and breed (including pure or mixed) in South Korea. The owners of 1,828 dogs (age 5–21 years; 958 males, 870 females) participated in a survey between May 2021 and December 2022. The dogs were classified into three groups based on the canine cognitive dysfunction rating (CCDR) score: normal (score <40), at risk (score, 40–49), and CCDS (score ≥50) as previously described (Salvin et al., 2011). The dogs were also divided into five groups according to their age (5–8, 9–11, 12–14, 15–17, and ≥18 years). The overall prevalence of CCDS was 20.3% (371/1828). Among small-to-medium sized dogs, CCDS prevalence differed significantly (chi-square test; p<0.0001, df=8) and increased with age (5–8 years: 2.91% [13/446], 9–11 years: 10.14% [37/365], 12–14 years: 18.86% [96/509], 15–17 years: 39.00% [156/400], ≥18 years: 63.89% [69/108]). Moreover, there was a positive correlation between age and CCDR score, which is indicative of cognitive impairment (Pearson correlation coefficient r=0.49, 95% confidence interval [CI]: 0.46–0.53, p<0.0001). However, there was no significant difference in CCDS incidence by sex and spay/neuter status or between mixed-breed and purebred dogs. Furthermore, although a higher incidence of CCDS has been identified in some breeds, the sample size and age distributions for different breeds in this study were not consistent, and therefore further research will be needed in this context. Multivariable logistic regression analysis showed that age was a significant predictor variable (OR=1.37, 95% CI: 1.31–1.43, p<0.0001) for CCDS. Other independent variables such as body size, sex and neuter status were not identified as predictor variables for CCDS in South Korea. The second part of this dissertation was designed to evaluate the anti-inflammatory activity and safety of 2–acetoxy–5-(2-4 (trifluoromethyl)- phenethylamino)-benzoic acid (flusalazine) in mice. Flusalazine, a prodrug of crisdesalazine, has emerged as a promising treatment for CCDS. This study was motivated by the recognition of inflammation and oxidative damage as key pathophysiologic mechanisms in human dementia. Flusalazine has been shown to reduce acute pancreatitis severity by targeting free radicals and prostaglandin E2 (PGE2)-mediated inflammation through microsomal prostaglandin E synthase-1 (mPGES-1); - specific inhibition, rather than COX-1 or COX-2 inhibition (Lee, 2012). Male Institute of Cancer Research (ICR) mice (20-25g) were administered flusalazine, aspirin, or indomethacin to assess analgesic and anti- inflammatory effects and side effects. Flusalazine effectively attenuated visceral, neurogenic, and inflammatory pain responses and demonstrated potent anti-inflammatory effects. Unlike traditional NSAIDs such as aspirin and indomethacin, which cause severe gastric damage, flusalazine showed no gastric damage at doses up to 1000 mg/kg, indicating a superior safety profile. The final part of the dissertation examined the clinical efficacy of crisdesalazine (referred to as AAD-2004) in dogs with CCDS over 4 and 8 weeks. Because this part of the study was conducted while crisdesalazine was still a drug candidate for canine CCDS, crisdesalazine has been referred to as “AAD-2004”. AAD-2004 (crisdesalazine) had been identified as a new drug candidate with various anti-inflammatory and anti-oxidant effects in vitro and in vivo (Lee, 2012; Nilsson et al., 2003; Ryu et al., 2003; Thomas et al., 2001; Tortosa et al., 2006). It combines salicylates (anti- inflammatory) and sulfasalazine (anti-oxidant), offering advantages over other NSAIDs by selectively blocking mPGES-1 and inhibiting N-methyl- D-aspartate (NMDA) neurotoxicity while attenuating oxidative stress (Ryu et al., 2003). Furthermore, AAD-2004 inhibiting various inflammatory mediators without the side effects associated with traditional NSAIDs. These properties make AAD-2004 a promising candidate for treating neurodegenerative diseases, including Alzheimer's disease and canine cognitive dysfunction syndrome (CCDS). Its potential to inhibit oxidative stress and inflammation—key pathological mechanisms in neuronal loss— has garnered attention in both human and veterinary medicine. Given the similarities between CCDS and human dementia in terms of pathophysiology and clinical manifestations, we selected AAD-2004 for clinical testing in dogs with CCDS. Our primary objective was to assess whether oral administration of AAD-2004 could improve cognitive dysfunction in affected dogs. Additionally, we aimed to evaluate its safety profile during the treatment period. A blinded, randomized study design was implemented to enhance the trial's validity. Dose levels were determined based on AAD-2004's non- clinical efficacy data, including a pilot study on pet dogs. The safety window was estimated using toxicity studies and pharmacokinetic data from a previous 8-week oral administration study in beagles. To minimize bias, dogs meeting all inclusion and no exclusion criteria were randomly assigned to either the placebo (n=5) or AAD-2004 5 mg/kg (n=5) group, ensuring comparability between groups. The mean CCDR scores (± standard deviation) in the placebo group increased from baseline at weeks 4 and 8 (58.4 ± 4.037 and 63.6 ± 9.839, respectively). In contrast, the treatment group showed a significant decrease (41.2 ± 11.61 and 39.4 ± 13.01 at weeks 4 and 8, respectively; repeated measures one-way ANOVA: p<0.05). CCDS improvement was evident as the treatment group's mean CCDR scores decreased to ≤45 at week 4 and ≤ 40 at week 8, indicating a return to normal cognitive function for older dogs. Similar trends were observed using the CADES score. The placebo group's scores increased (71.8 ± 15.88 at week 4, 75 ± 15.46 at week 8), while the treatment group's scores decreased significantly (56.6 ± 24.14 at week 4, 43.4 ± 26.33 at week 8; RM one-way ANOVA: p<0.05). Likewise, CCDS improvement was evident as the treatment group's mean CADES scores decreased to ≤60 at week 4 and ≤45 at week 8. AAD-2004 demonstrated clinical efficacy for CCDS treatment at 5 mg/kg, with no clinically significant adverse events observed compared to the placebo group. In conclusion, this research demonstrated that CCDS prevalence in small-to-medium sized dogs increased with age but was not significantly affected by sex, neuter status, body size, and breed in South Korea. Flusalazine showed effective and safe anti-inflammatory activity in mice, while crisdesalazine (AAD-2004) emerged as a promising treatment for CCDS in dogs. These findings suggest crisdesalazine's potential as an effective and safe veterinary drug for CCDS treatment, warranting further large-scale, long-term studies. Keywords: Canine cognitive dysfunction syndrome / Crisdesalazine / Flusalazine / Alzheimer’s disease Student Number: 2013-30495

Influence of Cognitive Abilities on Hand Muscle Coordination

Mina Gyagri 부산대학교 대학원 2024 국내석사

Daily life and work functions rely on different hand and finger movements and skills. While these physically demanding hand movements can be performed alone, they are often paired with simultaneous cognitive tasks, which can lead to dual cognitive-motor interference. Dual-task interference is a change in the performance of one or both tasks performed simultaneously, compared to the performance of each task executed separately. This study investigated the influence of concurrent cognitive load on hand strength, coordination and dexterity, hand dominance and patterns of dual cognitive-motor interference in young healthy adults. Sixteen right-handed male and female participants performed dynamic submaximal hand grip tracking and target tasks with a computerized hand dynamometer and dexterity tasks with a LEGO construction kit in a single (physical and cognitive tasks separated) and dual cognitive-motor (concurrent with the serial 3s cognitive test) configurations in the dominant, non-dominant and bilateral hand conditions. Tracking and target task performance was assessed by how accurately participants controlled their submaximal hand grip forces to match moving graphs displayed on a computer screen, dexterity by the number of LEGO bricks assembled in 30 seconds, and cognitive performance by the number of correct responses per second. The results of the experiment showed that all tasks were significantly affected by the presence of cognitive load, but further analysis of dual-task interference showed that this effect occurred to different degrees. While tracking dual-task interference (-13.46% motor interference and -15.23% cognitive interference) was somewhat similar to target dual-task interference (-13.96% motor interference and -9.12% cognitive interference), dexterity suffered the most dual-task interference (-19.73% motor interference and -34.55% cognitive interference) because it overlapped more with parts of the brain responsible for planning and executive function. The effect of the hand used was insignificant in the tracking tasks, significant in the target motor tasks, and most evident in the dexterity task, where both motor and dual cognitive performance differed significantly according to the hand used. In general, dexterity was better with the dominant hand. In the tracking and target tasks, which required strength coordination, performance was better with the bilateral hand than with the unilateral hand through a fatigue-sharing relationship in both hands. In addition, patterns of mutual interference, (reduced performance in both cognitive and motor tasks) were observed, but as participants prioritised the motor task, the cognitive interference was greater than the motor interference. The results also explain how hand function is affected by mental load and how young people prioritise and perform multiple tasks. It also suggests that physical and cognitive tasks are best done separately, however, more stable hand activities paired with cognitive tasks produce less interference compared to tasks that require dexterous hand movements. 손은 인체의 중요한 부분으로, 우리가 세상과 상호 작용하고 여러 가지 생활 및 업무 활동을 수행할 수 있게 해준다. 이러한 활동은 단순한 운동 활동이 아니라 인지 작업과 동시에 수행되는 경우가 많다. 이로 인해 인지-운동 이중 간섭(dual cognitive-motor interference)이 발생한다. 이 간섭으로 인해 두 작업의 성능이 개별적으로 수행되는 것과 관련하여 하나 또는 두 작업의 성능이 저하될 수 있다. 한 가지 또는 두 가지 작업의 성능 또는 집중도 감소는 사고와 심각한 안전 결과를 초래할 수 있다. 젊은 성인의 손 기능에 대한 인지 부하의 영향에 대한 연구는 제한적이다. 따라서 본 연구의 목적은 손잡이 성향, 한 손 및 양손의 악력 및 협응력, 손의 민첩성에 대한 인지 부하의 영향을 조사하는 것이다. 16명의 건강한 오른손잡이 남성 및 여성 참가자(각 8명)는 인지-운동 과제를 동시 및 단독으로 우세 손 (오른손), 비 우세 손 (왼손) 및 양 손 상태로 구성했다. 작업 과제 중 트래킹과 타겟 과제는 손의 힘과 협응력을 평가하고 레고 과제는 손 민첩성을 평가했다. 실험 결과는 모든 과제에서 인지 방해로 인한 심각한 영향을 받았지만 수준은 다양하게 나타났다. 트래킹 및 타겟 이중 작업 간섭은 유사한 결과(각각 -13.46%, -13.96% 운동 간섭 및 -15.23%, -9.12% 인지 간섭)를 보였지만, 손 민첩성은 이중 작업 간섭에서 가장 높았다 (-19.73% 운동 간섭 및 -34.55% 인지 간섭). 왜냐하면 손 민첩성은 실행 기능을 담당하는 뇌 영역과 더 많이 겹치기 때문이다. 손잡이 성향에 따른 영향은 낮았으나 비 우세 손은 상대적으로 나쁜 결과를 보였다. 또한 모든 참여자들은 상호간의 간섭 (신체적 과제와 인지적 과제 모두에서 감소)도 경험하였으나, 인지적 간섭이 더 심한 것으로 나타났다. 본 연구는 정신적 부하가 손의 움직임에 미치는 영향과 더불어 청년층 작업자가 여러 가지 작업을 수행할 경우 우선 순위를 정하고 수행하는 방식에 대한 가이드라인을 제공할 수 있다. 이는 신체적인 일과 인지적인 일이 별개로 가장 잘 수행된다는 것을 암시하지만, 운동과 인지적인 일이 짝을 이루려면, 더 꾸준한 손 활동이 인지적 부하와 함께 더 잘 수행된다는 것을 의미한다. 더 많은 계획, 조작 그리고 손 민첩성이 필요한 신체적인 일들은 간섭을 최소화하기 위해 친숙하고 자동적인 인지적인 일들과 짝을 이룰 수 있다. 이러한 결과는 업무 할당의 설계 시 도움이 될 수 있으며, 업무와 관련된 과도한 피로와 이중 업무 간섭으로 인한 오류를 방지할 수 있다.