본 연구는 진단초음파 및 근적외선분광법 (NIRS)을 사용하여 발살바 조작 (VM)을 수행하기 위한 자발적인 흉강 내 압력 조정이 전전두엽 뇌기능 및 뇌혈류 역학의 변화에 미치는 영향을 조사하고자 하였다. 건강한 성인 16명을 대상으로 30과 40mmHg VM을 수행하고, NIRS를 통해 대뇌산소포화도 (rSO2)와 산화헤모글로빈 (HbO)을 측정하 였다. 그리고 진단초음파를 사용해 경동맥 (CCA)에서 최대혈류속도 (PSV)와 심박수 (HR)를 측정하고, 혈관경직도(STIFF)와 맥파전달속도 (PWV)를 도출하여 VM 수행 전후 차이를 비교하였다. 그 결과 30mmHg VM 수행 후 PSV 가 유의하게 증가하였고, PWV와 STIFF는 유의하게 감소하는 것으로 나타났다. 반면, 40mmHg에서는 HR의 유의한 감소만 나타났다. VM 수행 후 전전두엽의 뇌기능은 30과 40mmHg VM에서 rSO2가 증가하는 경향을 보였으나 유 의한 변화는 나타나지 않았다. 반면 HbO는 VM 수행 후 유의한 감소를 보여주었다. 결론적으로, 두 가지 강도의 흉강 내압에서 VM 수행은 뇌기능에 동일한 영향을 미치는 것으로 나타났으나, 흉강 내압이 높은 경우에는 체압이 높아 효과적인 혈관 이완이 나타나지 않았다. 반면, 낮은 흉강 내압에서는 혈관의 탄성도가 크게 증가되어 뇌혈관의 기능 개선에 효과적으로 작용할 수 있을 것으로 판단된다.

대기오염 등의 영향으로 실내 활동 시간이 증가하는 상황에서 뇌기능과 신체활동 측면에서 보다 건강한 실내 생활 을 위한 다양한 방안에 대한 고려가 절실한 실정이다. 본 연구는 실내 산소의 농도와 호흡의 방법에 따라 인지능력과 생체신호에 어떤 영향을 미치는지에 대해 연구하여 보다 건강한 실내 일상생활을 제안하고자 한다. 건강한 성인 20 명을 대상으로 공기 전달 시스템을 통해 공급된 공기를 산소마스크를 통해 흡입하도록 하였다. 호흡 방법과 산소 농도에 따른 변화를 확인하기 위해 모든 피험자는 3가지 호흡(비강, 구강, 및 고농도 산소공급과 함께 구강 호흡)을 인지부하자극(눈 감은 휴식기, 눈 뜬 휴식기, 1-back 및 2-back 작업기억 과제) 별로 각각 수행하였다. 자극에 대한 반응시간, 정확도 및 생체신호를 측정하여 호흡에 따른 인지부하별 변화를 분석하였다. 그 결과, 3가지 호흡에서 모 두 인지부하의 증가에 따라 심박동수는 유의하게 증가하면서 인지부하와 높은 상관성이 있는 생체신호임을 확인하 였다. 또한 구강호흡에서는 분당 호흡 횟수가 인지부하증가에 따라 유의하게 증가하는 변화가 나타났으며, 인지활동 시 구강호흡에서 부족한 산소공급을 보완하기 위한 생체신호의 변화를 확인하게 되었다. 반면 고농도 산소공급과 함께 수행한 구강호흡에서는 비강호흡과 같이 분당 호흡 횟수의 유의한 변화는 없는 것으로 나타났다. 이는 고농도 산소공급이 구강호흡과 같이 비효율적인 산소 흡입이나 산소 농도가 부족한 환경에서 이를 보완해 주는 역할을 할 가능성이 있음을 시사한다. 본 연구 결과를 기반으로 후속 연구에서는 자율신경계 변화까지 분석하여 인지 뿐만 아 니라 심리에 미치는 영향까지 종합적으로 규명하고자 한다.