테아닌과 카페인이 작업 효율에 미치는 과학적 영향

L-theanine and caffeine improve task switching but not intersensory attention or subjective alertness (2010)

https://doi.org/10.1016/j.appet.2010.01.003

 

이 연구는 테아닌과 카페인이 결합된 음료가 작업 전환(task switching) 능력, 감각 간 주의력(intersensory attention), 그리고 주관적 각성(subjective alertness)에 미치는 영향을 평가했다. 테아닌과 카페인은 각각 차에서 발견되는 주요 성분으로, 인지 수행 향상에 대한 시너지 효과가 기대되었다. 연구 결과, 두 성분의 결합은 작업 전환 능력을 유의미하게 향상시켰지만, 감각 간 주의력과 주관적 각성도에서는 뚜렷한 효과를 보이지 않았다.

 

테아닌과 카페인의 배경 정보

• 테아닌

  • 주로 차 잎에서 발견되는 비단백 아미노산
  • 뇌의 알파파(α파)를 증가시켜 이완을 촉진하면서도 주의력을 강화할 수 있음
  • 이전 연구에 따르면, 단독으로 섭취했을 때 인지적 이점은 일관되지 않지만, 카페인과 결합하면 효과가 극대화됨

• 카페인

  • 각성 효과가 있으며, 선택적 주의력, 반응 속도, 시각적 탐색 능력을 향상시킴
  • 그러나 높은 용량에서는 부작용(예: 긴장감, 혈압 상승)도 동반될 수 있음
  • 테아닌은 이러한 부작용을 완화시키면서 카페인의 인지적 효과를 증대시키는 것으로 알려짐

• 테아닌과 카페인의 결합

  • 이전 연구들에서 테아닌과 카페인을 함께 섭취하면 작업 수행 능력과 주의력이 향상된다는 결과가 보고됨
  • 테아닌은 카페인의 과도한 자극 효과를 억제하면서도 긍정적인 효과를 유지시킴

 

연구 방법

1. 대상자

   • 18~45세의 건강한 성인 29명(남성 11명, 여성 18명)
   • 실험 참가 조건
     • 정기적으로 카페인이 함유된 음료(차나 커피)를 섭취하는 사람
     • BMI(체질량지수)가 20~30 사이인 비흡연자
     • 색맹, 임신, 약물 복용 등의 상태는 제외

2. 실험 디자인

   • 무작위, 이중 맹검, 교차 설계(randomized, double-blind, crossover)
   • 실험 참가자는 두 번 방문하여 테아닌/카페인 음료와 위약을 각각 섭취
   • 각 방문 시, 섭취 전(기준선)과 섭취 후 10분 및 60분에 인지 테스트 진행
   • 실험 순서는 무작위로 배정

3. 음료 구성

   • 테아닌/카페인 음료: 테아닌 97mg, 카페인 40mg, 레몬 맛의 아이스티 형태
   • 위약 음료: 동일한 형태로 제공되나, 테아닌과 카페인을 포함하지 않음

4. 측정 도구

   • 작업 전환 과제(Switch Task)

     • 작업 세트를 전환하며 반응 억제 및 선택적 반응 능력을 평가
     • 자극(문자와 숫자)이 특정 색상으로 제시되며, 정해진 규칙에 따라 반응

   • 감각 간 주의력 과제(Intersensory Attention Task)

     • 시각과 청각 자극 간의 선택적 주의 능력을 측정
     • 자극이 한 가지 감각(단일 감각) 또는 여러 감각(다중 감각)으로 제공됨

   • 주관적 상태 평가(Bond–Lader Visual Analogue Scales)

     • 긴장, 이완, 각성 등의 상태를 자가 보고로 평가

 

연구 결과

1. 작업 전환 과제(Task Switching)

   • 테아닌/카페인 음료를 섭취한 후, 참가자의 작업 전환 정확도가 유의미하게 증가
   • 반응 속도는 변하지 않았으며, 이는 속도-정확도 간의 트레이드오프 없이 수행이 향상되었음을 의미

2. 감각 간 주의력(Intersensory Attention)

   • 시각 및 청각 자극 모두에서 반응 시간이 약간 빨라졌지만, 통계적으로 유의미하지는 않음
   • 정확도에서는 두 음료 간 차이가 나타나지 않음

3. 주관적 각성도(Self-Reported Alertness)

   • 위약 음료 섭취 시 더 높은 각성을 보고한 경향이 있었으나, 통계적으로는 유의미하지 않았음

 

 

테아닌과 카페인이 작업 전환 정확도와 반응 시간에 미치는 영향

1. Switch Task Accuracy

   • 테아닌/카페인 음료 섭취 후 작업 전환 정확도가 baseline과 위약군에 비해 향상되었다.
   • 특히, 60-100분 후 정확도는 가장 큰 증가폭을 보였다.

2. Reaction Time

   • 반응 시간의 경우, 테아닌/카페인 음료 섭취 후 약간 감소했으나 baseline과 위약군 간의 큰 차이는 없었다.
   • 60-100분 후에도 반응 시간이 다소 더 개선되었음을 보여준다.

 

논의 및 결론

• 효과의 초점:

  • 테아닌과 카페인의 결합은 작업 전환 과제와 같은 고차원적 주의력(executive control)을 개선
  • 감각 간 주의력과 같은 다른 주의 측면에서는 제한적인 효과를 보임
  • 이는 테아닌과 카페인이 단순한 각성 효과를 넘어 인지 조절 기능에 영향을 줄 수 있음을 시사

• 자체 제한점

  • 테아닌 또는 카페인을 단독으로 섭취했을 때의 효과와 비교하지 않아, 결합의 상대적 우위를 명확히 확인할 수 없음

• 결론

  • 테아닌과 카페인의 결합은 작업 전환 능력 향상에 있어 강력한 시너지 효과를 나타냄
  • 차 한 잔 정도의 테아닌과 카페인 양도 인지적 이점을 제공할 수 있으며, 더 높은 복합 용량의 효과를 탐구할 필요가 있음

 

테아닌과 카페인의 조합은 작업 전환 과제에서 정확도를 유의미하게 높였다. 감각 간 주의력이나 주관적 각성도에서는 큰 효과를 보이지 않았지만, 두 성분의 결합이 집중력과 고차원적 주의 조절에 긍정적인 영향을 미칠 수 있음을 보여줬다.

 

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