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.

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.

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.

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.

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)

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.

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.

Achievement Goals and Goal Structures as Moderators of the Relationship Between Cognitive Load and Learning Outcomes

정다연 고려대학교 대학원 2023 국내석사

Perceived cognitive load has been inconsistently associated with learning outcomes in the extant literature. To resolve the inconsistency, the present study aimed to test the moderating effect of achievement goals and classroom goal structures in the relationship between perceived cognitive load and learning outcomes. A pilot study was conducted to confirm the utility of cognitive load scales, the five-factor structure of achievement goals, and the interaction effect of achievement goals and cognitive load in the prediction of learning outcomes (deep and surface learning strategy, procrastination, anxiety, and interest). 250 undergraduates from eleven universities in Korea participated in the survey. Leppink et al.’s (2013, 2014) scale of intrinsic and extraneous cognitive loads and Zu et al.’s (2021) scale of germane cognitive load were selected. The five-factor structure of achievement goals was also confirmed. Six interaction terms were significant, and normative performance-approach goals functioned as remarkable moderators among them. The primary purpose of the main study was to test the moderation effect of achievement goals and classroom goal structures on the relationship between cognitive load and learning outcomes including exam achievement. The main effects of the predictor variables on learning outcomes were also examined. Survey responses and exam scores of 271 students from eight undergraduate courses were included in the analyses. Several hierarchical multiple regression analyses were performed which resulted in some significant main effects and seven significant interactions on learning outcomes. The moderating roles of ability performance goals and performance goal structures were noticeable. Still, no interaction effect was significant for exam achievement. Accordingly, supplementary analysis was conducted by dividing the sample into math and non-math courses, which revealed some marginally significant moderating effects of achievement goals. As a pioneering attempt to link the cognitive load theory and the achievement goal theory together, the present study had several theoretical implications as well as practical implications regarding instructional designs. Limitations and future directions of this study were also discussed. 이 연구에서는 학습결과에 대한 인지부하의 비일관적인 예측 양상을 설명하기 위하여 지각된 인지부하와 학습결과(성취도, 학습전략, 학습지연, 불안, 흥미) 간의 관계에서 성취목표 및 교실목표구조의 조절효과를 검증하였다. 인지부하를 주관적으로 측정하는 기존 문항의 유용성과 성취목표의 5요인 구조를 확인하고 성취목표의 조절효과를 검증하기 위하여 예비연구를 실시하였다. 예비연구에서는 11개 대학의 250명의 학부생을 대상으로 설문조사를 진행하였다. 분석 결과, 내재적∙외재적 인지부하 측정에는 Leppink et al. (2013, 2014)의 문항을, 본유적 인지부하의 측정에는 Zu et al. (2021)의 문항을 사용하기로 하였으며, 성취목표의 5요인 구조 또한 확인되었다. 상호작용효과 검증 결과, 6개의 상호작용항이 학습결과(학습 전략, 학습지연, 불안, 흥미)를 유의하게 예측하였고, 규준 중심 수행목표가 두드러지는 조절효과를 보였다. 이어 실시된 본연구에서는 성취도를 포함한 학습결과를 예측함에 있어 인지부하와 성취목표 혹은 교실목표구조의 주효과 및 상호작용 효과를 검증하고자 하였다. 8개 수업에서 표집된 271명 학부 재학생의 설문 응답과 중간고사 성적을 수집하여 분석에 사용하였다. 위계적 회귀분석 결과, 학습결과를 유의하게 예측하는 다양한 주효과가 발견되었다. 더불어, 7개의 상호작용항이 학습결과를 예측하였고, 능력 중심 수행 목표와 수행목표구조의 조절효과가 두드러졌다. 다만, 성취도에 대한 유의한 상호작용효과는 발견되지 않았다. 이에 표본을 수학 관련 여부에 따라 나눈 후 추가적으로 분석을 실시하였고, 몇 가지 유의한 상호작용 효과가 발견되었다. 이 연구는 성취목표이론과 인지부하이론을 결합시키는 새로운 시도로서 인지부하이론과 성취목표이론의 발전에 기여하였으며, 효과적인 교수설계를 위한 실제적 시사점을 제공하였다. 이 연구의 한계 및 후속연구 방향 또한 논의되었다.

고령자의 운동과 감각 바이오마커 기반 경도인지장애 아형 분류에 대한 연구

이신영 전북대학교 대학원 2024 국내석사

Korea is about to enter the super-aged society, and the number of patients with dementia, one of the degenerative diseases, is also increasing with the increasing aging population. Since dementia is diagnosed only after the pathology progresses and clinical symptoms appear, the process of early intervention for prevention, delay, and treatment by detecting the early stages at which cognitive decline begins should be done. Mild cognitive impairment (MCI), which is considered to be a transitional stage between normal aging and dementia, is drawing a lot of attention, and MCI is classified into amnestic mild cognitive impairment (aMCI) and non-amnestic mild cognitive impairment (naMCI). aMCI is known to progress mainly to Alzheimer's disease, and naMCI progresses to frontal temporal lobe or Lewy body dementia. Deterioration of gait, balance, hearing, visual, and olfactory functions is associated with cognitive decline, and establishing a system for early diagnosis can help delay or even reverse cognitive decline to normal cognition. Many studies have verified these correlations. There are many parameters of walking, vestibular sensation, auditory function, and visual ability and these parameters must be identified, extracted, and evaluated to confirm their availability. This study assessed the association between cognitive impairment in gait, balance, visual, olfactory, and auditory functions in 105 men over 65 years of age. According to the participants' Korean-Montreal cognitive assessment(K-MoCA) and memory index score(MIS), they were classified into normal cognition (NC, n=44) group, normal-MIS group (N-MIS, n=39), and lower-MIS group (L-MIS, n=22). Feature selection for creating classification models was conducted to comparative analysis in each group for confirming significant differences in parameters and to decision tree for selecting parameters with 50% or more of independent normalization importance. Discriminant analysis, multinomial logistic regression analysis, and decision tree, support vector machine (SVM), partial least squares-discriminant analysis (PLS-DA) were created classification models using the selected variables. Also, multinomial logistic regression model was selected as optimal classification model for following reasons: 1) it can be compared by each group, 2) demographic information, gait, balance, olfactory, and auditory function variables were used, and 3) it has good classification performance. The model showed that the older the person and the lower the years of education, the higher probability of being classified as L-MIS group, and the more cadence, the higher probability of being classified as NC or N-MIS group compared to L-MIS group. Also, the higher the single limb support percent, the higher probability of being classified as L-MIS group, and the shorter the time it takes to complete the limit of stability test, the higher probability of being classified as NC or N-MIS group, compared to L-MIS. The higher olfactory threshold measurement value, the higher the probability of being N-MIS than L-MIS. The higher result of pure tone average(PTA) measurement at 125, 250, and 500Hz among the two ears and the lower result of speech recognition threshold(SRT) average among the two ears, the higher probability of being classified as N-MIS or L-MIS compared to NC. Also, the more the number of mistakes on the sentence recognition test, the higher probability being classified as L-MIS or N-MIS compared to NC. The performance of classification model was evaluated as area under the curve (AUC), and the classification performance of L-MIS was 0.886, the AUC of N-MIS was 0.846, and the AUC of NC was 0.879. In conclusion, age, years of education, cadence, single limb support, time to complete the limit of stability test, olfactory threshold, results of the lower PTA at 125, 250, and 500Hz among the two ears, the average of both ears SRT, the number of mistakes on the sentence recognition test can be used as a biomarker for the classification of mild cognitive impairment subtypes. This model could help to implement diagnostic methods that can be used for MCI detection and subtype classification.

Neuroprotection and Cognitive Enhancement by Naturally Occurring Flavonoids and Terpenes : 천연유래 플라보노이드와 터핀의 신경보호 및 인지기능개선

서지연 경북대학교 대학원 2015 국내박사

Reactive oxygen species (ROS) could cause the peroxidation of macromolecules such as protein, lipid and nucleic acid in human body. While ROS are scavenged by endogenous antioxidant defense system under normal condition, the excessive production of ROS in central nerve system could lead to several neurological complications including dementia and short term memory loss. Due to increased human activities and environmental pollution, people had an increased risk for ROS-mediated diseases and symptoms. For this reason, the demand for natural antioxidants preventing and/or treating neurological symptoms keeps increasing. Therefore, in the present study, the biologically active compounds for preventing neurodegenerative diseases and their action mechanisms were studied. Among many phytochemicals, glyceollins were chosen to test their neuroprotective activities as they were previously proven to induce endogenous antioxidant enzymes. Glyceollins, a family of prenylated pterocarpan, is derived from daidzein, and has been reported to have various biological activities such as anti-microbial, anti- and pro-estrogenic, anti-inflammatory, antitumor activities as well as antioxidant property. This study showed that glyceollins significantly suppressed neuronal cell death induced by glutamate in hippocampal HT22 and cortical neuronal cells. Glyceollins-mediated cytoprotection from glutamate insult was attenuated by knockout or inhibition of heme oxygenase-1 (HO-1) by Tin protoporphyrin (SnPP) and siRNA. In addition, the knockout of nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2 (Nrf2), an upstream regulator of HO-1, and extracellular signal-regulated kinase (ERK), c-Jun N-terminal kinase (JNK) inhibitors (SP6000125, PD98059) also abolished neuroprotective effect of glyceollins, suggesting that glyceollins protect neuronal cells against oxidative injury induced by glutamate through the induction of HO-1, which is regulated by Nrf2/Kelch-like ECH-associated protein 1(Keap1) and ERK/JNK signaling pathway. Second, we tested the potential of licorice-derived prenylated flavonoids (dehydroglyasperin C (DGC), dehydroglyasperin D (DGD) and isoangustone A (IsoA) to protect neuronal cells from oxidative damage induced by glutamate and improve cognitive impairment induced by scopolamine in mice. We found that dehydroglyasperin C (DGC) improved the cognitive function of mice injected with scopolamine in a dose-dependent manner. Moreover, DGC recovered the scopolamine-induced spatial memory deficiency, short term learning memory and long term memory and cognition as assessed by Y-maze test, passive avoidance task, and Morris water maze test, respectively. In addition, DGC was found to inhibit acetylcholine esterase activity in cerebral cortex. In conclusion, DGC seems to attenuate memory impairment induced by scopolamine maybe through enhancement of the cholinergic nervous system via inhibition of acetylcholinesterase as well as induction of Nrf2-mediated antioxidant activity. Third, the neuroprotective and cognition-enhancing activities of alantolactone (AL) and isoalantolactone (IAL), belonging to a family of sesquiterpenes derived from Inula helenium was examined using mouse cortical neural cells which were isolated from the cerebral cortex of fetus mouse on gestational day 15. The effects of AL and IAL on the cell death were evaluated by MTT assay. The radical scavenging activities of AL and IAL were measured using reactive oxygen species (ROS)-sensitive H2DCFDA and DHE molecular probes. Reduced glutathione (GSH) level was measured by mBCl blue fluorescent probe. Our data showed that AL (1 μM) and IAL (1 μM) effectively attenuated the cytotoxicity of Aβ25-35 (10 μM) in neuronal cells derived from mouse cerebral cortex. It was also found that AL and IAL inhibited the production of intracellular ROS including superoxide anion induced by Aβ25-35, suggesting that AL and IAL exert neuroprotective effects in neural cells by suppressing intracellular ROS production. In addition, we conducted to assess the preventive effect of sesquiterpenes from the impairment of memory and cognitive function in scopolamine-treated mice. Different strains of mice such as ICR, C57BL/6 and Nrf2 knockout (5 week-old, male) were injected i.p. with 1 mg/kg body weight of scopolamine to induce amnesia. The memory and spatial learning ability of mice were evaluated by passive avoidance, Y-maze, and Morris water maze tests. Both AL and IAL improved scopolamine-induced memory impairment in a dose-dependent manner. In particular, the group treated with 1 mg IAL per kg body weight showed the longer latency time than positive control group and reversed the scopolamine-induced spatial memory impairment of mice. The inhibition of acetylcholinesterase in cerebral cortex was postulated as a secondary mechanism for the memory improvement by the compounds. Thus it is most likely that the improvement of learning memory and cognitive ability by sesquiterpenes is associated with induction of Nrf2-dependent antioxidant enzymes as well as inhibition of acetylcholinesterase. Taken together, our data showed that glyceollins, prenylated flavonoids, and sesquiterpenes prevented ROS-mediated neuronal damage and cognitive impairments by stimulating Nrf2 signaling pathway and modulating cholinergic system. 활성산소종은 생체내에서 단백질, 지질, 핵산과 같은 거대분자의 과산화를 야기시킨다. 활성산소종은 정상적인 상태에서 내생적 항산화 시스템에 의해 소거되지만 중추신경계에서 활성산소종이 과량 생성되어 축적되면 노화, 치매, 퇴행성 신경질환 등의 만성질환을 유발시킨다. 최근에는 환경오염과 활동량의 증가로 인하여 활성산소종을 매개로 한 질병 및 이로 인하여 발생하는 증후군이 계속 증가하고 있다. 이러한 이유로 신경성 질환의 예방을 위한 소재 및 질병 보조치료제의 수요가 증가하는 추세이다. 따라서, 본 연구에서는 항산화 및 신경세포 보호활성을 통해 퇴행성 신경질환의 예방을 가능하게 하는 천연소재 유래의 flavonoids와 terpenes을 선별하고 이 소재의 생리활성 기전을 연구하였다. 선행연구에 따르면 glyceollins는 내생적인 항산화 효소의 활성을 유도한다고 보고된 바 있다. 또한 glyceollins은 항산화활성 뿐만 아니라 항균, 항에스트로젠이나 전에스트로젠, 항염증, 항암활성과 같은 다양한 생리활성을 나타낸다고 보고되고 있다. Glyceollins은 prenyl group이 결합되어있는 pterocarpan의 한 종류로서 daidzein으로부터 전변된다. 본 연구에서는 천연물에 존재하는 다양한phytochemical 중 glyceollins이 신경세포를 보호하는지의 여부를 검증하고자 하였다. Glyceollins는 대뇌 피질에서 분리한 neuron과 HT22 세포에서 유의적으로 glutamate에 의해 유도된 신경세포의 사멸을 저해함을 확인하였다. 그리고 glyceollins이 신경세포를 보호하는 기전을 연구하기 heme oxygenase-1 (HO-1)의 저해제인 Tin protoporphyrin (SnPP)를 사용하여 세포의 핵 모양의 변형에 미치는 영향을 조사하였다. 또한, HO-1의 상위조절자인 nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2 (Nrf2)가 knockout된 대뇌피질의 neuron과 ERK/JNK 저해제(SP600125, PD98059)를 처리한 세포에서 glyceollins은 glutamate에 대한 신경세포독성을 저해시켰다. 이러한 결과는 glyceollins이 ERK/JNK 및 Nrf2/Keap1 신호전달경로를 통해 HO-1의 발현을 유도하여 glutamate에 의하여 발생된 산화적 손상 및 세포사멸로부터 신경세포를 보호함을 의미한다. 둘째, 감초에서 유래한 prenylated flavonoids (dehydroglyasperin C (DGC), dehydroglyasperin D (DGD), isoangustone A (IsoA))가 생쥐모델에서 scopolamine에 의하여 유도된 산화적 스트레스 및 인지기능의 손상으로부터 신경세포를 보호하는지의 여부를 연구하였다. 연구를 위하여 ICR, C57BL/6 야생형과 Nrf2-/- 생쥐를 사용하여 수동회피능력시험, 모리스 수조 미로 실험의 수행을 통해 확인하였다. 그 결과, DGC는 ICR과 C57BL/6 야생형 생쥐에서 scopolamine을 처리하여 나타난 인지기능의 장애를 농도의존적인 양상으로 개선하였을 뿐만 아니라 공간기억능력도 개선시켰다. 하지만, DGC는 C57BL/6 Nrf2-/- 생쥐에서는 공간기억능력을 향상시키지 못하였다. 또한, DGC는 대뇌피질에서 acetylcholinesterase (AChE) 활성을 저해시켰다. 결론적으로 DGC는 AChE 저해를 통한 콜린성 신호전달시스템과 Nrf2에 의한 항산화 활성의 유도 경로를 통해 scopolamine에 의해 유도된 기억력 손상을 감소시킬 것으로 추정된다. 셋째, 목향으로부터 유래된 sesquiterpenes계열의 alantolactone (AL)과 isoalantolactone (IAL)의 신경세포보호 및 인지기능 증진 활성을 검증하였다. 생쥐의 대뇌피질세포를 임신 15일이 경과된 생쥐 태아의 뇌로부터 분리하여 AL과 IAL의 신경보호효능을 MTT 세포독성평가방법을 사용하여 확인하였다. 또한, 세포내에 생성된 활성산소종의 양을 활성산소종에 민감한 H2DCFDA와 DHE 염색시약을 사용하여 측정하였고, 세포내의 환원형 glutathione (GSH) 수준을 확인하기 위해 mBCl 형광 probe를 사용하였다. AL과 IAL은 생쥐의 대뇌피질로부터 유래된 신경세포에서 Aβ25-35의 처리에 의한 세포독성을 효과적으로 감소시켰다. 또한, AL과 IAL이 Aβ25-35에 의하여 유도된 과산화물음이온을 포함한 세포내의 활성산소종 생성을 저해시켰으며 이러한 결과는 AL과 IAL이 세포내 ROS 생성을 저해함으로써 신경세포에서 보호효과를 나타내는 것으로 여겨진다. 또한, 본 연구에서는 2종의 sesquiterpene의 기억과 인지기능의 손상에 대한 효과를 scopolamine을 처리한 생쥐에서 확인하였다. 서로 다른 종의 ICR, C57BL/6, Nrf2 결핍의 생쥐 1 kg당 1 mg의 scopolamine을 주사하여 단기 및 중장기 기억능력을 감퇴시켰다. 생쥐의 기억과 공간학습능력은 Y-미로, 수동회피능력, 모리스 수조미로 실험을 통하여 평가하였다. 그 결과, scopolamine이 처리된 군과 비교할 때 AL과 IAL은 투여량에 의존적으로 인지기능이 향상되었다. 특히, 대조군과 비교할 때, 체중 1kg 당 1mg의 IAL이 처리된 군에서 더 긴 머무름 시간을 나타내었다. 또한, IAL은 Y-미로실험을 통해 scopolamine에 유도된 공간기억능력의 감퇴를 회복시켰다. AL과 IAL이 해마와 대뇌피질의 acetylcholinesterase의 활성을 저해하였고 이러한 결과는 콜린성 신호전달이 AL과 IAL이 기억능력을 개선시키는 2차적 기전임을 예상케 한다. 결론적으로 sesquiterpenes의 학습 및 인지능력의 개선이 Nrf2의존적인 항산화 효소를 유도시키고 acetylcholinesterase의 활성을 저해함으로써 나타났다. 종합해 볼 때, glyceollins, dehydroglyaseprin C, sesquiterpenes에 의한 기억능력과 인지능력의 개선은 Nrf2에 의존적인 항산화 효소의 유도와 AChE 저해의 두가지 기전을 통해 신경독성 및 ROS 생성에 의한 인지기능의 감퇴를 억제하는 것으로 판단된다.

인지-행동미술치료가 여고생의 우울, 자존감 및 인지-행동에 미치는 효과

이현미 순천향대학교 건강과학대학원 2007 국내석사