주의집중력 과제가 초등학생의 자율신경계 활성도에 미치는 영향

Activity of autonomic nervous system during attention-oriented task in elementary school students

본 연구에서는 남자 초등학생들을 대상으로, 시각적 반응과제(주의집중력 과제)가 자율신경계 활성도에 미치는 영향에 대해 알아보고자 하였다. 자율신경계 활성도를 평가하기 위해 심박변이도, 교감 및 부교감신경 활성도, 파워스펙트럼 및 카오틱 끌개궤적 이미지에 대한 분석을 실시하였다. 또한 반응과제 동안의 반응시간과 자율신경계의 요인들 간의 상관관계에 대한 분석을 실시하였다. 연구결과, 심박변이도에서는 반응과제 동안의 SDNN(p=0.036)과 RMSSD(p=0.012) 값이 안정 시에 비해 유의하게 증가하였다. 반면, 교감 및 부교감신경의 활성을 나타내는 TP, HF, LF 및 LF/HF ratio에서는 유의한 변화는 없었으나, LF/HF ratio를 제외한 TP, HF, LF에서는 안정 시에 비해, 반응과제 동안 전반적으로 값이 증가하였다. 파워스펙트럼과 카오틱 끌개궤적 이미지 분석에서는 반응과제 시, 부교감신경의 활성도가 교감신경에 비해 상대적으로 증가하였으며, 맥박 파형의 불안정성이 감소하였다. 상관관계 분석에서는 반응시간과 LF/HF ratio(r=0.741), SDNN과 RMSSD(r=0.776) 간의 양의 상관관계가 각각 나타났으며, 평균 심박수(mean HR)는 TP(r=-0.839), HF(r=-0.587), LF(r=-0.811)와 각각 음의 상관관계를 나타냈다. 이러한 연구결과를 통해 안정 시와 비교하여 시각적 반응과제 수행 동안 전반적인 자율신경계 활성도가 증가하며, 특히 부교감신경의 활성이 더욱 증가함을 알 수 있었다. 이는 초등학생들의 주의집중력 과제가 자율신경계 활성에 영향을 미치는 것을 나타낸다.

The purpose of this study was to investigate the activity of autonomic nervous system(ANS) during visual reaction task. A total of 12 healthy male elementary school students were participated in this study. The activity of ANS was evaluated using the finger plethysmography: heart rate variability(SDNN, RMSSD, and mean HR), sympathetic and parasympathetic nerve(TP, HF, LF and LF/HF ratio), power spectrum analysis, and chaotic attractor trajectory image were analyzed. In addition, the correlations between reaction time and the factors of ANS activity were estimated. During the reaction task, SDNN(p=0.036) and RMSSD(p=0.012) significantly increased, whereas there were no significant changes in TP, HF, LF and LF/HF ratio. However, TP, HF and LF overall increased compared to resting state during the reaction task. In the analysis of power spectrum, the activity of the parasympathetic nerve was relatively increased compared to the sympathetic nerve during the reaction task. Also, chaotic level of attractor trajectory image was reduced during reaction task. Significant positive correlations between reaction time and LF/HF ratio(r=0.741), SDNN and RMSSD(r=0.776) were observed during visual reaction task, respectively. And, significant negative correlations between the mean HR and TP(r=-0.839), HF(r=-0.587), and LF(r=-0.811) was observed, respectively. These findings indicated that ANS activity increased during visual reaction task, in particular the parasympathetic nerve relatively activated. Therefore, it suggested that the attention-oriented task affects the activity of ANS in elementary school students.