천연 향료를 이용한 식욕 조절 효과와 EEG 반응 임상 연구 = Clinical study on appetite control effects and EEG responses using natural fragrances

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 천연 자몽 향 흡입이 식욕 조절 효과와 Electroencephalogram 변화를 확인하기 위한 임상 연구이다. 연구는 경기도 성남시에 위치한 가 대학교(가칭) 재학 중인 20대 여대생 32명을 대상으로 실험을 진행하였고, 연구에 참여한 32명 중 6명은 데이터 수집의 오류로 인해 분석에서 제외되었다. 실험군으로 사용된 향은 자몽과 베르가못을 3:2 비율로 혼합한 뒤 부향률 15%의 향수로 제조하여 사용하였으며, 대조군으로 사용된 향은 석류, 자몽, 샌달우드를 5:3:2 비율로 혼합한 뒤, 부향률 15%의 향수로 제조하여 실험에 사용하였다. 뇌파 측정을 위해 Neuroelectrics사의 Starstim 8을 이용하였으며, 전극 부착 위치는 국제 전극 배치법 10-20 system의 AF3, AF4, F3, F4, C3, C4, O1, O2에 부착하였다. 연구 대상자들의 후각 기능 파악을 위해 후각 기능 검사를 사용하였고(Yang et al., 2018), 스트레스 변화를 확인하기 위해 스트레스 설문지를 사용하였으며(Koh et al., 2000), 식욕 변화를 확인하기 위해 식욕평가표를 사용하였다(Kim et al., 2005). 실험 결과는 통계처리 프로그램 SPSS를 사용하여 분석하였으며, Description statics 분석, Mann–Whitney U 분석, Friedman 분석, Pearson 상관분석을 수행하였다. 연구 결과, 자몽 향을 흡입하였을 때의 Topographical map에서 델타(Delta), 세타(Theta), 알파(Alpha) 영역에서 높은 전력 스펙트럼 밀도(Power Spectrum Density)가 나타나고, 뇌파 지점 AF3, AF4, F3, C4에서 알파파가 증가되어 이는 자몽 향 자극에 의한 뇌파의 안정적인 효과와 스트레스 완화 효과를 확인하였다. 스트레스 주관평가 결과, 대부분의 항목에서 자몽 향 흡입 전보다 흡입 후에 스트레스가 통계적으로 유의미하게 감소함이 확인되어 자몽 향 자극에 의한 스트레스 완화 효과를 확인했으며, 식욕 주관평가 결과, 정상체중과 과체중인 연구 대상자들의 식욕이 통계적으로 유의미하게 감소하였고 연구 대상자 전체를 대상으로도 식욕이 통계적으로 유의미하게 감소하여 자몽 향 자극에 의한 식욕 저하 효과를 확인하였다. 스트레스 주관평가와 뇌파 Power Spectrum Density의 상관관계 분석 결과, 스트레스 설문지의 일부 항목과 델타파 Power Spectrum Density가 통계적으로 유의한 차이를 보이면서 양의 상관관계가 나타나 자몽 향 흡입에 의한 스트레스 감소 효과를 확인하였다. 따라서 본 연구는 객관적 실험 지표인 뇌파 검사와 스트레스 설문지, 식욕평가표를 통해 천연 자몽 향 흡입을 통한 스트레스 완화와 식욕 조절 효과가 검증되었다. 이에 본 연구는 인체 생리적 측면과 정서적 측면을 고려한 연구를 시도하였음에 의의가 있으며, 향후 식욕 조절과 관련된 인체 긍정적 생리 반응 및 정서 반응을 유도할 수 있는 감성과학 화장품 개발을 위한 기초 자료로 활용될 것이라 사료된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This research aimed to investigate the effects of inhaling natural grapefruit scent on appetite regulation and Electroencephalogram changes. The study involved 32 female university students in their twenties, enrolled at a university (tentatively named) in Seongnam City, Gyeonggi Province. From these participants, 6 were excluded from the analysis due to errors in data collection. In the experimental group, a fragrance blend of grapefruit and bergamot in a 3:2 ratio was used, created as a perfume with a 15% scent concentration. For the control group, a fragrance made from pomegranate, grapefruit, and sandalwood in a 5:3:2 ratio was used, also prepared as a 15% concentration perfume. The Starstim 8 from Neuroelectrics was employed for Electroencephalogram measurements, with electrode placements at AF3, AF4, F3, F4, C3, C4, O1, and O2 according to the international 10-20 system. Olfactory function in the subjects was evaluated using a test (Yang et al., 2018), while a stress questionnaire (Koh et al., 2000) was used to assess changes in stress, and an appetite assessment form (Kim et al., 2005) was utilized to measure appetite variations. Statistical analysis of the experiment’s data was conducted using SPSS, which included Descriptive statistics, Mann–Whitney U test, Friedman test, and Pearson correlation analysis. The study’s findings demonstrate that inhaling grapefruit scent leads to higher Power Spectrum Density(PSD) in the delta, theta, and alpha regions on the Topographical map, with an observed increase in alpha waves at EEG locations AF3, AF4, F3, and C4. These results suggest a stabilizing influence on brainwaves and a reduction in stress due to the grapefruit scent stimulation. In the subjective assessment of stress, there was a statistically significant reduction in stress levels after inhaling the grapefruit scent, as evidenced across most of the assessed items, thus confirming its stress-relief effectiveness. Concerning appetite, both normal-weight and overweight participants exhibited a significant decrease in appetite, a trend that was consistent across the entire group of subjects, validating the appetite-suppressing effect of the grapefruit scent. Analysis of the correlation between subjective stress assessments and brainwave power spectrum density revealed a positive correlation. Specifically, certain items of the stress questionnaire showed statistically significant differences correlating with delta wave power spectrum density, lending further support to the stress-relieving effects identified through Electroencephalogram measurements. As a result, this research confirms the efficacy of inhaling natural grapefruit scent in stress alleviation and appetite control, backed by objective experimental indicators like Electroencephalogram tests, stress questionnaires, and appetite assessment forms. The study is significant for its holistic approach, integrating both physiological and emotional human responses. The insights gained are expected to serve as valuable baseline data for the development of neuroscientific cosmetics designed to trigger positive physiological and emotional responses, particularly in the context of appetite control.

목차 (Table of Contents)

• 국문요지 = ⅰ
• 차례 = ⅲ
• Ⅰ. 서론 = 1
• Ⅱ. 이론적 배경 = 3
• 1. 뇌파(Electroencephalogram) = 3
• 1) 뇌파의 개념 = 3
• 2) 10-20 electrode system = 9
• 2. 스트레스와 폭식의 상관관계 = 11
• 1) 스트레스(Stress) = 11
• 2) 신경성 폭식증(Bulimia nervosa) = 12
• 3) 약물 오남용(Substance Abuse & Misuse) = 14
• 3. 향기식물의 종류 및 약리 효능 = 17
• 1) 자몽(Grapefruit) = 17
• 2) 베르가못(Bergamot) = 19
• 3) 석류(Pomegranate) = 21
• 4) 샌달우드(Sandarwood) = 23
• 5) 라벤더(Lavender) = 25
• 6) 버티버(Vertiver) = 26
• 7) 일랑일랑(Ylang-ylnag) = 27
• 8) 클라리세이지(Clary sage) = 27
• 9) 바질(Basil) = 29
• 10) 제라늄(Geranium) = 30
• 4. 감성 후각 신경(Emotional olfactory nerve) = 32
• 1) 후각(Sense of smell) = 32
• 2) 향기 흡입법(Scent Inhalation) = 34
• Ⅲ. 연구 방법 = 38
• 1. 연구 대상자 = 38
• 2. 연구 재료 = 39
• 3. 실험 설계 = 43
• 4. 측정 도구 = 45
• 1) 후각 기능 검사 = 45
• 2) 뇌파 측정 장비 = 45
• 3) 스트레스 검사 = 48
• 4) 식욕 평가 = 49
• 5. 자료 분석 = 50
• 1) 뇌파 데이터 분석 = 50
• 2) 통계 분석 = 50
• Ⅳ. 연구 결과 및 고찰 = 51
• 1. 연구 대상자의 인구학적 통계 결과 = 51
• 1) BMI Body Mass Index Frequency = 51
• 2) 연구 대상자의 후각 기능 분석 결과 = 52
• 2. 뇌파 데이터 분석 결과 = 53
• 1) 향기 흡입에 따른 EEG Topographical map 변화 = 53
• 2) 향기 흡입에 따른 알파파 차이 분석 결과 = 56
• 3. 스트레스와 식욕에 대한 주관평가 분석 결과 = 61
• 1) 자몽 향 흡입 전⸱후 스트레스 변화 분석 결과 = 61
• 2) 자몽 향 흡입 전⸱후 식욕 변화 분석 결과 = 64
• 4. 주관평가와 PSD의 상관관계 분석 결과 = 65
• 1) 스트레스 주관평가 전후 차이와 PSD의 상관관계 분석결과 = 65
• 2) 식욕 주관평가 전후 차이와 PSD의 상관관계 분석 결과 = 73
• 5. 고찰 = 77
• Ⅴ. 결론 = 78
• 참고문헌 = 80
• 부록 = 89
• ABSTRACT = 92