Effect of Exergame Training on Working Memory and Executive Function in Older Adults (2022)

https://doi.org/10.3390/su141710631

 

해당 논문은 중국 산시성에 거주하는 60세 이상 건강한 노인을 대상으로, 12주간의 운동 게임 훈련이 작업 기억력과 실행 기능에 미치는 영향을 분석한 무작위 대조 실험 연구이다. 참가자들은 운동 게임 그룹, 유산소 댄스 그룹, 비운동 대조군으로 나뉘었으며, Nintendo Switch 기반의 피트니스 복싱, 줌바 댄스, 가상 테니스를 활용한 훈련을 주 3회 실시했다. 인지 기능은 N-back 테스트와 Stroop 과제를 통해 정량적으로 측정되었고, 운동 게임의 효과가 다른 운동 방식과 어떻게 다른지를 비교 분석했다.

 

연구 목적

1. 운동 게임이 건강한 고령자의 작업 기억력과 실행 기능에 미치는 영향을 검증한다.

2. 동일한 강도의 유산소 댄스 운동과 비교하여, 운동 게임이 더 효과적인지를 비교한다.

3. COVID-19 이후 물리적 활동이 제한된 상황에서도 효과적인 인지 훈련 대안이 될 수 있는지를 확인한다.

 

연구 설계

1. 참가자 정보

• 모집 지역: 중국 산시성

• 총 지원자 수: 82명

  • 최종 분석 대상자: 55명 (탈락자 14명 제외)

• 평균 연령: 65.4 ± 3.7세

• 성별: 여성 비율 72.7%

• 도시 거주 비율: 92.7%

• 교육 수준:

  • 고등학교 졸업: 32.7%

  • 대학 졸업 이상: 18.2%

• 인지 상태: MMSE 점수 평균 28.8 (정상 범주)

2. 배정 그룹

그룹	내용	참가자 수 (완료 기준)
ET	운동 게임 그룹	21명
ADT	유산소 댄스 그룹	18명
CON	비운동 대조군	16명

무작위 배정(RCT)으로 세 그룹에 할당했고, 훈련은 12주 동안 이루어졌다.

 

훈련 프로그램

1. 공통 구조

• 주 3회, 회당 75분

  • 10분 준비 운동

  • 60분 본 운동

  • 5분 정리 운동

• 목표 심박수: 최대 심박수(HRmax)의 65~75%

  • HRmax 계산식: 206.9 – 0.67 × 나이

• 심박계(Fit-mao HR monitor) 착용하여 강도 실시간 모니터링

2. 운동 게임 그룹(ET)

• 장비: Nintendo Switch, Joy-Con 컨트롤러

• 게임 구성

  • Fitness Boxing 2 (가상 복싱)

  • Zumba (음악 기반 댄스)

  • Mario Tennis Ace (가상 테니스)

• 특징

  • 참가자는 Joy-Con을 손에 쥐고 화면 지시에 따라 전신을 움직임

  • 게임 화면의 피드백에 따라 즉각적인 반응 요구됨 → 인지-운동 동시 자극

3. 유산소 댄스 그룹(ADT)

• 장소: 실내 댄스실

• 루틴: 소울 섹시 재즈 댄스 3종

• 특징

  • 리듬감 있는 음악에 맞춰 전신 움직임

  • ET 그룹과 동일한 강도의 심박수 유지

4. 대조군(CON)

• 조건: 평소 생활 유지, 운동 개입 없음

• 운동량 변화 없도록 주기적 확인 실시

 

인지 기능 평가 도구

1. 작업 기억력 측정: N-back 테스트

• 0-back: 숫자 “7” 제시 시 반응 (인지 부하 없음)

• 1-back: 바로 직전 숫자와 동일한 경우 반응 (작업 기억 부하 존재)

• 지표

  • 정확도 (Accuracy, ACC)

  • 반응 시간 (Response Time, RT)

2. 실행 기능 측정: Stroop 색상 단어 과제

• 일치 조건 (Congruent): 단어와 글자 색이 일치 (예: “빨강”이 빨간색으로 표시)

• 불일치 조건 (Incongruent): 단어와 글자 색이 다름 (예: “초록”이 빨간색으로 표시)

• 지표

  • ACC, RT

  • 간섭 효과 (Stroop Interference Effect, SIE) = Incongruent RT – Congruent RT

 

 

운동 게임이 고령자의 작업 기억력과 실행 기능에 미치는 직접적 효과 비교

1. N-back Accuracy (1-back)

• 운동 게임 그룹(ET)은 사후 정확도가 88.4%로 크게 향상되었고, 나머지 두 그룹은 오히려 감소하거나 거의 변화가 없었다.

• 이는 작업 기억력 향상에 있어 운동 게임이 유의미한 긍정적 영향을 준다는 결과와 일치한다.

2. N-back Reaction Time (1-back)

• 운동 게임 그룹만 반응 시간이 크게 감소(713.3ms → 651.7ms)했고, 나머지 그룹은 변화가 없거나 오히려 증가했다.

• 이는 처리 속도 향상까지 동반되었음을 시사한다.

3. Stroop Interference Effect

• 실행 기능의 지표인 Stroop 간섭 효과는 ET 그룹에서 소폭 감소(96.7ms → 85.9ms)했다.

• ADT 그룹에서는 뚜렷하게 감소했으나 변동성이 큰 데이터를 고려할 때 통계적 유의성은 낮았다.

 

연구 결론

운동 게임은 고령자의 작업 기억력 개선에 유의한 효과를 보였으며, 특히 반응 정확도와 반응 속도 모두에서 유산소 운동 및 대조군보다 더 뛰어난 향상을 나타냈다. 실행 기능에서도 소폭의 개선이 있었으나 통계적으로 유의하진 않았다. 전반적으로 운동과 인지 자극을 동시에 제공하는 게임 기반 훈련은 고령자의 인지 건강 유지와 향상에 효과적인 비약물성 개입 전략으로 작용할 수 있음을 시사했다.