L-theanine improves neurophysiological measures of attention in a dose-dependent manner: a double-blind, placebo-controlled, crossover study (2020)

https://doi.org/10.1080/1028415X.2020.1804098

 

해당 논문은 테아닌이 주의력과 관련된 신경생리학적 지표를 용량에 따라 어떻게 변화시키는지 조사하였다. 테아닌은 녹차에서 자연적으로 발견되는 성분으로, 뇌의 알파파를 증가시키고 스트레스를 줄이는 효과로 잘 알려져 있다. 본 연구는 특히 테아닌의 복용량이 주의력 및 반응 시간에 미치는 영향을 세밀히 분석하기 위해 설계되었다.

 

주요 내용 요약

1. P3b ERP 잠복기의 변화

   • 400mg의 테아닌 복용 후 P3b ERP 잠복기가 유의미하게 단축(p < 0.05)
   • 추가적인 분석에서 용량 증가에 따라 P3b 잠복기가 선형적으로 감소하며, 100mg 증가 시 평균 4ms 단축(p < 0.05)되는 것으로 나타났다.
   • 테아닌이 청각적 주의력 처리 속도를 개선할 수 있음을 시사한다.

2. P3b ERP 진폭 및 반응 시간

   • P3b ERP 진폭(신경 자원의 사용량)이나 반응 시간에서는 용량 의존적 변화가 나타나지 않았다.
   • 상대적으로 간단한 청각 과제의 특성상 참가자들이 이미 높은 수준의 정확도를 유지했기 때문으로 해석된다(정확도 98~100%).

3. 주관적 평가

   • 참가자들이 테아닌 복용 후 평가한 주관적 경계 상태(주의력, 피로도 등)는 위약군과 L-테아닌 복용군 간 차이가 없었다.

 

연구 방법

1. 연구 설계

   • 이중 맹검, 위약 대조, 교차 설계: 모든 참가자가 위약과 3가지 용량(100mg, 200mg, 400mg)의 테아닌을 각각 경험하도록 설계
   • 라틴 스퀘어 방식: 순서 효과를 최소화하기 위해 각 용량 투여 순서를 무작위화

2. 참가자 선정

   • 대상 인원: 총 27명(남성 16명, 여성 11명)으로 연령대는 24~37세(평균 27.5세)
   • 선정 기준: 건강한 상태의 젊은 성인, 약물 복용이나 신경학적 질환 이력이 없는 사람
   • 배제 기준: 카페인이나 알코올 과다 섭취, 정신과적 문제, 시력 또는 청력 문제 보유자

3. 테아닌 투여

   • 제형: 순수 테아닌 분말을 증류수에 녹여 제공
   • 용량: 위약(0mg), 100mg, 200mg, 400mg
   • 복용 후 대기: 약물 섭취 후 45분 동안 비자극적 영상(자연 다큐멘터리)을 시청하며 휴식

4. 테스트 절차

   • 청각 Oddball 과제 수행
     • 참가자는 두 가지 음(표준 음, 목표 음) 중 목표 음이 들릴 때 버튼을 빠르게 누르도록 요구받음
     • 표준 음: 70dB, 1000Hz(80% 빈도)
     • 목표 음: 70dB, 2000Hz(20% 빈도)
   • ERP 측정 장비: 32채널 BioSemi EEG 시스템 사용, 청각 자극과 반응 데이터를 수집
   • 측정 항목
     • P3b 잠복기(Latency): 자극 처리 속도
     • P3b 진폭(Amplitude): 주의력 관련 신경 자원의 사용량
     • 반응 시간: 목표 음에 대한 버튼 누르기 속도

5. 데이터 분석

   • 혼합효과 모델
     • 용량, 시간(복용 전/후), 순서 효과 등을 포함한 통계 분석
   • 결측치 처리: ERP 데이터에서 결측치가 발생한 경우 다변량 대체(MICE) 방법으로 보완

 

 

그래프 설명

1. P3b Latency vs Dose

• 용량 증가에 따라 P3b 잠복기(latency)가 선형적으로 감소하였다.

• P3b 잠복기는 자극 처리 속도를 나타내며, 감소는 더 빠른 자극 인식 및 처리 능력을 의미한다. 400mg에서 가장 큰 효과가 나타났으며, 이는 테아닌이 고용량에서 주의력을 강화할 수 있음을 시사한다.

2. P3b Amplitude vs Dose

• P3b 진폭(amplitude)은 용량 증가에 따라 거의 변화가 없었다.

• 진폭은 신경 자원 사용량을 반영하는 지표이다. 이 결과는 테아닌이 자극을 처리하기 위해 추가적인 신경 자원을 사용하지 않으면서도 처리 속도를 개선시킬 수 있음을 시사한다.

3. Reaction Time vs Dose

• 반응 시간은 용량이 증가할수록 약간 감소하지만, 큰 차이는 없었다.

• 간단한 과제에서 반응 시간의 차이가 작게 나타나는 '천장 효과(ceiling effect)'로 볼 수 있다. 이는 참가자들이 이미 과제를 매우 잘 수행하고 있었기 때문에 테아닌의 효과가 뚜렷하게 나타나지 않았을 가능성을 시사한다.

4. N1 Latency at Cz vs Dose

• N1 잠복기는 100mg에서 약간 증가했으나, 이후 감소하는 경향을 보였다.

• N1은 초기 자극 처리와 관련된 지표로, 낮은 용량에서 약간의 지연이 나타났다. 그러나 고용량에서는 자극 처리가 더 빨라질 가능성을 보여준다.

 

연구 결과

1. P3b ERP 잠복기

   • 400mg에서 유의미한 단축: 400mg 복용 후 P3b 잠복기가 위약 대비 유의미하게 감소(p < 0.05)
   • 선형 감소 효과: 용량이 100mg 증가할 때마다 P3b 잠복기가 평균 4ms 단축(p < 0.05)
   • 이는 테아닌이 목표 자극을 더 빠르게 처리하도록 돕는다는 것을 의미함

2. P3b ERP 진폭

   • 진폭 변화 없음: 모든 용량에서 P3b 진폭(신경 자원 사용량) 변화는 나타나지 않음
   • 이는 과제가 상대적으로 간단하여 뚜렷한 신경 자원 차이를 확인하기 어려운 '천장 효과'로 해석됨

3. 반응 시간

   • 용량과 무관한 결과: 위약군과 비교하여 모든 용량에서 반응 시간이 약간 감소하였으나, 통계적으로 유의미하지 않음
   • 이는 과제가 단순해 참가자들의 반응 속도에 큰 차이를 유발하지 않았을 가능성을 시사

4. 주관적 경계 상태

   • 자기평가 변화 없음: 참가자들이 보고한 주관적 주의력이나 피로 상태는 위약군과 테아닌 복용군 간 차이가 없었음

5. 추가 분석

   • 100mg 용량에서 N1 ERP 지연: 100mg 복용 후 초기 ERP 컴포넌트(N1) 잠복기가 약간 지연(p < 0.05)
   • 이는 낮은 용량이 초기 자극 처리 단계에 약간의 영향을 미칠 수 있음을 시사함

 

연구 결론

테아닌은 특히 고용량에서 신경생리학적 주의력 지표를 개선할 수 있는 잠재력을 가진 보충제로, 다양한 정신적 요구 상황에서 유용할 수 있다. 이와 같은 효과는 일상생활의 효율성을 높이는 데 기여할 가능성이 높으며, 추가적인 연구를 통해 더 높은 용량, 복합적 상황(예: 수면 부족)에서의 효과를 검증하는 것이 필요하다.

 

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