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수박접목묘의 건조스트레스 범위 탐지를 위한 엽록소형광 지수의 적용 (Application of Chlorophyll Fluorescence Parameters for the Detection of Water Stress Ranges in Grafted Watermelon Seedlings)

  • 신유경;김용현;이준구
    • 생물환경조절학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.461-470
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    • 2019
  • 본 연구는 육안판단이 아닌 엽록소형광 이미지 측정기법을 이용하여 비파괴적으로 수박접목묘 플러그트레이 단일 셀에 대해 건조스트레스를 정량화하고자 수행되었다. 접목 후 6일차 수박접목묘를 3일동안 균일한 관수관리 하에서 재배한 후 건조스트레스를 부여하였다. 이후 플러그트레이 단일 셀 형태의 수분함량센서를 이용하여 D1(53.0%, 충분한 수분상태)단계부터 D9(15.7%, 극심한 건조스트레스)단계까지 9개 그룹으로 분류하고 엽록소 형광을 측정하였다. 또한 건조스트레스에 영향을 받은 묘(D5-D9)에 재관수하여 육안판단으로 확인되지 않은 광합성 및 생육 회복 수준을 측정하였다. 3개의 건조스트레스 단계의 엽록소형광 곡선 형태는 건조스트레스 조기 탐지에 대해 다른 양상을 보였다. 총 16개의 엽록소 형광 지수는 건조스트레스에 노출되면서 지속적으로 감소하였으며, 육안으로 판단 가능한 D5(32.1%)단계에서 크게 감소하였다. 형광감소율(Rfd_Lss)는 초기 건조스트레스 수준(D5-D6)에서 명확하게 감소하기 시작하였으며, 최대 광화학효율(Fv/Fm)은 극심한 건조스트레스 수준(D7-D9)에서 크게 감소하였다. 따라서, Rfd_Lss 및 Fv/Fm 지수를 건조스트레스의 초기 및 이후 단계에서 생육 및 광합성 회복 평가를 위한 지표로 선정하였다. 개별 엽록소형광 지수의 수치값 차이와 엽록소형광 이미지를 통해 건조스트레스 수준이 직관적으로 확인되었다. 이러한 결과는 Rfd_Lss와 Fv/Fm은 각각 초기 및 극심한 건조스트레스를 탐지하지 위한 엽록소형광 지수로 활용될 수 있으며, Fv/Fm은 재관수시 회복 평가를 위한 최적의 엽록소형광 지수로 판단된다.

지반 조성과 관리방법에 따른 골프장 토양내 미생물 군집의 변화 (Changes of Microbial Community Associated with Construction Method and Maintenance Practise on Soil Profile in Golf Courses)

  • 문경희;김기동;주영규
    • 아시안잔디학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.219-228
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    • 2009
  • 골프장은 인공적으로 건설되어 지고 관리되므로 당연히 환경의 변화가 생성된 곳이므로 건설방식이나 관리 방법에 따라 코스 내 토양 미생물 군집 구조의 특이성이 있을 것이다. 현재 제주도에서는 농약 용탈 저감방안으로 골프코스 그린지반구조에 농약 흡착층을 설치하고 그 재료로 흡착성능이 우수한 입상 활성탄 1등급을 사용할 것을 환경 영향평가서에 명시하고 있다. 본 실험은 활성탄이 처리된 제주도 A, B 골프장을 대상으로 토양에서의 화학적 특성변화와 미생물 군락변화를 분석하였다. 2007년 4월, 6월, 8월 10월에 걸쳐서 총 박테리아 수, 총 곰팡이 수, 수분함량 및 토양 이화학성(pH, EC, NO3-,NH4+ 및 P2O5)의 변화를 그린과 페어웨이에서 깊이별(표토:0-15cm, 심토: 15-30cm)로 조사되었다. 그 결과, 활성탄의 시용이 수분 보유 능력, 토양산도, 전기전도도에 긍정적인 영향을 보였으나, GAC의 물질의 수착 능력에 의하여 유효 양분들을 많이 보유하는 데 도움이 될 것이라 예상하였으나, 본 실험에서는 가용성 질산과 암모늄, 및 인산의 농도를 높이는 효과는 없었다. 토양 미생물 실험에 있어서는 총 박테리아 및 총 곰팡이의 시기적 변화가 다양성을 보였다. 이러한 현상은 농약의 시용에 따라 직접적인 관련이 있을 것으로 예상되었으나, 총 곰팡이/총 박테리아 비(F/B ration) 는 활성탄을 혼합한 토양 심토(15-30cm)에서 일정한 수치를 유지하였다. 따라서, GAC 토양층의 설치 방법이나 시비와 시약 등이 미생물군집의 변화에 영향을 주며 이는 농약의 시용이 잔디관리에 큰 변수로 작용한다는 것을 시사한다.

다탐색(多探索)법을 통한 저자극성 액체 세정제 조성물 개발 (A Low Irritant Liquid Cleanser Composition Developed by Multi-Screening Methods)

  • 김배환;현기안;정지윤;윤삼숙;강한철;박선희;고강일;김기호
    • 대한화장품학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.51-58
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    • 2005
  • 세정제에 널리 상용화되어 있는 알킬에톡시설페이트 계의 음이온 계면활성제는 피부 흡착의 특성 때문에 충분히 헹구어 내지 않으면 피부에 잔존되어 자극의 원인이 되어 염증 반응을 일으키게 된다. 따라서 기존의 음이온 계면활성제를 대체 또는 보완하기 위해 기존의 계면활성제들을 단백질 변성 실험, 세포 독성 그리고 IL-1$\alpha$ 측정을 통해 선별하였다. 본 연구는 저자극성의 음이온 또는 비이온, 양쪽성 이온의 14종의 계면활성제와 민감성 피부를 위해 제조된 13종의 기존 세정제 제품에 대한 세포독성을 실시하여, 가장 독성이 낮은 계면활성제로 sodium laureth sulfate (음이온), sodium cocoyl isethionate (음이온), sodium lauroamphoacetate (양성이온), cocamidopropyl betaine (양성이온), alkyl polyglycoside (비이온)가 선택되었고 2종의 기존 세정제 제품을 비교 제형으로 선택하였다. 5종의 계면활성제를 20종의 formulation으로 제조하여 단백질 변성( <3M SLS ($13.2\%$)), 세포독성 실험 및 폐첩포 실험을 통하여 다시 5종을 선별하였다. 이들 제형을 진피 배양으로 세포독성 및 IL-1$\alpha$ 방춘량을 조사하여 가장 자극이 낮은 계면활성제 제형을 선택하였으며, 첨가된 계면활성제의 자극을 완화하기 위하여 항염과 보습 효과가 우수한 마치현 추출물($3\%,\;5\%$)과 fructan ($3\%,\;5\%$)을 농도별로 첨가한 제형을 제조하여 가장 안전성이 뛰어난 농도를 선택하였다. 최종적으로 선택된 제형 5번을 3차원 세포 배양을 통한 인공피부를 이용하여 가장 자극이 낮게 나타난 기존의 제품들과 세포 독성 및 IL-1$\alpha$ 방출량을 비교 조사하여 저자극성의 액체 세정제를 개발하였다.

한국 노동력의 질적향상이 경제발전에 미치는 영향 (The Change in Quality of the Labor Force and Its Effect on the Economic Growth of Korea)

  • Song, Wi-sup
    • 한국인구학
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    • 제11권1호
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    • pp.159-184
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    • 1988
  • 미국사회에서 노인의 거주지 적응양식은 인종간에 차이가 크다. 일반적으로 소수인종노인은 백인 노인에 비하여 자녀와 함께 사는 경향이 강하다. 이에 대하여 문화적 입장에서는 소수인종은 백인에 비하여 가족부양규범이 강하다고 주장한다. 다른 한편 경제적 입장에서는 소수인종은 그들의 생애를 지배하는 빈곤 때문에 규모의 경제를 통하여 가계비용을 줄이기 위하여 확대가족을 유지할 수밖에 없다고 주장한다. 본 연구는 노인이 질병과 빈곤에 적응하는 방식에 있어 인종간 차이를 검토함으로써 기존의 경제학적 논의와 문화적 논의의 적합성을 검정하는데 목적을 두고 있다. 이를 위하여 노인의 거주지 적응에 대한 문화적 영향과 관련하여 두가지 가설을 검정하고 있다. 첫째, 소수인종 노인은 백인노인에 비하여 빈곤과 질병상황에서 가족으로부터 더 오랜기간 보호를 받는지를 검토한다. 둘째, 소수인종 노인은 백인노인에 비하여 건강이 악화될 때 더욱 신속하게 가족으로부터 보호를 받을 수 있는지를 검토한다. 분석을 위해서 1984년에서 1990년기간 동안 실시된 "고령화에 대한 종단적 조사(Longitudinal Survey on Aging)"를 이용하여 마르코비안 다중생명표 모형과 사건분석을 수행하였다. 본 연구결과에 따르면 소수인종 노인은 가족부양규범의 문화적 이점을 그다지 크게 다지고 있지 않다. 인종간 사망력과 시설입소의 차이를 통제할 때, 소수인종 노인은 백인노인에 비하여 보다 흔하게 자녀동거에서 단독거주형태로 혹은 그 반대방향으로 거주지 변화를 경험하고 있다. 백인 노인은 소수인종에 비하여 질병상태와 관련하여 자녀와 동거하는 경향이 더 강하다. 사망력과 시설입소의 인종간 차이를 통제할 때 소수인종노인이 백인노인보다 쉽게 자녀동거에서 단독거주로 이행하는데 이는 소수인종에서 가족부양체계가 불안정함을 의미한다. 또한 빈곤시에 소수인종 노인은 백인노인에 비하여 쉽게 자녀와 떨어져 살게 된다. 이러한 결과는 소수인종 노인에 대한 가족의 지원은 그 가족의 경제적 제약속에서 매우 안정적이지 못함을 시사한다. 못함을 시사한다.

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Lipopolysaccharide에 의해 활성화된 RAW 264.7대식세포에서 블루베리 잎(Vaccinium ashei) 추출물의 항염증 효과 (Anti-inflammation effect of blueberry (Vaccinium ashei) leaf extract on RAW 264.7 macrophages stimulated by lipopolysaccharide)

  • 김동인;김현정;윤종문;이지혜;한소정;김하은;장민정;안봉전
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.107-116
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    • 2018
  • 본 연구의 목적은 블루베리 잎의 용매별 추출물에 따른 약리활성에 대한 검증 및 효능 평가이다. 블루베리 잎의 항산화, 항염증에 대한 효과를 확인하였다. 염증 반응은 자극이 가해지면 histamine, serotonin, prostaglandin과 같은 혈관 활성물질에 의해 혈관 투과성이 증대되어 염증을 유발하고 cytokine, free radical, lysosomal enzyme 등 다양한 매개 인자가 관여한다. 자극에 의한 macrophage cell의 염증반응은 tumor necrosis factor-${\alpha}$(TNF-${\alpha}$), interleukin-6(IL-6), interleukin-$1{\beta}$(IL-$1{\beta}$)와 같은 pro-inflammatory cytokine의 발현이 유도되고, inducible nitric oxide synthase(i-NOS)와 cyclooxygenase-2(COX-2)에 영향을 받는 유전자의 발현을 자극하게 되어 nitric oxide(NO) 및 $PGE_2$등의 염증 인자가 생성된다. 이에 따라 블루베리 잎 추출물의 항염증에 대한 연구를 위해 이에 영향을 주는 인자인 i-NOS, COX-2의 단백질 발현억제 작용을 확인 하였다. 그 결과 BLA > BLE > BLW 순서로 높은 효능을 확인 할 수 있었다. 가장 효과가 좋은 BLA 처리군에서 $PGE_2$ 분비량 및 다양한 염증성 인자의 mRNA 발현량을 확인하였다. 측정 결과, BLA($100{\mu}g/mL$)는 $PGE_2$ 분비량을 85.3% 억제하였으며 i-NOS, COX-2, IL-$1{\beta}$, IL-6, TNF-${\alpha}$ 단백질과 mRNA 발현이 각각 86.8%, 85.7%, 62.7%, 77%, 32.2% 억제되는 효과를 확인할 수 있었다. 결론적으로 블루베리 70% 아세톤 추출물(BLA)의 항염증 효과가 가장 높았으며, 블루베리 잎은 세포의 mRNA 및 단백질 수준에서 염증인자들의 억제를 통해 대식세포에서 항염증 효과가 명백히 확인되었다. 더 나아가, nuclear factor kappa B(NF-${\kappa}B$), signal transducer and activator of transcription(STAT-1), mitogen-activated protein kinases(MAPKs) 등의 세포 내 염증관련 중간기전을 연구해볼 가치가 있다고 사료된다.

미원유기질비료(味元有機質肥料) (아미노산(酸) 발효부산비료박(醱酵副産肥料粕)) 시용(施用)에 의(依)한 인삼재배(人蔘栽培)에 관(關)한 연구(硏究) -II. 미원유기질비료(味元有機質肥料) 시용(施用)이 인삼예정지(人蔘豫定地) 토양(土壤)의 이화학적(理化學的) 성질(性質) 및 인삼생육(人蔘生育)에 끼치는 영향(影響) (Study on the Application of Miwon Organic Fertilizer (Byproduct of Amino Acid Fermentation) to the Ginseng Cultivation -II. The Application Effect of Miwon Organic Fertilizer on the Changes of Physicochemical Properties during the Soil Management Practices before Transplanting and Growth of Ginseng Plant)

  • 엄대익;한강완;안병구
    • 한국토양비료학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.392-406
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    • 1985
  • 인삼재배(人蔘栽培) 예정지(豫定地) 토양(土壤)에 산야초퇴비(山野草堆肥) 및 미원(味元) 유기질비료(有機質肥料)(아미노산 부산비료박(副産肥料粕) 처리구(處理區)와 유기질비료(有機質肥料)를 생산성분량(生産性分量)으로 2.5, 5, 10, 20, 30, 40kg/10a를 각각(各各) 시용(施用)하고 부족(不足)되는 산소성분량(酸素成分量)을 산야초퇴비(山野草堆肥)로 혼합(混合)한 후(後) 처리(處理)한 후(後) 기경(起耕)하면서 토양(土壤)의 이화학적(理化學的) 성질(性質)의 변화(變化)를 경시적(經時的)으로 조사(調査)하였으며, 예정지(豫定地) 관리후(管理後) 묘삼(苗蔘)을 이식(移植)하여 생육상태(生育狀態) 및 유효성분의 함량(含量)을 비교(比較)하였다. 1.예정지(豫定地)를 관리(管理)함에 따라 토양(土壤)의 가비중(假比重)은 감소(減少)되는 경향(傾向)이었고, 40일(日)까지의 감소(減少)는 경운(耕耘)에 의한 물리적(物理的)인 개량효과로 보였으며, 40일(日) 이후(以後) 부터는 유기질(有機質)의 효과로 생각되었다. 진비중(眞比重)도 같은 경향(傾向)이었고 공극률(孔隙率)은 증가하였다. 2. 토양산도(土壤酸度)는 예정지(豫定地) 관리후(管理後) 40일경까지는 낮아졌다가 그 후 높아지는 경향(傾向)이었고, CEC는 대체적으로 증가하는 경향(傾向)이었으며,$NH^+_4-N$는 20일(日)경에 $NO^-_3-N$는 40일(日)경에 최고(最高)로 증가하다가 감소(減少)하는 경향(傾向)이었다. 3. 질내실험(窒內實驗)을 통(通)한 각(各) 처리(處理)에 따른 유기물(有機物)의 경시적(徑時的) 분해속도(分解速度)는 20일(日)까지 처리후(處理後) 왕성하였다가 그 이후(以後)에는 완만하였다. 4. 인삼근중(人蔘根重)은 산야초퇴비(山野草堆肥)로서 질소성분량(窒素成分量) 30kg/10a와 유기질비료(有機質肥料)로서 질소성분량(窒素成分量) 10kg/10a(비료(肥料)로서 250kg/10a) 혼합시용(混合施用)한 처리구(處理區)에서 유의성(有意性)있는 증가를 보였다. 5. 각(各) 처리(處理)에서 재배(栽培)된 인삼근중(人參根中)의 Saponin 함량(含量)은 산야초퇴비(山野草堆肥)만을 처리(處理)한 구(區)에서 가장 많았고, 산야초퇴비(山野草堆肥)로서 질소성분량(窒素成分量) 20kg/10a와 유기질비료(有機質肥料)로서 2kg/10a 질소성분량(窒素成分量) 그 이상(以上)을 처리(處理)했을 때는 감소(減少)하는 경향(傾向)이었다.

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청소년의 고카페인 음료 섭취와 우울증상 및 자살의 관계 (The Relationships Among Highly Caffeinated Beverage Intake and Depressive Symptom, Suicide in Adolescents)

  • 안인영;서지영;이동윤;이소진;차보석;김봉조;박철수;최재원;이철순
    • 정신신체의학
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    • 제24권2호
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    • pp.191-199
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    • 2016
  • 연구목적 청소년의 고카페인 음료(에너지 드링크) 섭취가 급격히 증가하며 사회적인 이슈가 되고 있지만 정신과적인 영향에 대해서는 아직까지 자세히 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 청소년의 고카페인 음료 섭취와 우울증상, 자살생각, 자살계획 및 자살시도 간의 관계를 알아보고자 하였다. 방 법 2014년 수행된 제 10차 대한민국 청소년건강행태온라인 조사에서 자기기입식 설문을 통해 고카페인 음료섭취 유무 및 섭취 용량, 우울증상, 자살생각, 자살계획, 자살시도 경험을 평가하였다. 수집된 자료를 바탕으로 변인들의 관련성을 알아보기 위해 카이제곱 검정을 시행하였고, 우울증상과 자살생각, 자살계획, 자살시도의 위험요인을 파악하기 위해 나이, 성별, 학업성취도, 가족경제수준을 보정하여 다중 로지스틱 회귀분석을 실시하였다. 결 과 본 연구에서는 총 71,638명의 자료를 분석에 사용하였다. 최근 1주일 동안 고카페인 음료를 섭취한 적이 있는 청소년이 그렇지 않은 경우에 비해 우울증상(p<0.01), 자살생각(p<0.01), 자살계획(p<0.01), 자살시도(p<0.01) 경험이 통계적으로 유의하게 높았으며, 고카페인 음료 섭취 경험은 자살시도(O.R=1.99 ; 95% CI, 1.77-2.22)의 위험요인으로 나타났다. 청소년 카페인 일일 섭취권고량을 초과하는 고용량 섭취군이 저용량 섭취군에 비해 우울증상(p<0.01), 자살생각(p<0.01), 자살계획(p<0.01), 자살시도(p<0.01) 경험이 통계적으로 유의하게 높았으며, 고용량 카페인 섭취가 자살시도(O.R=4.05 ; 95% CI, 3.02-5.43)의 위험요인으로 확인되었다. 결 론 본 연구에서 청소년의 고카페인 음료 섭취는 우울증상, 자살생각, 자살계획, 자살시도 경험의 증가와 유의한 관련성이 있었으며, 일일섭취권고량을 초과하는 고용량 카페인 섭취는 자살 시도의 위험성을 높이는 요인임을 확인하였다. 본 연구의 결과는 고카페인 음료 섭취가 청소년의 심리적, 정신적 어려움과 관련될 수 있어 주의가 필요함을 강조한다.

알츠하이머병과 경도인지장애에서 체질량지수와 인지기능과의 연관성 (Association of Body Mass Index and Cognitive Function in Alzheimer's Disease and Mild Cognitive Impairment)

  • 임은정;이강준;김현
    • 정신신체의학
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    • 제24권2호
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    • pp.184-190
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    • 2016
  • 연구목적 본 연구는 알츠하이머병(Alzheimer's disease, AD), 경도인지장애(Mild Cognitive Impairment, MCI), 정상군에서 체질량지수(Body Mass Index, BMI)의 차이를 분석하여 낮은 BMI 수치와 인지기능 저하와의 연관을 확인하고자 하였다. 또한, 한국판 간이정신상태검사(Mini Mental State Examination-Korean version, MMSEK), 치매임상평가척도(Clinical Dementia Rating, CDR), 전반적 퇴화척도(Global Deterioration Scale, GDS)과 BMI 사이에 연관성이 있는지도 알아보고자 하였다. 방 법 총 257명의 연구대상자들이 이 연구에 포함되었고, AD 및 MCI 진단을 위해 병력 청취, 정신상태검사, 신경인지기능검사, 신체 검사가 시행되었다. 대상자의 성별 및 연령과 신체 질환도 함께 조사하였다. 전반적인 인지기능과 질병의 심각도 단계 평가는 MMSE-K, GDS, CDR으로 측정하였다. 결 과 MMSE-K 점수는 정상군>MCI>AD 순이었으며 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다(p=0.000). CDR과 GDS점수는 정상군이 가장 높았고, AD군이 가장 낮았으며 역시 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다 BMI와 MMSE 점수 사이에는 유의한 양의 상관관계가 있었다(r=0.238, p=0.000). BMI와 CDR과는 음의 상관관계를 나타내었으며(r=-0.174, p=0.008), BMI와 GDS 역시, 음의 상관관계를 보였다(r=-0.233, p=0.000). 결 론 BMI와 인지기능과의 연관성이 있으므로, 치매나 경도인지장애 환자를 대상으로 BMI를 측정하는 것은 임상적 표지자로서 의미가 있을 것으로 예상된다. 본 연구는 AD의 진단 및 예방, 그리고 치료적 접근에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대하며, 향후 이에 대한 대규모의 장기 추적 연구가 필요할 것으로 생각된다.

10주간 스마트머신 순환운동이 비만 중년여성의 체조성, 폐기능, 혈중지질 및 인슐린 저항성에 미치는 영향 (Effect of 10 Weeks Smart Machine Circulation Exercise on Body Composition, Lung Function, Blood Lipids and Insulin Resistance in Obesity Middle-aged Women)

  • 김민찬;하수민;고수한;김종원;김도연
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.951-962
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    • 2021
  • 본 연구는 만 40-60세 비만 중년여성을 대상으로 10주간 스마트머신 순환운동이 체조성, 폐기능, 혈중지질 및 인슐린 저항성에 미치는 영향을 구명하기 위하여 운동군(n=8), 대조군(n=6)으로 구분하여 실시하였다. 스마트머신 순환운동은 주 3회, 회당 55분으로 유산소 운동의 강도는 스마트머신과 POLAR T31이 연동 되어 스마트머신에 적용되며, 1-4주차는 40-50%HRR, 5-8주차는 50-60%HRR, 9-10주차는 60-70%HRR을 적용하였고, 저항성 운동의 강도는 스마트머신을 이용하여 등속성 운동 기반으로 대상자들의 1-RM test의 데이터 값을 이용하여 1-4주차는 1-RM의 40%, 5-8주차는 1-RM의 60%, 9-10주차는 1-RM의 80%를 적용하여 실시하였다. 그 결과 체중, 체질량지수, 체지방율, 허리-엉덩이둘레비율에서 그룹×시기 간 상호작용 효과가 나타났다. 폐기능의 FVC는 시기 간 주 효과와 사후 그룹 간 유의한 차이가 나타났으며, FVC 및 FEV1은 그룹×시기 간 상호작용 효과가 나타났다. TC 및 TG는 시기 간 주 효과가 나타났으며, TC, TG 및 HDL-C는 그룹×시기 간 상호작용 효과가 나타났다. Insulin, Glucose 및 HOMA-IR은 운동 전·후 시기 간 차이에서 운동군이 유의하게 감소한 것으로 나타났다. 따라서 10주간 스마트머신 순환운동 프로그램이 비만 중년여성의 체조성, 폐기능, 혈중지질 및 인슐린 저항성에 긍정적인 영향을 미쳤으며 이는 중년여성의 비만을 개선하거나 비만을 예방할 수 있는 운동 프로그램이라고 사료된다.

공간능력에 대한 신경과학적 모델 개발 및 빛과 그림자 문제 해결 과정에의 적용 (Development of Neuropsychological Model for Spatial Ability and Application to Light & Shadow Problem Solving Process)

  • 신정윤;양일호;박상우
    • 한국과학교육학회지
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    • 제41권5호
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    • pp.371-390
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    • 2021
  • 이 연구의 목적은 공간능력 구성요소에 대한 신경과학적 모델을 개발하고, 빛과 그림자 관련 과학 과제를 해결하는 과정에서의 두뇌 활성 영역을 신경과학적 모델에 기반하여 영역 일반적 능력과 영역특수적 능력으로 구분하여 설명하는 것이다. 이를 위해 남자 대학생 24명이 공간능력 검사지 문항과 빛과 그림자 과제를 해결하는 동안의 시선이동과 EEG를 동기화하여 측정하였으며, 과제 해결 전략에 대한 사후면담과 RVP를 실시하였다. 시선 이동, 두뇌 활성 영역, 참여자의 사고 과정과 전략을 통합하여 공간능력 구성요소에 대한 신경과학적 모델을 개발하고, 빛과 그림자 관련 과제 해결 과정을 분석하였다. 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 공간 시각화와 심적 회전 요소는 주로 두정엽의 활성을 필요로 했으며, 공간 방향화 요소는 전두엽의 활성을 필요로 했다. 구체적으로, 공간 시각화 요소는 문제를 탐색하는 과정에서 전두엽이 활성화되었고, 문제와 답지를 비교하는 과정에서 측두엽과 두정엽이 활성화되었다. 심적 회전 요소는 회전된 정보를 탐색하는 구간에서는 전두엽이, 심적 회전을 할 때에는 두정엽이, 문제와 답지를 비교하는 구간에서는 측두엽이 활성화되었다. 공간 방향화 요소는 문제를 탐색하는 과정과 문제와 답지를 비교하는 과정 모두 전두엽이 활성화되었다. 둘째, 빛과 그림자 과제를 해결 할 때에는 영역 일반적 기능인 공간 능력과 과학적 원리를 적용하는 영역 특수적 사고가 함께 필요하였다. 평행광의 그림자 모양 추론과 빛의 방향이 바뀔 때의 그림자 모양을 추론에서의 두뇌 활성 패턴은 공간 시각화 요소에 대한 신경과학적 모델과 유사하였다. 여러 방향에서의 그림자를 통해 원래 물체를 추론할 때에는 공간 방향화 요소, 점광원의 그림자 모양을 추론할 때에는 공간 시각화 요소에 대한 신경과학적 모델과 두뇌 활성 패턴이 유사하였다. 빛과 그림자 과제를 해결할 때 추가적으로 활성화 된 부위는 주로 연역적 추론, 작업 기억, 행동에 대한 계획 기능을 담당하는 중측두이랑, 중심앞이랑, 하전두이랑, 중전두이랑이었다. 따라서 빛과 그림자 과제를 해결하는 과정에서는 공간능력 외에도 그림자 생성 원리를 기반으로 한 연역적 추론, 빛의 진행 방향을 작업 기억에 유지시키는 것, 광원의 특징에 따른 과제 해결 과정 계획, 빛-물체-스크린의 공간적 관계 인지 등이 추가적으로 필요하다.