외적 신호(external cue)의 제공은 파킨슨병 환자들의 운동 이상 증상을 완화시켜 수행의 향상을 유도하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 파킨슨병으로 진단은 받았으나 아직 어떠한 약물 치료도 받지 않은 초기(de novo) 파킨슨병 환자들(n=10)과 5년 이상 약물복용의 경험이 있는 중등도 파킨슨병 환자들 (n=10)을 대상으로 양팔 협응 움직임을 수행하는 동안 외적 신호의 제공 유무에 따라 양팔의 협응 수행능력에 어떠한 차이가 나타나는지 조사하였다. 연구 결과, 반대 위상 조건에서 외적 신호를 제공해 주었을 때 정상인 집단과 초기 파킨슨병 집단은 양팔 협응의 상대적 위상 오차값이 감소되어 수행의 향상을 나타내었으나 중등도 파킨슨병 집단의 경우 수행의 변화가 크게 나타나지 않았다. 이러한 결과는 협응동작 과제에서 양팔을 사용하여 비대칭적 동작을 수행하게 한 반대 위상 움직임과 같이 과제의 복잡성이나 난이도가 증가한 상황에서는 약물을 5년 이상 복용한 중등도 파킨슨병 환자의 경우 외적 신호의 제공이 수행 능력에 그리 큰 영향을 미치지 않는다는 것을 의미한다. 외적 신호의 제공에 따른 동작 속도나 거리 조절 능력의 변화는 두 파킨슨병 집단 모두에게 나타났으나, 동작의 연속성 측정에서는 중등도 파킨슨병 환자 집단에서만 이상 증상의 완화가 관찰되었다. 이러한 연구 결과는 외적 신호의 제공에 따른 파킨슨병 환자의 운동 수행의 변화에 대한 기전을 밝히고 이를 근거로 실제적인 측면에서 파킨슨병 환자들의 진단과 치료를 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 본다.

본 연구는 연속적인 두 분절 움직임에서 두 번째 목표물의 난이도 변화에 따른 하지 동작의 제어 특성에 대하여 규명하였다. 시작지점에서 출발하여 첫 번째 분절 움직임을 완성한 후 곧 바로 두 번째 분절 움직임을 실시하는 순서로 연결하여 동작을 수행하도록 지시하였다. 첫 번째 목표물은 고정시킨 반면 두 번째 목표물의 크기와 거리에 변화를 주어 분절간 움직임의 형태를 동작 시간과 속도, 그리고 영점교차 등의 운동학적 측정을 통하여 분석하였다. 연구결과, 두 번째 목표물의 거리 조건은 첫 번째 분절 움직임 수행에 영향을 미치는 것으로 나타나 맥락-의존 효과가 관찰되었다. 이러한 결과는 동작의 상대적인 순서에 대한 제어가 운동 수행을 담당하는 효과기(effector)와는 무관하게 상위 제어체계에서 조직화되고 실행된다는 것을 시사한다. 반면 목표물의 크기 조건은 하지 동작의 움직임 계획과 실행에는 크게 관여하지 않는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 과제-특수적 운동 환경과 하지 동작의 제어 형태에 기인한다고 볼 수 있다.

본 연구에서는 양팔을 사용한 협응운동의 수행에 있어서 중추적인 역할을 하는 것으로 여겨지는 소뇌에 이상이 있는 환자들(n=10)을 대상으로 협응동작 패턴의 수행 정확성과 안정성 등의 상위수준의 매개변인과 동작주기와 거리조절력, 그리고 동작의 연속성 등의 하위수준의 매개변인을 측정하여 비슷한 연령대의 정상인과 비교하였다. 연구결과, 소뇌질환 환자들은 양손을 움직이는 하위수준에서 거리측정 장애를 보여 정상인집단에 비해 거리조절 능력이 떨어지는 것으로 나타났고, 동작의 끊김이나 주저함이 없이 연속적으로 운동을 수행하는 능력에도 저하가 나타났다. 이러한 결과는 뇌질환으로 인해 운동수행 시 필요로 하는 적절한 양의 근력이나 힘을 생성해내는데 어려움이 발생하여 일어난 결과라고 할 수 있으며, 또한 신체 내외의 감각정보를 활용하여 최적의 동작을 계획하고 발현시키는 제어체계에 이상이 생겨 발생한 것으로 생각된다. 하지만 양손을 움직이는 상위수준인 동일위상과 반대위상 협응패턴의 수행에서는 정상인들과 큰 차이를 보이지 않았다. 이는 단일관절을 이용한 양팔 협응동작의 수행에 있어서 전체적인 협응구조와 그 안정성 등의 상위수준의 제어에는 뇌신경 구조체 중에서 소뇌가 크게 관여하고 있지 않은 것으로 보이며, 오히려 대뇌심부의 기저핵이 관련 동작의 수행에 깊은 연관이 있는 것으로 해석된다.

본 연구에서는 양팔을 사용한 협응패턴의 수행에 있어서 인체 활동에서의 중추적인 역할을 하는 것으로 여겨지는 대뇌기저핵(basal ganglia)과 관련된 질환인 파킨슨병의 효과를 좀 더 명확하고 구체적으로 규명하기 위해 항파킨슨 약물을 복용하지 않은 초기(de novo) 파킨슨질환 환자군(n=10)과 약물을 5년 이상 복용한 중증 파킨슨질환 환자군(n=10), 그리고 정상 대조군(n=10)을 대상으로 하여 파킨슨병환자의 유형에 따라 협응동작 과제의 수행 정확성과 안정성 등의 상위수준의 매개변인과 동작주기와 거리조절력, 그리고 동작의 연속성 등의 하위수준의 매개변인에 어떠한 차이가 있는지 조사하였다. 연구결과, 약물미복용 파킨슨환자집단은 양팔협응의 정확성, 일관성, 동작의 연속성에서 정상집단과 유사한 수행을 보인 반면, 약물복용 파킨슨환자집단은 나머지 두 집단에 비해 낮은 수행을 나타냈으며 과제의 복잡성이 더욱 증가된 반대위상 협응조건에서 운동장애 증상이 더욱 뚜렷이 나타났다. 이는 양팔협응 동작과 관련된 수행의 상위수준에서의 제어력 감소가 파킨슨병으로 인해 본태적으로 발생한 것이 아니라 병의 진행이나 약물에 의해 유발된 이상운동증(dyskinesia) 등과 같은 운동합병증에 의해 발생된다는 사실을 시사해 준다. 한편, 약물 미복용집단은 하위영역인 동작속도와 거리조절력에서는 정상인 집단보다 저조한 수행력을 보여 주었다. 이러한 결과는 약물미복용 파킨슨질환 집단의 경우 양팔협응 과제와 관련된 각 사지의 움직임에 있어서 정교하고 세부적인 운동계획과 실행에서는 다소 어려움을 나타내는 것으로 파악할 수 있다.