2024년도 통계청 보고에 의하면 우리나라 65세 이상 고령 인구는 전체 인구의 19.2%에 달하고 2050년에는 40%를 초과할 것으로 전망하였으며, 2024년 보건복지부의 노인실태조사에서는 2023년 치매 검진율을 35.9%로 보고하였다. 이 같은 인구 고령화와 더불어 주요 신경계 질환의 유병률이 높아짐에 따라 관련 의료비 또한 지속적으로 증가하고 있다(Suk, 2022). 신경퇴행성 질환의 진단은 자기공명영상(Magnetic Resonance Imaging, MRI), 컴퓨터단층촬영(Computed Tomography, CT) 등 뇌 영상 검사에 의존하지만(Laske et al., 2015; Lovestone, 2014), 이 검사들은 고비용과 복잡한 절차가 수반될 뿐 아니라 초기에는 이상 증후가 뚜렷하지 않아 경미한 증상을 가진 대상자를 조기 선별하는 데에 한계가 있을 수 있다. 때문에 뇌 영상 검사와 함께 기능 검사, 행동 검사 등을 실시하여 그 결과들을 종합적으로 판단함으로써 경도인지장애(Mild cognitive impairment), 알츠하이머병(Alzheimer’s disease) 등의 신경퇴행성 질환을 진단하고 있다. 관련하여 최근 수년 동안 경도인지장애나 알츠하이머병 진단을 위한 바이오마커 연구(Lee, Kim, Hong, & Kim, 2019), 신경영상 기법, 신경심리학적 검사 등이 발전해왔으나, 단일 바이오마커만으로는 이 질환들을 조기에 정확히 진단하는 것이 어렵다는 것이 관련 학계들의 중론이다. 상당수의 환자는 병리적 과정이 시작된 이후 수십 년간 무증상 상태를 보일 수 있을 뿐 아니라(Jansen et al., 2015; Villemagne et al., 2013) 장기적 무증상 단계에서도 병리적 변화는 계속 진행될 수 있다(Jack et al., 2010)는 연구들은 신경퇴행성 질환의 조기 진단의 어려움과 더불어 그 필요성을 더욱 실감하게 한다. 이러한 현 실정에서 경도인지장애와 알츠하이머병, 파킨슨병 환자에게서 다양한 음성발화의 문제들이 발병 초기부터 발생하며, 음성발화 분석이 신경퇴행성 질환의 조기 선별에 중요한 단서를 제공할 수 있다고 제안한 연구들이 있다(Gwak & Park, 2023; Pastoriza-Domínguez, 2022). 기존의 기능 검사와 행동 검사에서는 환자의 언어능력과 음성 변화에 대한 평가가 다소 간과되는 경향이 있었기 때문에, 신경퇴행성 질환의 조기 진단의 민감도(sensitivity)가 그만큼 떨어질 수밖에 없었다는 것이다(Martínez-Nicolás, Llorente, Martínez-Sánchez, & Meilán, 2021).
의미를 구성하고 조직하는 체계인 언어는 소리를 산출하는 생리적 과정인 음성을 통해 구어로 표현된다. Levelt (1991)의 구어산출 모델에 따르면, 화자는 인지기능을 통해 발화 내용을 결정하는 개념화(conceptualization) 단계를 거친 후, 언어기능을 활용하여 구문구조 형성(grammatical encoding), 어휘 인출(lexical retrieval), 형태-음운론적 부호화(morpho-phonological encoding), 음운적 부호화(phonological encoding) 등을 포함하는 형성(formulation) 단계를 수행하며, 마지막으로 말운동기능을 통해 선택된 언어를 말소리로 변환하는 조음(articulation) 단계를 통해 발화를 완성한다. 이는 연속 발화가 단순히 물리적 과정이 아닌 인지, 언어, 말운동 단계를 거쳐 이루어짐을 의미하며, 따라서 발화의 양과 질은 화자의 인지, 언어, 말운동 능력의 수준을 파악할 수 있는 주요 데이터로 활용 가능함을 시사한다. 관련하여 Ha, Jung과 Sim (2009)은 발화분석을 통해 어휘 능력과 전반적인 언어산출 능력에 대한 정보를 얻을 수 있다고 보고하였고, 음성발화 분석을 통해 신경퇴행성 질환 환자의 인지, 언어 결함을 입증한 여러 연구들은 인지기능과 관련된 언어 및 음성적 특성이 신경퇴행성 질환에서 중요하게 다루어져야 할 매개변수임을 보고하였다(Asgari, Kaye, & Dodge, 2017; Beltrami et al., 2018; König et al., 2015; Mueller, Koscik, Hermann, Johnson, & Turkstra, 2018; Orimaye, Wong, Golden, Wong, & Soyiri, 2017; Pastoriza et al., 2022; Rentoumi, Raoufian, Ahmed, de Jager, & Garrard, 2014; Roark, Mitchell, Hosom, Hollingshead, & Kaye 2011; Toth et al., 2018). 이와 같이 노년기의 인지, 음성, 언어적 변화는 경도인지장애나 알츠하이머병 등의 신경인지장애의 감별에 중요한 지표인 만큼 지속적인 모니터링과 평가가 요구된다. 아울러 음성 및 발화데이터는 비침습적으로 비용과 절차의 부담 없이 수집할 수 있으며 전 생애적 데이터로 사용할 수 있고 저장, 재생, 분석이 용이하기 때문에, 이를 활용한 평가는 기존 공식검사의 제한점을 극복한 새로운 평가모니터링 방법이라고도 할 수 있다(Clarke, Foltz, & Garrard, 2020; de la Fuente Garcia, Ritchie, & Luz, 2020).
인지, 언어, 음성, 말운동 기능 저하를 동반하는 노인성 질환에는 알츠하이머병, 파킨슨병, 루이소체 치매, 정상압수두증 등이 있는데 대부분은 증상이 점차 악화되는 퇴행성 질환에 속하지만, 정상 압수두증(normal pressure hydrocephalus, NPH)은 조기에 발견하여 치료하면 예후가 좋은 질환이다(Lee et al., 2015). NPH의 주요 임상증상으로는 보행장애, 요실금, 치매가 있으나(Shprecher, Schwalb, & Kurlan, 2008) 뇌실복강단락술(Ventriculo-peri toneal shunt, VP shunt)을 통해 치료가 가능한 가역적 치매로, VP shunt를 시행하지 않을 경우 일반적으로 수개월 내에 증상이 지속적으로 악화된다(Kim, 2014). NPH의 초기 단계에서는 전두엽과 피질하 부위가 압박을 받아 정신운동 속도의 저하, 주의력 장애, 실행기능 저하, 그리고 시공간 기능 장애와 같은 징후가 나타날 수 있다고 보고된 바 있으며(Iddon et al., 1999), 최근의 연구에서 Mani 등(2024)은 NPH가 알츠하이머병 및 혈관성 치매와 공통된 병리적 연속선상에 있으며, 뇌혈관 맥동의 변화(redistribution of intracranial pulsatility), 뇌척수액 순환 장애(impairments in CBF), 글림프 기능 장애(reduced glymphatic clearance) 등에서 유사한 기전을 공유한다고 보고하였다.
이는 NPH가 단순한 뇌척수액 순환 이상을 넘어 보다 광범위한 신경퇴행성 변화와 연관될 가능성을 시사하는데 그동안 알츠하이머병과 같은 ‘피질성 치매’에 대해서는 후천적 언어장애와 관련한 연구가 활발하게 진행되어 온 것에 반해(Malm et al., 2013; Saito et al., 2011), NPH의 경우에는 ‘피질하 혈관성 치매’ 증상이 나타나고 기억 및 전반적 인지기능 저하가 동반된다는 보고만 있을 뿐(Whitehouse, Lerner, & Hedera, 1993) 이 환자들이 보일 수 있는 언어장애 대해서는 크게 관심을 받아오지 못하였다. 하지만, 최근 들어 NPH 환자에서 표현언어 능력 저하, 단어찾기 어려움, 언어 유창성 감소 등의 문제가 발견되며 후천적 언어장애의 가능성이 제기되었다(Chung, 2018). 이에 따라 본 연구에서는 NPH 환자의 여러 언어 요소 중 ‘쉼(pause)’에 주목하였는데, 그 이유는 NPH와 같은 피질하 치매의 경우 언어 자체의 결함보다 주의력 결함, 처리속도 감소 등으로 인한 언어처리과정의 어려움이 보고된 바(Cho, Park, Kang, & Ha, 2024), 개념화부터 조음에 이르기까지 음성발화 산출의 긴 여정 중 이들의 언어처리 결함이 쉼 또는 주저함으로 드러날 가능성에 착안하였기 때문이다.
쉼은 말명료도 및 말산출 시간과 관련된 초분절적 요소로(Kim et al., 2022), 의사소통장애 변별에 있어 중요한 의미를 가진다. 정상인에 비해 실어증 환자는 긴 쉼을 빈번하게 보이고(Angelopoulou et al., 2018; Sahraoui, Mauclair, Baqué, & Nespoulous, 2015), 알츠하이머병과 경도인지장애 환자군 또한 건강한 대조군보다 쉼을 더 빈번하게 보이며(Hoffmann et al., 2010; Pistono et al., 2016) 쉼의 평균 지속시간도 더 긴 것으로 보고되었다(Singh, Bucks, & Cuerden, 2001). König 등(2015)은 정상 노인, 경도인지장애 환자, 알츠하이머병 환자를 대상으로 쉼 특성을 비교하였는데, 연구결과 정상군은 짧은 쉼과 긴 연속 발화 구간을 보인 반면, 경도인지장애와 알츠하이머병 환자군은 긴 쉼과 감소된 발화연속성을 보였으며, 이 중 알츠하이머병 환자군은 가장 긴 쉼과 가장 낮은 발화연속성을 나타내었다. 이러한 결과는 의미정보 또는 언어정보 처리상의 어려움의 정도가 발화산출과정 중 쉼이라는 시간 지표에 민감하게 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 이처럼 쉼은 인지 및 언어처리 능력의 변화를 민감하게 반영하므로 신경인지장애 및 말·언어장애 변별에 주요한 지표로 활용될 수 있다.
또한 쉼은 연속 발화 중 발화가 나타나지 않는 구간의 길이를 시간이라는 물리적 수치로 측정할 수 있기에, 평가의 객관성 또한 확보할 수 있다(Kim, 2019). Kirsner, Dunn, Hird와 Parkin (2002)의 연구에 따르면, 짧은 쉼(short pauses)은 화자가 이미 발화 중인 내용을 수정하거나 고치는 과정에서 발생하며, 약간의 조정만으로 해결 가능한 오류 또는 어려움에 대응하는 것으로 볼 수 있다. 반면 긴 쉼(long pauses)은 새로운 내용을 말하기 위해 준비하거나 발화 계획을 수립하는 데에 요구되는 것으로, 재설정, 호흡, 발성 조절 등의 요인과 밀접하게 관련 있을 가능성이 있다. 즉, 쉼의 시간적 차이에 따라 그것이 의미하는 바가 다를 수 있는 만큼, 쉼의 지속시간을 세분화하여 각 시간 지표별 쉼과 화자의 언어처리능력과의 관련성에 대해 알아볼 필요가 있다.
이와 관련한 선행연구들을 살펴보면, Levelt (1989)는 쉼 구간을 0.2초, 0.25초 이상, 0.7초 이상으로 구분하였고 쉼의 유형을 짧은 쉼(pause), 묵묵부답(gap), 긴 침묵(lapse)으로 표기하였다. Du Bois, Schuetze-Coburn, S., Cumming와 Paolino (1993)는 구어 담화에서 나타나는 쉼을 Short (0.2초 이하), Medium (0.3-0.6초), Long (0.7초 이상), Latching (0초, 담화 말)의 네 가지로 분류하였다. 한국인을 대상으로 호흡과 쉼 단위를 분석한 연구들도 찾아볼 수 있는데, Back의 연구(1987)에서는 쉼의 유형을 짧은 쉼, 보통 쉼, 긴 쉼으로 분류하였고, Lee의 연구(2010)에서는 자발화당 평균 0.46초의 쉼이 있고 이 중 문장 끝에 나타나는 휴지가 0.79초로 가장 길다고 보고하였다. 또한 Yoo와 Shin (2019, 2020)은 쉼을 0.1초 이상의 묵음으로 정의하며, 한 호흡 단위 내 쉼을 0.2초로, 발화 내 쉼을 0.5-0.6초 이하로, 발화 말 쉼을 약 0.7초로 구분하였다.
이러한 선행연구들을 바탕으로 본 연구에서도 쉼을 지속시간 별로 구분하여, 0.2초는 짧은 쉼(short pauses), 0.5초는 보통 쉼(medium pauses), 0.7초는 긴 쉼(long pauses)으로 지표화하였다. 더불어 본 연구의 대상자가 고령층인 것을 감안하여 선행연구의 기준들보다 긴 ‘연장된 쉼(extended pauses, 1-2초)’을 추가하였는데, 이는 노인 화자의 경우 기억력, 언어처리 능력, 호흡기능, 말운동협응력 등의 저하 가능성을 배제할 수 없고(Fitzsimons, Sheahan, & Staunton, 2001), 이것이 연장된 쉼의 발생으로 연결될 수 있기 때문이다. 연장된 쉼은 병리적 상태와 무관한 쉼 단위로, 이야기 회상 과제 수행 시 정상 노인의 연속 발화에서 나타난 범위이다(Pastoriza-Domínguez et al., 2022). 또한 본 연구는 NPH 환자군도 실험대상에 포함하고 있으므로, 정상 범위를 초과한 병리적 쉼의 지표로 ‘4초’를 설정하여 이를 ‘과도한 쉼(prolonged pauses)’이라 명명하고 쉼 지표에 추가하였다.
한편 어떤 과제를 사용하여 어떤 방식으로 발화데이터를 수집하였는지는 쉼 분석에 영향을 미칠 수 있는 주요 변수이다. 경도인지 장애군의 쉼 특성을 분석한 Roark 등의 연구(2011)에서는 이야기 회상 과제를 사용하여 발화데이터를 수집하였는데, 연구결과 즉각 회상과 지연 회상 중 특히 즉각 회상 조건에서 경도인지장애군의 쉼 발생비율과 총 발화시간이 정상군과 유의한 차이를 보였다. 이야기 회상 과제는 신경퇴행성 질환 환자들의 언어평가에 있어 핵심적 역할을 하는 것으로 여러 연구에서 보고되었을 뿐 아니라(Cummings, 2019), 시간 간격을 두고 이야기를 회상하게 함으로써 두 회상 시점 간 차이를 비교할 수 있다는 장점도 있다. 지연 회상의 수행 저하를 확인하는 것은 정상군으로부터 알츠하이머병 환자를 감별하는 유용한 방법이라는 연구결과(Mahendra, Bayles, & Harris, 2005), 시간 간격을 두고 이야기 회상을 반복 수행하는 것은 정상군에게는 연습효과로 작용한다는 연구결과(Gavett et al., 2016; Park et al., 2024) 등 대상 집단에 따라 연구결과가 상이하지만, 그런 만큼 지연 또는 반복 회상이 발화 내 쉼 발생에 어떠한 영향을 미치는지를 살펴보는 것 또한 NPH 환자의 언어처리 능력에 대해 시사하는 바가 있을 것이다. 따라서 본 연구에서는 이야기 회상 과제를 사용하여 쉼 발생비율을 분석하고, 더 나아가 지연 후 이야기를 다시 회상하게 함으로써 1차와 2차 수행 간 쉼 발생 양상에 차이가 있는지에 대해서도 알아보고자 하였다.
본 연구의 궁극적 목적은 이야기 회상 과제 수행 시 나타난 쉼의 특성을 살펴봄으로써 NPH 환자군을 정상 노인군으로부터 유의하게 변별할 수 있는지를 확인하는 것이다. 이를 위해 NPH 환자와 정상 노인을 대상으로 이야기 회상 과제를 통해 수집된 1차와 2차 발화데이터를 토대로 쉼 특성을 비교, 분석하고자 쉼 유형을 짧은 쉼(0.2초), 보통 쉼(0.5초), 긴 쉼(0.7초), 연장된 쉼(1-2초), 과도한 쉼(4초 이상)으로 지표화하여 쉼의 지속시간에 따른 차이를 살펴볼 것이다. 이에 앞서 전체 발화길이(총 발화시간)와 발화속도를 우선 측정하였는데, 이는 쉼 분석 시 대상자마다 상이한 발화길이와 속도로 인해 유발될 수 있는 편향성 제거를 위해 두 집단 간 전체 발화길 이와 발화속도의 차이를 확인하고, 더 나아가 쉼 지표의 발생빈도를 전체 발화길이 대비 비율로 표준화하기 위함이었다.
이와 같은 분석을 바탕으로, 본 연구는 NPH 환자의 언어정보처리상의 어려움을 발화산출 시 나타난 쉼 특성을 통해 파악할 수 있는지에 초점을 두고 있다. 더 나아가 쉼이 대상자의 언어처리 능력을 대표하는 지표로서 의미가 있음을 보다 확고히 하기 위해서는, 이야기 회상 과제 평가의 일차적 목적인 정보전달 능력이 어느 수준인지를 먼저 확인해 볼 필요가 있다. Choi (2024)는 이야기 회상 과제 수행 시 정보단위(Information Unit, IU) 분석을 실시하면, 화자가 전달하는 정보의 양과 질을 평가할 수 있으며, 명명 능력과 기억력과의 관계를 고려하여 보다 통합적인 언어적 특성을 분석할 수 있다고 보고한 바 있다. 이에 본 연구에서도 이야기 회상 과제 시 나타난 쉼 지표별 특성을 파악하기에 앞서, NPH 환자와 정상 노인군의 IU 산출 양상을 비교한 후 그 결과와 쉼 지표별 발생비율과의 상관관계를 알아보았다. 또한 쉼이 인지 저하를 예측하는 지표로서 의미가 있는지 확인하기 위해 쉼 지표별 발생비율과 표준화된 인지 검사인 K-MMSE-2 (Korean version of the Mini-Mental State Examination, 2nd Edition; Kang, Jang, Kim, & Korean Dementia Association, 2020) 결과와의 상관관계도 분석하였다.
이상과 같이 본 연구의 연구질문을 정리하면 다음과 같다. 첫째, NHP 집단과 일반 노인(healthy elderly adults, HE) 집단 간 이야기 회상 과제의 총 IU 수에 차이가 있는가? 둘째, NHP 집단과 HE 집단 간 수행 시점(1차, 2차)에 따른 이야기 회상 과제의 전체 발화길이와 발화속도에 유의한 차이가 있는가? 셋째, NHP 집단과 HE 집단 간 수행 시점(1차, 2차)에 따른 이야기 회상 과제의 쉼 지표(짧은 쉼, 보통 쉼, 긴 쉼, 연장된 쉼, 과도한 쉼)별 발생비율에 차이가 있는가? 넷째, 이야기 회상 과제에서의 쉼 지표별 발생비율과 K-MMSE-2 점수 및 총 IU 수와 상관이 있는가?
연구방법
연구대상
본 연구의 대상자는 NPH, HE 집단 각 13명씩, 총 26명이었다. 모든 대상자는 한국어를 모국어로 사용하고, 과제수행을 위한 시각 및 청각기능에 문제가 없는 자들로 두 집단의 구체적인 대상자 선정 기준은 다음과 같다.
NPH 집단
본 연구의 대상자들은 Relkin, Marmarou, Klinge, Bergsneider와 Black (2005)의 진단 기준에 따라 특발성 NPH로 진단받은 자들로, 구체적인 진단 기준은 다음과 같다. 첫째, 40세 이후 점진적으로 증상이 발현하여 최소 3-6개월간 동일 증상이 지속되었고, 둘째, MRI 등 뇌영상에서 뇌실 확장 소견이 확인되었고, 셋째, 임상 양상에 있어 확실한 보행장애와 함께 인지기능장애 또는 배뇨장애가 존재하고, 넷째, 뇌척수액압의 증가 소견이 없고(70-245 mmH20), 다섯째, 임상 증상이나 영상 소견을 설명할 만한 다른 질환이 부재하고, 여섯째, 임상적 소견 및 MRI 등의 뇌영상 판독 결과를 토대로 신경과 및 신경외과 전문의에 의해 NPH라고 진단받은 자 중 VP shunt를 받기 전 환자들이었다. NPH 환자의 경우 대상자 기준에 부합하더라도 기타 뇌 질환을 동반하지 않는지 신경과 또는 신경외과 전문의가 한 번 더 확인하는 과정을 거쳤으며, 동반 질환이 의심될 경우 연구대상에서 제외하였다. 또한 실험에 착수한 이후라도 과제 진행에 영향을 줄 정도로 주의집중력, 의사소통 능력, 인지 능력 등이 저하되어 있는 경우 실험을 중단하고 연구대상에서 제외하였다.
HE 집단
HE 집단의 선정 기준은 첫째, 전문의에 의한 진단 이력이 부재하고, 둘째, K-MMSE-2 (Kang et al., 2020) 결과 인지기능이 정상 범주(연령 및 교육년수 대비 16%ile 이상)에 속하고, 셋째, 주관적 인지 저하 또는 신경정신과적 요인에 의한 인지기능 저하가 없는 대상자로 노인우울검사(Korean form of geriatric depression scale; Jung, Kwak, Joe, & Lee, 1997)에서 14점 미만(0-13점: 정상 범위)의 점수를 획득하였고, 넷째, 초기 인터뷰 설문 문항 중 뇌, 심장, 폐 및 성대 관련 질환 여부, 고혈압 여부, 3년 이내 전신마취 수술 이력, 틀니 착용 여부 문항에서 모두 ‘아니오’라고 대답한 자였다.
두 집단 간 연령, 교육연수, K-MMSE-2 점수에 대해 독립표본 t-검정을 실시한 결과, 연령과 교육연수에는 집단 간 차이가 유의하지 않았으나, K-MMSE-2 점수에는 유의한 차이가 관찰되었다(p<.05). 집단 간 성별 분포의 차이를 확인하기 위해 카이제곱 검정을 실시한 결과, 두 집단 간 성별에 유의한 차이가 없었다. 이와 같은 두 집단의 대상자 정보를 Table 1에 제시하였다.
연구과제
이야기 회상 과제
본 연구에서 사용한 이야기 과제는 Choi와 Choi (2013)의 ‘복날’ 이야기 스크립트를 원저자의 허락하에 일부 내용을 수정, 보완한 것으로, Park 등(2024)의 연구에서 사용한 과제와 동일한 것이다. 기존의 ‘복날’ 이야기(Choi & Choi, 2013)는 11문장이었으나 재구성한 ‘복날’ 이야기는 18문장으로 길이가 다소 길어졌고, 각 문장의 평균 발화길이는 6어절로, 최대 9어절이 넘지 않도록 구성하였다. 각 문장은 전문 아나운서에게 의뢰하여 녹음하였고, 이야기를 반영하는 삽화는 전문 일러스트레이터에게 의뢰하여 편집하였다. 영상의 전체 러닝타임은 총 1분 50초로 삽화에 이야기를 삽입한 영상으로 제작하였다.
소프트웨어 기반 이야기 회상 프로그램 제작
이야기 회상 과제를 이용한 발화데이터의 수집, 저장, 관리, 분석의 효율성을 높이고자 소프트웨어 기반의 이야기 회상 프로그램을 설계, 구현하였다. 제작된 소프트웨어는 첫째, 검사자 정보 설정 모듈, 둘째, 대상자 정보 입력 모듈, 셋째, 이야기 회상 과제 모듈, 넷째, 발화데이터 분석 모듈의 네 가지 모듈로 구성되어 있다. 이야기 회상 과제 모듈에서는 ‘복날’ 이야기가 삽화와 함께 내레이션으로 제공되고, 들은 이야기를 대상자가 회상하여 말하면 발화데이터가 자동 녹음되어 구글 드라이브에 저장된다. 발화데이터 분석 모듈에서는 저장된 데이터를 청취하거나 스펙트로그램 상에서 반응시간을 분석할 수 있으며, 검사자가 발화데이터를 쉽게 편집, 전사할 수 있는 기능을 제공한다. Figure 1은 이야기 회상 프로그램의 사용 예시이다.
실험절차
본 연구의 모든 절차는 2023년 1월부터 2024년 11월까지 칠곡경북대학교병원 임상시험심사위원회의 승인(IRB No. KNUCH 2019-01-006-010)을 거친 후 연구 대상자의 서면 동의를 받아 진행되었다. 모든 실험은 40 dB 이하의 소음 환경이 유지되는 음성발화 샘플링실에서 진행되었으며, 대상자와 검사자 간 일대일 상황에서 개별적으로 이루어졌다. 과제 수행에 앞서 대상자와 보호자에게 연구의 목적과 절차에 대해 충분히 설명한 뒤, 연구 참여에 대한 사전 동의를 받았다. 동의서 작성 후 인터뷰를 통해 대상자의 기본정보를 수집하였으며, 이후 K-MMSE-2 (Kang et al., 2020)를 실시하였다.
그 다음으로 이야기 동영상을 시청하였고 시청이 끝나면 “조금 전 보았던 이야기 기억나시죠? 기억나는 것을 모두 이야기해주세요.”라는 안내에 따라 대상자는 들은 이야기를 회상하여 말하였다. 1차 이야기 회상 과제가 종료되면 본 연구와 직접적인 관련이 없는 구어운동 과제를 실시하였다. 구어운동 과제가 끝나면, “조금 전 말씀하신 이야기 기억나시지요? 어떤 이야기였는지 한 번 더 말해 주시겠어요?”라는 안내에 따라 2차 이야기 회상을 수행하였다. 1차 회상과 2차 회상 간에는 다영역 인지기능 평가도구인 Brief cognitive assessment tool (BCAT; Mansbach, MacDougall, & Rosenzweig, 2012)과 Park 등의 선행연구(2024)에 근거하여, 약 5분의 시간 간격을 두었다.
2차 수행 시 시청각 자극은 재제공하지 않았으나, 대상자가 약 10초 간 반응이 없거나 ‘모르겠다’고 응답할 경우 검사자는 “조금 더 생각해 보시겠어요?”와 같이 말하며 발화를 계속 독려하였고, 그럼에도 여전히 반응이 부족하면 “누가 나왔나요?”와 같은 직접적 단서를 제공하며 발화를 유도하였다.
자료처리
총 IU 수는 ‘복날’ 이야기 과제를 이용하여 정보전달 능력을 살펴본 Park 등(2024)의 연구와 동일한 방법으로 측정하였다. 발화길이는 대상자가 이야기를 회상하며 발화한 전체 시간을 의미하며, 녹음된 발화데이터를 재생하여 발화 시작부터 발화 종료까지의 지속시간을 측정하여 산출하였다. 발화속도는 의미 없는 구어(예: 간투사)를 제외한 나머지 발화에서 음절 수를 센 후, 전체 발화길이로 나누어 구하였다(Lee, Shin, Yoo, & Kim, 2017). 쉼 지속시간은 한국 성인의 쉼 단위에 대해 연구한 선행연구(Back, 1987; Lee, 2010; Yoo & Shin, 2019, 2020)를 참고하여, 0.2초를 ‘짧은 쉼’으로, 0.5초를 ‘보통 쉼’으로, 0.7초를 ‘긴 쉼’으로, 1-2초를 ‘연장된 쉼’으로 규정하였다. 또한, 쉼 지속시간의 변동성을 고려하여 컷오프 값을 중심으로 ±1초의 조정을 적용하였으며, 대상자가 신경계 질환 환자군임을 감안하여 4초 이상의 ‘과도한 쉼’을 추가하였다.
쉼 지표의 발생 빈도는 GoldWave Digital Audio Editor 프로그램을 사용하여 연속 발화데이터에서 무음 구간을 자동으로 탐지, 추출하여 산출하였다. 데이터의 전처리 과정으로 대상자와 검사자의 발화가 혼재된 부분이 있는지 확인하기 위해 네이버 클로바 노트(STT 서비스)를 이용해 데이터를 자동 전사한 후 연구자의 수동 전사를 통해 보완하는 과정을 거쳤다. 그런 다음 쉼 지표별 쉼 지속 시간을 기준으로 ‘silent pause’ 구간을 자동 탐지하였고, 탐지된 쉼 구간 정보를 토대로 각 쉼 지표의 발생빈도를 산출하였다. 이후 해당 빈도를 전체 발화시간으로 나누어 쉼 지표별 발생비율을 계산하였다.
통계분석
통계 처리를 위해 SPSS ver. 27.0 (IBM, Armonk, NY, USA)을 사용하였고, 각 연구질문에 대한 통계분석 방법은 다음과 같다. 첫째, 두 집단 간 과제 수행 시점에 따라 총 IU 수에 차이가 있는지 분석하기 위해, 이원혼합분산분석(Two-way mixed ANOVA)을 실시하였다. 둘째, 두 집단 간 전체 발화길이(총 발화시간) 및 발화속도에 차이가 있는지 분석하기 위해 이원혼합분산분석을 실시하였다. 첫 번째와 두 번째 연구질문의 경우 집단(NPH, HE)은 피험자 간 요인(between-subjects factor)으로, 수행 시점(1차, 2차)은 피험자 내 요인(within-subjects factor)으로 설정하였다. 셋째, 두 집단 간 과제 수행 시점에 따른 쉼 지표별 발생비율에 차이가 있는지 알아보기 위해 삼원혼합분산분석(3-way mixed ANOVA)을 실시하였다. 세 번째 연구질문에 대해서는 집단(NPH, HE)이 피험자 간 요인, 수행 시점(1차, 2차)과 쉼 유형(짧은 쉼, 보통 쉼, 긴 쉼, 연장된 쉼, 과도한 쉼)이 피험자 내 요인으로 설정되었다. 집단 내 주효과에 대한 사후검정은 Bonferroni 다중비교(Bonferroni multiple comparisons)를, 집단과 집단 간 상호작용효과에 대한 사후검정은 Compare syntax를 입력하여 다중비교를 실시하였다. 넷째, 쉼 지표별 발생비율과 K-MMSE-2 점수 및 총 IU 수 간 상관관계가 있는지 알아보기 위해, 피어슨 적률 상관관계 분석(Pearson correlation analysis)을 실시하였다.
연구결과
두 집단 간 과제 수행 시점에 따른 총 IU 수 비교
총 IU 수는 1차 수행 시 NPH 집단 평균 7.54개(SD 4.31), HE 집단 평균 15.23개(SD 6.04)이었고, 2차 수행 시 NPH 집단 평균 7.23개(SD 4.09), HE 집단 평균 15.23개(SD 6.04)이었다. 이원혼합분산 분석 결과, 집단 간 주효과(F(1, 24)=15.921, p<.001), 수행 시점에 따른 주효과(F(1, 24)=126.741, p<.001) 및 집단과 수행 시점의 상호작용효과(F(1, 24)=18.203, p<.001)가 모두 유의하였다. 즉, NPH 집단의 총 IU 수는 HE 집단보다 유의하게 적었고, 1차보다 2차에서의 IU 수가 유의하게 줄어들었다. 상호작용효과에 대한 사후검정을 실시한 결과, HE 집단의 IU수는 1차와 2차 간 유의한 차이가 없었던 반면, NPH 집단의 경우 1차보다 2차에서 IU 수가 유의하게 줄어들었음을 알 수 있었다.
두 집단 간 과제 수행 시점에 따른 전체 발화길이와 발화속도의 차이
1차와 2차 수행 모두에서 NPH 집단의 전체 발화길이는 HE 집단보다 평균적으로 더 짧았고(Table 2), 이러한 차이가 통계적으로 유의한지 살펴본 결과, 집단 간 주효과(F(1, 24)=8.159, p<.01)가 유의하여 NPH 집단이 HE 집단보다 발화 산출이 제한적임을 보였다. 그러나 수행 시점에 따른 주효과(F(1, 24)=1.422, p>.05)는 유의하지 않아 수행 시점에 따른 전체 발화길이에 유의미한 변화는 관찰되지 않았다. 또한, 수행 시점과 집단 간 상호작용효과도 유의하지 않아(F(1, 24)=.015, p>.05) 두 집단 모두에서 1차 수행과 2차 수행 간 발화길이의 변화 패턴이 유사하게 유지되었음을 보여주었다(Table 3).
두 집단 간 과제 수행 시점에 따른 쉼 지표별 발생비율의 차이
두 집단 간 수행 시점(1차, 2차)에 따른 쉼 지표(짧은 쉼, 보통 쉼, 긴 쉼, 연장된 쉼, 과도한 쉼)별 발생비율의 평균값과 표준편차는 Figure 2에, 혼합분산분석 결과는 Table 6에 제시하였다. 수행 시점에 따른 주효과(F(1, 24)=5.578, p<.05), 쉼 지표에 따른 주효과(F(4, 96)=115.070, p<.001), 쉼 지표와 집단 간 상호작용효과가 유의하였다(F(4, 96)=3.104, p<.05). 그러나 집단 간 주효과, 수행 시점과 집단 간 상호작용효과, 수행 시점과 쉼 지표 간 상호작용효과, 수행 시점, 쉼 지표, 집단 간 삼요인 상호작용효과는 모두 유의하지 않았다(p>.05).
이 가운데 수행 시점에 따른 주효과가 유의하여, 첫 번째 수행보다 두 번째 수행에서 쉼 발생비율이 줄어들었음을 알 수 있다(p<.05). 쉼 지표에 따른 주효과에 대해서는 Bonferroni 다중비교를 실시한 결과, 짧은 쉼은 나머지 모든 쉼보다, 보통 쉼은 긴 쉼, 연장된 쉼, 과도한 쉼보다, 그리고 긴 쉼과 연장된 쉼은 과도한 쉼보다 유의하게 발생비율이 높은 것으로 나타났다(p<.001). 쉼 지표와 집단 간 상호작용효과에 대한 사후검정 결과는 짧은 쉼의 발생비율은 HE 집단이 NPH 집단보다 유의하게 높았던 반면(p<.05), 과도한 쉼의 발생비율은 반대로 NPH 집단이 HE 집단보다 유의하게 높았다(p<.05). 이러한 차이를 도표로 나타내면 Figure 3과 같다.
쉼 지표별 발생비율과 K-MMSE-2 점수 간 상관관계
쉼 지표별 발생비율과 K-MMSE-2 점수 및 총 IU 수와의 상관관계는 Table 7과 같다. K-MMSE 점수의 경우 1차 수행의 짧은 쉼 및 보통 쉼과는 약한(r=.391, p<.05) 또는 중간의 정적 상관(r=.422, p<.05)을, 과도한 쉼과는 1차 수행에서 강한 부적 상관(r=-.615, p<.001), 2차 수행에서 중간의 부적 상관(r=-.424, p<.01)을 보였다. 총 IU 수의 경우 1차와 2차 모두에서 과도한 쉼과 중간의 부적 상관을 보였다(r=-.454~-509, p<.01 또는 p<.001). 이는 K-MMSE-2 점수가 낮을수록 그리고 정보전달력이 떨어질수록 과도한 쉼(4초)의 발생비율이 높아짐을 의미한다. 특히 K-MMSE-2 점수와 1차 수행에서의 과도한 쉼 간 상관계수(r=-.615)가 가장 높아, 첫 번째 회상 수행 시의 과도한 쉼 발생은 인지기능과 밀접한 관련이 있음을 알 수 있다.
논의 및 결론
본 연구에서는 이야기 회상 과제 수행 시 나타난 쉼의 특성을 살펴보기 위해 총 26명의 NPH 환자와 정상 노인의 연속 발화를 분석하였다. NPH로 인해 구어산출과정 중 시간적 지표에 영향을 미치는 변수가 무엇인지 조사하기 위해 총 IU 수, 전체 발화길이(총 발화 시간), 발화속도를 측정하고, 쉼의 특성을 지속시간과 유형으로 지표화하여 비교 분석하였으며, K-MMSE-2 점수 및 총 IU 수와의 상관관계를 살펴보았다.
집단 간 발화속도에는 유의한 차이가 없으나 1차와 2차 수행 모두에서 NPH 환자의 총 IU 수와 전체 발화길이가 HE보다 유의하게 적고 짧았는데, 이러한 결과는 신경인지장애 환자의 경우 전체 침묵 시간이 더 길며 발화 지속 시간이 짧다는 선행연구(Pastoriza-Domínguez et al., 2022) 결과와 맥락을 같이 한다. Skirrow 등(2022)은 이야기 회상 과제를 통해 경도인지장애 환자와 알츠하이머병 환자에서 인지 저하를 감지할 수 있으며 그 결과는 표준화 인지검사와 높은 연관성을 보인다는 점을 검증하였는데, 그동안 NPH 환자를 대상으로 이야기 회상 과제와 관련한 선행연구들이 정보단위 분석, 어휘산출 빈도 등과 같은 발화의 콘텐츠 또는 언어적 측면에 초점을 두고 있는 것에 반해(Cho, Kim et al., 2024; Choi, 2024; Park et al., 2024), 본 연구에서는 발화길이와 같은 시간 지표 또한 언어기능 저하와 인지결함 여부를 변별할 수 있는 유용한 지표임을 제안하였다.
이야기 회상 발화에서 나타난 쉼 발생비율은 1차 수행보다 2차 수행에서 유의하게 줄어들었지만, 두 시점 간 전반적인 쉼 지표별 발생 양상은 유사하였다. 그러나 집단 간 쉼 지표별 발생 양상에는 유의한 차이가 있었는데, 먼저 HE 집단의 결과를 살펴보면 짧은 쉼(0.2초), 보통 쉼(0.5초), 긴 쉼(0.7초)의 빈번한 발생을 통해 한국어를 사용하는 화자의 정상적인 쉼 단위를 확인할 수 있었고, 연장된 쉼(1-2초)의 발생을 통해 노화로 인한 언어 및 말운동기능의 저하(Fitzsimons et al., 2001)가 발화 계획과 산출에 영향을 미칠 수 있음을 확인하였다. 특히 짧은 쉼은 NPH 집단보다 유의하게 많이 발생하였는데, 이는 발화 산출 시 일반 노인과 NPH 환자의 쉼 발생 총량은 다르지 않지만 일반 노인은 NPH 환자와 달리 짧은 쉼을 더 빈번하게 사용한다는 것을 시사한다.
반면, NPH 집단의 경우 HE 집단에서는 없었던 과도한 쉼(4초)이 유의하게 많이 발생하였는데, 이는 경도인지장애 환자(Roark et al., 2011), 알츠하이머병 환자(Pastoriza-Domínguez et al., 2022) 등 대상은 다르지만 쉼 연구를 진행하였던 선행연구들과 유사한 결과이다. König 등(2015) 또한 경도인지장애 및 알츠하이머병 환자군에서 쉼의 길이가 길어지고 발화 연속성이 감소한다고 보고하였으며, 알츠하이머병 환자는 가장 긴 쉼을 보이며 음성 연속성이 가장 낮은 것으로 나타났다. 특히 Pastoriza-Domínguez 등(2022)은 알츠하이머병 환자의 발화에서 나타나는 쉼은 지속시간이 길고, 변동성이 크며, 2.5초 이상의 긴 쉼을 포함한다고 보고한 바 있는데, 이러한 선행연구와 본 연구의 결과를 종합할 때 알츠하이머병과 NPH가 동일한 병리적 연속선상에 있을 가능성(Mani et al., 2024)에 더욱 무게를 두게 된다. 과도한 쉼은 발화의 계획 및 조율 과정, 어휘인출을 포함한 전반적인 언어산출과정, 의미기억 구성과 같은 인지처리과정 등 발화산출의 전 과정 중 어떠한 단계에 어려움이 발생하여도 동반될 수 있는 현상이다(Ha et al., 2009). 과도한 쉼의 빈번한 발생이 HE 집단과는 차별적인 NPH 집단의 독특한 특성이었던 만큼, 이것이 발화산출의 전 과정 중 특히 어떤 단계의 어려움과 밀접한 관련성이 있는지에 대해서는 추후 후속연구를 통해 알아볼 필요가 있을 것이다.
쉼 발생비율의 집단 간 주효과가 유의하지 않고 NPH 환자와 HE 집단의 쉼 발생 총량은 다르지 않음을 고려할 때, 쉼의 빈도 자체보다는 특정 유형의 쉼이 차별적으로 나타나는지를 분석하는 것이 NPH 환자의 언어적 결함을 확인하는 데 있어 보다 주요한 접근이 될 것이다. 따라서 일반 노인 집단으로부터 NPH 환자를 변별하기 위해서는 전체 쉼의 발생비율을 살펴보는 것은 의미가 없으며, 어떠한 쉼 지표를 상대적으로 많이 또는 적게 사용하는지를 분석하는 것이 타당할 것이다. 또한 전체 발화길이 및 발화속도는 1차와 2차 수행 간 유의한 차이가 없었던 반면, 쉼 발생비율은 2차 수행에서 유의하게 줄어들었다는 결과에도 주목할 필요가 있다. 이는 5분이라는 시간 간격이 있었지만 동일한 이야기를 회상하게 한 것이 연습효과로 작용하였고, 그 결과 반복된 2차 수행에서는 1차 수행에서보다 대상자들이 덜 주저하며 이야기를 회상하여 말할 수 있었기 때문으로 보인다. 반복 수행이 NPH 환자의 언어기능 촉진에 긍정적인 영향을 미친 것을 확인한 만큼, 언어치료 대상에서 제외되어 왔던 NPH 환자들에 대해서도 치료를 적극적으로 고려해 볼 필요가 있을 것이다.
그러나 이러한 통계적 결과와는 다소 상반되게, Figure 3을 살펴보면 NPH 환자 집단에서 1차 수행보다 2차 수행 시 과도한 쉼의 발생이 두드러지게 증가하였다. 삼요인 상호작용효과가 유의하지 않았기 때문에 이에 대한 해석에는 신중을 기할 필요가 있으나, 일부 NPH 환자에서는 2차 수행 시 과도한 쉼이 현저하게 많이 발생하였고 이러한 개인차가 과도한 쉼의 평균 빈도 증가에 영향을 미쳤을 가능성도 고려할 필요가 있다. 특정 NPH 환자의 경우에는 5분의 시간 간격이 인지자원의 소진이나 집중력 저하를 초래할 수 있는 요인으로 작용할 수 있으며, 이에 따라 환자 집단 내에서도 개인별 차이가 존재할 수 있음을 간과해서는 안 될 것이다.
본 연구에서는 쉼의 발생이 NPH 환자의 인지 및 언어적 결함을 반영하는 타당한 지표가 될 수 있는지를 확인하고자 K-MMSE-2 점수와 총 IU 수와의 상관관계를 분석하였다. 그 결과 K-MMSE-2 점수가 높을수록 1차 수행에서 짧은 쉼과 보통 쉼의 비율이 증가하였고, K-MMSE-2 점수가 낮을수록 1차와 2차 모두에서 과도한 쉼의 비율이 증가하였다. 특히 1차 수행의 과도한 쉼에서 K-MMSE-2 점수와의 높은 상관관계가 관찰되었는데, 이를 통해 인지기능 저하로 인한 발화 계획 및 실행의 어려움이 최초의 이야기 회상 과제 수행에서 과도한 쉼으로 나타날 가능성이 상당히 높다는 것을 알 수 있었다. 따라서 반복 연습 없이 즉각적으로 발화를 구성하여 말할 때 4초 이상의 과도한 쉼이 비정상적으로 많이 발생한다면, 이는 인지 저하를 예측하게 해주는 징후로 간주할 수 있을 것이다. 더 나아가 과도한 쉼은 수행 시점과 상관없이 총 IU 수와도 부적 상관이 관찰되어, 정보전달력이 떨어지는 대상자는 과도한 쉼을 많이 발생할 수 있다는 것도 알 수 있었다.
쉼과 일화기억(episodic memory) 간 관계를 분석한 Pistono 등(2016)의 연구에서는 알츠하이머병 환자의 경우 전체 쉼 빈도는 정상인과 차이가 없으나, 발화 간 쉼은 유의미하게 많이 발생하며 이는 일화기억 수행과 유의한 상관이 있음을 보고하였다. 이러한 결과에 대해 Pistono 등은 신경인지장애 환자는 기억 회상과 담화 계획을 위해 더 많은 시간적 여유를 필요로 하며 발화 간 쉼은 어휘 및 의미적 문제를 반영하는 것이 아니라 기억 접근(memory retrieval)과 담화 계획(discourse planning)을 보완하기 위한 보상 전략(compensatory strategy)일 가능성이 크다고 보았다. 알츠하이머병과 공통된 병리적 연속선상에 있는 NPH 환자 역시(Mani et al., 2024), 이야기 회상 과정에서 나타나는 과도한 쉼은 단순한 언어 유창성 저하가 아니라 인지기능 저하 및 기억력 저하와 밀접한 관련이 있으며, 따라서 IU 수가 유의하게 감소하고 과도한 쉼이 증가하는 경향은 이야기 회상 과제에서 NPH 환자의 기억 접근 및 담화 계획 과정에서 인지적 부담이 가중됨을 반영하는 것으로 볼 수 있다.
이상과 같이 살펴본 본 연구의 의의를 정리하면 다음과 같다. 첫째, 연속 발화 데이터를 활용하여 쉼의 지속시간과 유형(짧은 쉼, 보통 쉼, 긴 쉼, 연장된 쉼, 과도한 쉼)을 지표화하였으며, K-MMSE-2 점수 및 총 IU 수와의 상관관계를 통해 인지기능 평가 지표로서 쉼 측정의 타당성을 검증하였다. 둘째, HE 집단의 발화에서는 관찰되지 않았던 NPH 환자의 과도한 쉼 발생을 확인함으로써 쉼 특성이 노화와 질환의 병리적 기전을 구분하는 유용한 척도가 될 수 있음을 보여주었다. 이는 쉼의 지표별 측정이 환자군의 병리적 변화를 이해하고 조기 진단 및 치료 계획 수립에 기여할 가능성이 있음을 시사한다. 셋째, 이야기 회상을 수행하여 수집한 연속 발화 분석을 통해 NPH 환자의 구어산출과정에서 나타나는 발화길이의 제한성과 과도한 쉼의 특성을 확인하였으며, 이러한 언어적 특성이 발화 계획과 처리과정에서의 인지적 결함과 밀접한 연관이 있음을 밝혔다. 이를 통해 NPH 환자의 쉼 특성이 병리적 기전을 반영하는 주요 지표임을 제안하였다.
이상과 같은 연구의 의의에도 불구하고 본 연구는 연구방법 상의 한계점 또한 갖고 있다. 무엇보다 NPH 환자군과 HE 집단 각각 13명의 소규모 표본을 대상으로 진행되었기 때문에 연구결과를 전체 집단에 일반화하기에는 제한이 있다. 또한 쉼 특성을 전체 발화 시간 대비 쉼 지표별 발생비율로만 분석하였기 때문에 문장의 시작과 끝, 어절 간, 음절 간과 같은 쉼의 발생위치를 통해 발화의 의미적, 음운적, 구문적 요소와 쉼 발생과의 관련성에 대해 살펴보지는 못하였다. 따라서 향후 연구에서는 이러한 제한점들을 보완하여 발화의 의미적, 음운적, 구문적 측면과 쉼의 관련성을 심도 깊게 살펴볼 수 있는 대규모 연구를 추진해 볼 필요가 있다.
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