뇌기능·인지기능 평가
EEG·QEEG·ERP 기반 전전두엽 MDF·PF·P300 분석으로 뇌기능 노화도·인지기능·뇌기능 불안정도를 정량 산출합니다
Key Research Achievements
대표 연구 성과
HASRI 연구진의 국제 학술지 및 국내 전문지 발표 논문
산림치유 / EEG · 2024
숲치유 프로그램 효과검증
자연환경 기반 숲치유 프로그램이 뇌파 및 자율신경 지표에 미치는 신경생리학적 효과를 EEG·HRV로 정량 검증한 연구입니다. 치유 프로그램 참여 전·후 전전두엽 알파파가 유의미하게 증가하였고, HRV 부교감신경 활성(RMSSD·HF 성분) 개선이 통계적으로 확인되었습니다. 또한 스트레스 지수(LF/HF 비율)의 유의미한 감소와 함께 주의집중 관련 뇌파 지표도 안정화되었으며, 숲 환경이 자율신경 균형 회복 및 뇌기능 안정화에 실질적으로 기여함을 과학적으로 처음 입증하였습니다. 이 연구는 산림치유 프로그램의 건강 효과를 신경생리학적 객관 지표로 검증한 선도적 사례로, 치유 프로그램 표준화에 과학적 근거를 제공합니다.
IJERPH · 2023
말초혈관 노화 마커들의 표준화
SDPTG·PPG 가속도맥파 지표를 활용하여 말초혈관 노화도를 정량 측정하는 복합 마커 체계를 구축하고, 20~80대 대규모 코호트를 기반으로 연령별·성별 표준 참조값을 국내 최초로 확립하였습니다. 혈관 탄성도 지수(AI, b/a ratio), 혈관 경직도(d/a ratio), 맥파 전달 시간 등 12개 지표의 정상 범위를 제시하였으며, 각 지표의 연령에 따른 선형 감소 패턴을 통계적으로 규명하였습니다. 기존 서양 기준과 유의미한 차이를 확인하여 한국인 특이 기준값의 필요성을 입증하였으며, 이 표준값은 현재 HASRI의 임상 현장 혈관 노화 평가 판정 기준으로 활용되고 있습니다. 임상 의사 및 산업 보건 분야에서 손쉽게 적용 가능한 비침습 혈관 노화 평가 도구로 자리매김하였습니다.
Frontiers in Public Health · 2023
독성물질에 대한 말초혈관 건강영향평가
산업 현장의 유해 독성물질(유기용제·중금속·살충제 등)에 장기 노출된 근로자 집단을 대상으로 SDPTG·PPG 말초혈관 지표 변화를 체계적으로 분석한 연구입니다. 노출 집단에서 혈관 경직도(d/a ratio) 유의미한 증가, 혈관 탄성도(AI) 저하, 맥파 전달 속도 이상이 비노출 대조군 대비 통계적으로 유의하게 관찰되었습니다. 독성 노출 기간 및 노출량과 혈관 손상 지표 간 용량-반응 관계도 확인되었으며, 말초혈관 바이오마커가 신경계 독성 영향에 앞서 혈관계 이상을 조기에 탐지하는 민감한 지표임을 입증하였습니다. 직업환경 건강 모니터링 현장에서 활용 가능한 비침습적 혈관 건강영향평가 프로토콜을 제안합니다.
Frontiers · 2023
노인마취에 의한 섬망 위험군 스크리닝 마커
전신마취 수술을 앞둔 노인 환자를 대상으로 수술 전 뇌파(EEG)·인지전위(P300)·HRV 복합 지표를 측정하여 수술 후 섬망(Post-Operative Delirium, POD) 발생 고위험군을 사전에 선별하는 스크리닝 마커를 개발한 연구입니다. 섬망 발생군에서 수술 전 전전두엽 서파 증가, P300 잠재기 연장, 자율신경 불균형이 비발생군 대비 이미 유의미하게 이상 소견을 보였으며, 이 복합 마커 모델의 ROC-AUC가 0.84에 달하는 높은 예측력을 확인하였습니다. 현재 가이드라인의 임상 지표만으로는 놓칠 수 있는 고위험 노인 환자를 수술 전 단계에서 선별하여 마취과 및 마취 전 처치에 예방적 중재를 적용할 수 있는 실용적 임상 도구로 주목받고 있습니다.
Frontiers · 2023
무증상 알츠하이머 스크리닝 마커
임상 증상이 나타나기 이전의 전임상(pre-clinical) 알츠하이머 단계 환자를 QEEG·HRV 복합 마커로 조기 식별하는 선별 도구를 개발한 연구입니다. 아밀로이드 PET 양성이지만 인지 증상이 없는 무증상 집단에서 알파·세타파 비율(ATR) 이상 및 자율신경 기능 저하가 정상 대조군 대비 이미 유의미하게 선행함을 확인하였습니다. 이를 통해 고가의 신경영상 검사나 뇌척수액 바이오마커 없이도 비침습적 신경생리 지표만으로 알츠하이머 발병 전 위험을 조기 스크리닝할 수 있음을 제시하였으며, 지역사회 기반 치매 조기 예측 코호트 사업에 적용 가능한 실용적 선별 프로토콜을 확립하였습니다.
IJERPH · 2021
건강개선 프로그램의 신경생리학적 효과 검증 II
기공·호흡·명상·태양요법을 결합한 HASRI 통합 웰니스 프로그램의 8주 적용 전·후 EEG와 HRV 변화를 다변량 분석하여 뇌기능 및 자율신경 개선 효과를 과학적으로 입증한 후속 연구입니다. 전전두엽 알파파 유의미한 증가, 스트레스 관련 베타파 감소, HRV 고주파(HF) 성분 증가, LF/HF 비율 정상화가 동시에 확인되었으며, 호흡 훈련 단독 연구(I)보다 더 광범위하고 지속적인 신경생리학적 효과가 관찰되었습니다. 개별 참여자의 사전 뇌파 프로파일에 따라 반응 정도가 달라짐을 발견하여, 개인 맞춤형 훈련 프로그램 설계의 과학적 근거를 제공하였습니다. 현재 원브레인센터의 두뇌훈련 프로그램 설계에 직접 적용되고 있습니다.
직업환경의학 · 2021
독성물질에 대한 자율신경계 건강영향 평가
산업 현장에서 유기용제·중금속·살충제 등 유해물질에 장기 노출된 근로자를 대상으로 HRV 기반 자율신경 기능 지표를 측정하여 직업성 건강영향을 객관적으로 평가한 연구입니다. 노출군에서 교감신경 과활성(LF 성분 증가), 부교감신경 저하(HF 성분 감소), 자율신경 균형도 악화(LF/HF 비율 상승)가 비노출 대조군 대비 일관되게 관찰되었으며, 노출 기간이 길수록 자율신경 이상이 심화되는 용량-반응 관계가 확인되었습니다. HRV 지표가 신경심리 검사보다 독성 노출에 더 민감하게 반응하는 조기 생체지표임을 입증하였으며, 직업환경 건강관리 현장에서 즉시 활용 가능한 비침습적 자율신경 모니터링 프로토콜을 제안합니다.
Frontiers in Aging Neuroscience · 2021
치매위험군 스크리닝 마커
QEEG 기반 신경생리학적 지표를 조합하여 경도인지장애(MCI) 및 치매 위험군을 지역사회에서 간편하게 조기 선별할 수 있는 복합 마커 시스템을 구축한 연구입니다. 전전두엽 서파(델타·세타파) 증가, P300 잠재기 연장, 알파파 감소를 통합한 다변량 마커 모델이 단일 지표 대비 민감도(88%)·특이도(82%) 모두에서 우수한 선별 성능을 보임을 확인하였습니다. 5분 측정만으로 선별 완료 가능한 간편성과 함께 신경심리 검사(MMSE·MoCA)와의 높은 상관성도 확인되어, 치매안심센터·지자체 건강검진 현장에서 즉시 활용 가능한 1차 스크리닝 도구로서의 임상적 실용성을 입증하였습니다.
Sensors · 2021
귀바퀴 말초혈관 평가
귀바퀴(이개) 부위에 소형 광용적맥파(PPG) 센서를 적용하여 말초혈관 기능을 비침습적으로 평가하는 새로운 측정 방법의 신뢰도와 타당도를 체계적으로 검증한 연구입니다. 손가락 맥파(표준법)와의 급내상관계수(ICC) 비교에서 0.91 이상의 높은 일치도를 확인하였으며, 귀 PPG에서 산출한 SDPTG 지표가 혈관 노화도 평가에 있어 동등한 타당도를 보임을 입증하였습니다. 귀 부착형 소형 웨어러블 센서로 간편하게 혈관 노화도를 연속 모니터링할 수 있는 가능성을 최초로 제시하였으며, 향후 IoT 기반 건강관리 기기로의 응용 가능성을 열었습니다. 현재 HASRI의 밴드형 측정 장비 개발에 핵심 원천 기술로 적용되고 있습니다.
Clinical EEG and Neuroscience · 2020
뇌노화 평가를 위한 전전두엽 뇌파 마커
전전두엽 EEG의 중앙주파수(MDF)와 피크주파수(PF) 지표를 활용하여 뇌기능 노화도를 정량 평가하는 바이오마커를 개발하고 연령별 표준화 기준을 국내 최초로 제시한 연구입니다. 20~80대 건강인 코호트를 대상으로 MDF·PF가 연령 증가에 따라 통계적으로 유의미하게 감소하는 선형 관계를 규명하였으며, 이를 기반으로 10세 단위 연령별 정상 참조값 및 이상 판정 기준값을 확립하였습니다. 5분 이내 안정 상태 EEG 측정만으로 뇌노화도를 객관적으로 수치화할 수 있음을 입증하여, 임상 뇌기능 검사·치매 조기 스크리닝·항노화 중재 효과 평가에 폭넓게 활용 가능한 도구로 자리매김하였습니다. 이 마커는 현재 HASRI의 뇌기능 평가 시스템의 핵심 지표로 사용되고 있습니다.
PLOS ONE · 2020
신경독성 중추신경 영향평가 마커
유해 환경인자(유기용제·중금속·농약 등)에 의한 중추신경계 손상 정도를 EEG 주파수 지표로 정량 평가하여 직업환경 신경독성 노출 여부를 객관적으로 진단하는 방법론을 제시하였습니다. 다양한 독성물질 노출 집단에서 서파(델타·세타파) 증가, 알파파 감소, MDF 저하가 일관되게 관찰되었으며, EEG 마커가 표준 신경심리 검사(MMSE 등)보다 독성 노출에 훨씬 민감하게 반응함을 확인하였습니다. 노출 집단·농도·기간에 따른 용량-반응 관계 규명 및 신경독성 노출 회복 후 EEG 지표 정상화 과정도 추적 확인하였으며, 산업 보건 현장에서의 비침습적 신경독성 조기 진단 도구로서 국제적 주목을 받은 연구입니다.
Frontiers · 2020
자율신경스트레스 관련 마커들의 표준화
HRV 기반 스트레스 관련 지표(SDNN·RMSSD·pNN50·LF·HF·LF/HF 비율 등 14개 지표)의 연령별·성별 기준값을 20~80대 건강인 대규모 코호트 데이터로 표준화하여 임상·산업 현장에서 즉시 적용 가능한 한국인 정상 참조 범위를 확립하였습니다. 기존 서양(유럽·북미) 기준과의 체계적 비교를 통해 한국인 및 동아시아인에서 유의미한 차이를 규명하였으며, 서양 기준 적용 시 한국인 집단에서 과도한 위양성·위음성이 발생함을 통계적으로 입증하였습니다. 이 표준값은 현재 HASRI 자율신경 스트레스 평가 시스템의 판정 기준으로 채택되어 있으며, 산업 보건·임상·연구 분야에서 한국인 HRV 정상 기준의 핵심 참고 문헌으로 인용되고 있습니다.
Scientific Reports · 2019
인지기능 평가를 위한 뇌파 마커
P300 인지전위와 주의·작업기억 관련 EEG 주파수 지표(세타파·알파파·전전두엽 MDF)를 복합하여 인지기능 저하를 조기에 선별하는 비침습적 다변량 평가 마커를 제안한 연구입니다. 정상 노화 집단·경도인지장애(MCI)·초기 치매 집단을 3군 비교하였으며, P300 잠재기 연장·진폭 감소와 전전두엽 세타파 증가가 인지 기능 저하 정도와 선형적 상관관계를 보임을 확인하였습니다. 복합 마커 모델의 인지 저하 선별 정확도가 신경심리 검사 단독 대비 유의미하게 높았으며, 비전문가 환경에서도 5분 측정으로 인지기능을 정량 평가할 수 있는 간편 선별 도구의 가능성을 제시하였습니다. Scientific Reports 게재로 국제적 인지도를 확보한 HASRI의 대표 논문 중 하나입니다.
IJERPH · 2019
호흡운동 프로그램의 신경생리학적 효과 검증 I
8주간 구조화된 복식호흡·횡격막 호흡·4-7-8 호흡법 훈련 프로그램이 자율신경 균형과 스트레스 반응 지표에 미치는 긍정적 효과를 신경생리학적 지표로 정량 검증한 선구적 연구입니다. 훈련 종료 후 HRV 부교감신경 활성(HF 성분·RMSSD) 유의미한 증가, 교감신경 긴장도(LF 성분) 감소, LF/HF 균형 개선이 대조군 대비 통계적으로 유의미하게 확인되었습니다. 효과의 지속성 평가를 위한 4주 후속 추적에서도 자율신경 개선 효과가 유지됨을 확인하였으며, 호흡 훈련이 자율신경 조절 능력 향상에 실질적이고 지속적인 효과가 있음을 신경생리학적으로 최초 입증하였습니다. 이 연구는 이후 HASRI 통합 웰니스 프로그램 II 연구의 기반이 되었으며, 현재 원브레인센터 훈련 프로그램에 적용되고 있습니다.