1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 노화는 성인기의 특정 연령 이후 자연스럽게 나타나는 퇴행성의 생물학적 과정으로 알츠하이머, 파킨슨병과 같은 퇴행성의 신경계 질환과 뇌졸중과 같은 뇌혈관 관련 질환의 유병률을 높이는 것으로 알려져 있습니다. 특히, 노화로 유발되는 노인의 대뇌 회백질 위축, 신경세포의 소실 및 시냅스 기능 저하와 같은 신경생리학적 변화들은 다양한 인지적 기능(cognitive functions)을 손상시켜, 결과적으로 노인의 일상적 수행능력을 낮추고 낙상 및 운전사고 비율을 높이는 등의 부정적인 결과를 초래할 수 있습니다. 비침습적 경두개 직류 전기자극(transcranial direct current stimulation, tDCS) 기술은 노화로 인한 노인의 인지적 기능저하를 늦추고, 더 나아가 예방할 수 있는 안정성이 입증된 뇌신경변조 기술로써, 특정 대뇌 영역 위 두피 표면에 미세한 전기자극을 제공하여 해당 피질 영역의 신경 흥분성(neural excitability)을 바꾸는 특성을 지닙니다. 이러한 피질 흥분성의 변화는 적용하는 전류 극성(electrical polarity)에 따라 다른 양상으로 나타날 수 있는데, 일반적으로 양극 전류(anodal stimulation)는 적용하는 대뇌 피질 영역의 안정 시 막 전위(resting membrane potential)의 탈분극(depolarization)을 유도하여 피질 흥분성 및 운동단위(motor units, MUs)의 활성화를 촉진시키는 반면, 음극 전류(cathodal stimulation)는 해당 피질의 과분극(hyperpolarization) 상태를 유도하여 피질 흥분성 및 MUs 활성화를 억제합니다. 이러한 tDCS의 기전은 전류 자극으로 유발된 glutamate 농도 증가 및 세포의 안정 시 막 전위 변화가 N-methyl-D-aspartate (NMDA) 수용체의 활성화를 유발하여 신경 시냅스를 강화하고 해당 피질의 활성화를 오래 지속하는 데 기여하는 것으로 알려져 있습니다. 실제로, tDCS를 이용한 최근 연구들은 노인에 대한 tDCS의 적용이 그들의 인지기능을 향상시키는 데 효과적이라는 증거를 꾸준히 제시해오고 있으며, 구체적인 인지기능 영역에 따른 차별적인 tDCS 프로토콜의 효과를 검증하는 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 본 연구에서는 tDCS에 대한 건강한 노인의 인지기능의 변화를 보고한 개별 연구들의 결과를 메타분석(meta-analysis) 기법을 활용하여 종합하였고, 이를 표준화된 효과크기(standardized effect size)로 비교 및 평가하였습니다. 특히, 본 연구진은 인지기능을 평가하는 여러 측정방법들 중 노화와 밀접한 관련이 있고, 인지기능의 처리속도를 평가하는데 매우 유용한 지표로 사용되는 반응시간(reaction time)에 초점을 두고 본 연구를 진행하였습니다. 본 연구에서는 노인의 인지적 반응속도에 대한 tDCS 자극 시점(online vs offline protocols)의 차별적 효과를 중재변인 분석을 통해 비교하였고, online tDCS가 건강한 노인의 인지적 반응속도를 향상시키는 데 더 효과적일 수 있다는 연구결과를 확인하였습니다. 또한, 몇몇 주요 인지기능 영역(cognitive domains)의 퇴화가 신경인지적 기능장애를 동반한다는 Fifth edition of the Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders (DSM-5)의 분류방법에 근거하여, online tDCS에 대한 노인의 인지적 반응속도가 1) Perceptual-motor function, (2) Learning and memory, (3) Executive function / complex attention, (4) Language 및 (5) Social cognition 영역에서 각각 어떻게 변하는지를 중재변인 분석(moderator analysis)을 통해 세부적으로 평가하였습니다. 이러한 연구 결과는 경두개 직류 전기자극술의 적용이 노화로 발생될 수 있는 다양한 인지기능의 약화를 예방하고, 더 나아가 개선시키는데 기여할 수 있다는 가능성을 제시합니다. 2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다. 저는 인천대학교 체육학부 강년주 교수님 지도하에 있는 운동신경역학 재활연구실(https://sites.google.com/view/nj-nml-inu/home)에서 석사과정을 밟고 있습니다. 저희 연구실에서는 등척성 상·하지 힘조절 장비(isometric force control system), 표면전극 & 특수화된 표면전극(surface EMG & decomposition dEMG systems), 뇌전도(EEG) 장비 및 메타분석(Meta-analysis)을 활용하여 건강한 성인과 뇌졸중(stroke), 본태성 떨림(essential tremor), 운동 실조(ataxia)와 같은 신경학적 장애 기저의 neural and biobehavioral 메커니즘을 밝혀내려는 연구를 진행하고 있습니다. 또한, 젊은 성인과 고령자의 효과적인 근신경제어 시스템 향상을 위한 최적화된 비침습적 뇌전기자극(tDCS) 및 기능성 전기자극(FES) 기반의 운동처치 프로토콜을 개발하고 그 효과를 검증하는 연구를 활발히 진행중입니다. 제가 소속되어 있는 인천대학교 운동신경역학 재활연구실은 2019년도에 강년주 교수님 지도 하에 설립되었으며, 현재 총 4명의 대학원생(박사과정 1명, 석사과정 3명)으로 구성되어 있습니다. 저희 연구실은 설립 이후 약 2년이 지난 현재까지 약 12개의 SCI급 논문 게재와 다양한 연구과제 수행 등 우수한 연구 성과를 꾸준하게 보여주고 있습니다. 제가 생각하는 저희 연구실의 가장 큰 장점은 강년주 교수님이 저희 지도교수라는 점과 연구실 내 동료들끼리 허물없이 사이가 좋은 점이라고 생각합니다. 특히, 저희 강년주 교수님은 연구원 각자의 연구성향 및 전공 관련 관심분야를 정확히 파악하여 각자에게 맞는 올바른 연구 방향을 설정해 주시고, 저희에게 주어진 역할을 독립적으로 책임감 있게 할 수 있도록 끊임없이 이끌어 주십니다. 3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람 “배움에는 끝이 없다”라는 옛 속담을 연구활동을 하면서, 특히 논문을 작성하는 과정에서 몸소 느끼고 있으며, 그 배움의 과정이 매우 힘들고, 때로는 지루하다는 것도 알게 되었습니다. 하지만, 지금은 무엇인가를 끊임없이 배울 수 있다는 연구자의 이런 행보가 자부심으로 느껴지고, 이 과정에서 만들어지는 논문 실적이 저에게 큰 보람으로 다가옵니다. 4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면? 아직까지 부족한 부분이 많고, 많은 분들께 꾸준한 도움을 받으며 성장중인 제가 누군가에게 조언을 하기에는 무리가 있다고 생각합니다. 한 명의 연구자로서, 각자의 목표를 위해 열심히 정진하는 모든 연구자 분들을 진심으로 응원합니다. 5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면? 본 연구 내용에서 언급한 바와 같이, 비침습적 경두개 직류 전기자극(tDCS)에 대한 인간의 인지적, 행동학적 변화는 tDCS 프로토콜 특성(자극 시점, 강도, 위치 등), 인구학적 특성(연령, 질병 유무 등) 및 함께 적용되는 과제 특성에 따라 다르게 나타날 수 있습니다. 현재, 저는 연구실에서 tDCS 프로토콜에 대한 행동학적 변화를 등척성 힘조절 장비를 활용하여 측정 및 분석하고 있지만, 기회가 된다면 이러한 변화를 뇌활동 기능 평가장비(MRI, fMRI 또는 TMS)를 함께 활용하여 분석하는 연구를 진행해 보고 싶습니다. 6. 다른 하시고 싶은 이야기들.... 우선, 지금의 이준호를 이 자리에 있게 해 주신 저희 강년주 교수님께 감사의 말씀을 드립니다. 항상 아낌없는 조언과 훌륭한 가르침을 주시는 교수님께 큰 도움이 될 수 있도록 열심히, 꾸준히 정진하겠습니다. 그리고 8월에 보스턴 대학교로 떠나는 친한 친구이자 연구실 선배인 현준이, 너무 착한 박사과정 한얼이형, 이번 논문에 도움을 준 연구실 막내 태리를 포함하여 저에게 꾸준한 도움을 주시는 저희 인천대학교 동료 선생님들과 교수님들께 감사하다는 말을 전합니다. 마지막으로, 언제나 제 편에 서서 묵묵히 응원해주시는 저희 부모님과 형, 형수, 친척들, 친구들, 그리고 학사, 석사과정의 긴 시간동안 변함없이 저를 믿고 응원해주는 여자친구 오정현, 이들 모두에게 이 자리를 빌려 감사하고 사랑한다는 말을 전합니다.