KISEP Original Article 생물정신의학 Vol. 14, No. 1, February 2007 불안을동반한주요우울장애환자에대한뇌파알파비대칭의특성연구 * 이준석 1) 양병환 2) 이소희 3) 이승민 3) Electroencephalographic Alpha Asymmetry in Major Depressive Disorder Patients With Anxiety Symptoms * Jun-Seok Lee, M.D., Ph.D., 1) Byung-Hwan Yang, M.D., Ph.D., 2) So Hee Lee, M.D., Ph.D., 3) Seung-Min Lee, M.D. 3) ABSTRACT bjectives:studies O have reported differences between depressed adults and controls in quantitative measures of EEG alpha asymmetry, but, there are few using Korean subjects. So, the present study compared EEG regional alpha asymmetries of patients having major depressive disorder(mdd) and normal controls. Methods:The subjects in this study were 11 unmedicated unipolar depressed patients and 11 non-depressed, age matched controls. Resting EEG(eyes closed and eyes open) was recorded from each participant using 8 scalp electrodes. Beck Depression Inventory(BDI), 17-item Hamilton Depression Rating Scale(HDRS), Zung s Self-Rating Depression Scale(SDS) and Spielberger s State-Trait Anxiety Inventory(STAI) were used to evaluate depression and anxiety symptoms. Results:The severities of depression measured by self-report questionnaires were positively associated with those of anxiety(state and trait);the subjects were both anxious and depressed. Anxious-depressed patients differed from controls in alpha asymmetry at T4 channels. They showed evidence of greater activation over right than left temporal site. Conclusion:These findings are consistent with the previousely reported alpha asymmetry of depressed patients with an anxiety disorder. The failure to find the evidence of reduced right parietal activity in depression is presumed to be due to opposing effects of comorbid anxiety on parietotemporal activity. KEY WORDS:Alpha asymmetry Electroencephalography Depressive disorders Anxiety. * 본논문은 2005년도정부 ( 교육인적자원부 ) 의재원으로한국학술진흥재단의지원을받아수행된연구임 (KRF-2005-E00155). 1) 관동대학교의과대학명지병원정신과학교실 Department of Psychiatry, Kwandong University College of Medicine, Myongji Hospital, Goyang, Korea 2) 한양대학교의과대학신경정신과학교실정신건강연구소 Department of Neuropsychiatry, Hanyang University College of Medicine, Seoul, Korea 3) 국립의료원정신과 Department Psychiatry, National Medical Center, Seoul, Korea 교신저자 : 이소희, 100-799 서울중구을지로 6가 18-79 전화 ) (02) 2260-7311, 전송 ) (02) 2268-5028, E-mail) psyhee@hanmail.net - 42 -
서론 Berger 1) 가인간뇌파를보고한이후알파 (alpha) 리듬은소위 안정기 뇌파의특징적인소견으로알려져있다. 알파리듬은주로후두부에서현저하게나타나며, 눈을감았을때강화되는현상이전형적인특성이다. 반면에알파리듬의비동조화 (desynchronization) 는대뇌피질의활성화신호로간주된다. 2) 이러한맥락에서, 정서나행동과관련되어활성화되는대뇌영역을이러한알파리듬의감소현상을통하여측정하려는연구들이시도되어왔다. 3-5) 우울장애에대한알파비대칭 (alpha asymmetry) 연구들에서는비교적일관된결과가보고되었다. 즉 Henriques와 Davidson 6) 은우울장애환자에서좌측반구가우측에비하여상대적으로비활성화 ( 보다높은알파파워 ) 되어있는반면, 건강한대조군에서는반대의알파비대칭패턴을보인다고보고하였다. 이렇듯건강한대조군에서나타나는정상적비대칭과상반되는패턴은우울장애의관해상태환자에서도나타나는것으로보고되었다. 7) 알파비대칭은또한일시적으로유도된우울한기분상태, 8) 병적수준이하의우울을가진학생 9)10) 에서도공통적으로발견되었다. 이에대한해석으로서우울증에서좌측전두엽의활성도저하현상은이환자군에서의접근 (approach) 행동혹은긍정적정서의결함과연관되어있고, 반대로우측전두엽의활성화는회피 (withdrawal) 행동혹은부정적정서와관련된다는가설이제시되었다. 5) 한편우울장애환자의두정엽에서는전두엽과정반대의뇌파양상을보이며, 우측의알파파강도가더높은것, 즉, 우측이좌측에비해대뇌활성화가감소된것으로보고되었다. 7) 이러한우측두정엽의기능부전은우울장애에서나타나는인지기능의결함과연관된다는가설이제시되었다. 10) 하지만전두엽후방의대뇌부위에서나타나는알파비대칭성은일관성이없어서논란의여지가있다. 6)9) 우울장애에서알파비대칭 (alpha asymmetry) 의특성에관한연구가지속적으로보고되고있음에도불구하고국내연구는아직미비한실정이다. 따라서저자들은한국인주요우울장애환자를대상으로뇌파에서알파파를측정하였으며건강한대조군과의비교를통하여좌우대뇌반구및대뇌부위별로비대칭의패턴의차이를분석하여우울장애환자에서의대뇌 활성도의특성을규명하고자하였다. 방법 1. 연구대상대상군의자료는 2005 년 6월부터 2005 년 11월까지우울증클리닉을방문한환자를대상으로하였으며, Structured Clinical Interview for DSM-IV(SCID) 11) 에따라단극성주요우울장애로진단된 11명의오른손잡이환자를포함시켰다. 뇌파측정전에우울증상을평가하기위해서한국판 Beck 우울척도 (Beck Depression Inventory; 이하 BDI), 12) 17-항목 Hamilton 우울평가척도 (Hamilton Depression Rating Scale; 이하 HDRS), 13) 그리고한국판 Zung 자기평정우울척도 (Zung s Self-Rating Depression Scale, 이하 SDS) 14) 를사용하였다. 또한불안정도를평가하기위해서한국판 Spielberger의상태- 특성불안척도 (State-Trait Anxiety Inventory; 이하 STAI) 15) 를사용하였다. 연구포함기준은첫면담시 (1) BDI 점수가 10점이상이면서 HDRS 점수가 14점이상이며, (2) DSM-IV 진단기준에따라주요우울장애로진단된환자를우울군으로분류하였다. 정상대조군은나이와성별을일치시킨대학생및병원근무자를대상으로하였으며 BDI 점수가 9점이하인경우만을포함시켰다. 실제로우울군의 BDI 점수는평균이 28.36 이고 14에서 43점의범주를나타냈던반면, 대조군에서는평균 4.36, 범주는 3~8 점을나타냈다 ( 표 1). 우울군및대조군양쪽에적용된배제기준은다음과같다. (1) 정신분열병 ( 혹은기타정신병 ), 반사회적인격장애, 알코올혹은약물남용및의존 ;(2) 치매, 망상, 환각의증거가있거나심각한자살위험이상존하는경우 ;(3) 경련, 뇌수술, 기질적뇌질환혹은기질성정서장애의과거력 ;(4) 임상적으로의미있는신경학, 소화기, 간, 신장, 혈액학혹은호흡기질환의과거력 ;(5) 지난 4주간항우울제 (fluoxetine 의경우 8주 ), 벤조다이아제핀제제, 바비츄레이트제제, 베타수용체길항제, cimetidine, clonidine, 항응고제혹은기타중추신경계작용약물들을복용한경우에는연구대상에서제외시켰다. 본연구는병원의윤리심의위원회를통과하였으며연구에참여하는모든대상자에게검사의목적을충분히설명한뒤서면동의서를받았다. - 43 -
Table 1. Comparison of demographic and clinical characteristics in depressed patients(n=11) and healthy control(n=11) Characteristic Depressed subject Mean±SD Healthy control Mean±SD Female 9 9 t-test Age 43.6±11.5 35.7±12.3 0.139** BDI 28.4±10.3 04.4±03.0 0.001** SDS 57.2±10.5 33.3±03.9 0.001** STAI-S 63.7±07.9 36.8±03.7 0.001** STAI-T 59.6±08.7 36.0±06.7 0.001** BDI:beck depression inventory, SDS:the zung selfrating depression scale, STAI-S:state-trait anxiety inventory-state, STAI-T:state-trait anxiety inventory-trait. Significant group differences are marked with an asterisk *:p<.05, **:p<.01 2. 뇌파기록과로그알파파워 (Log alpha power) 의측정대상자를낮은조명의조용한뇌파실에서팔걸이의자에앉힌다음한동안 (10 분이상 ) 안정을취하도록하였다. 대상자가환경에적응한다음눈을감은상태에서 5 분간안정뇌파를기록하였다. 뇌파기계는 8채널 QEEG- 8 system(laxtha Inc, Daejeon, Korea) 을이용하였으며, 방음처리와구리로차폐된뇌파실에서검사가시행되었다. 국제 10-20 기준 16) 에의거한 8채널뇌파를 F3 와 F4( 전두부 ), C3와 C4( 중앙부 ), T3와 T4( 측두부 ), O1과 O2( 후두부 ) 에전극을부착하여오른쪽귀를기준전극 (reference electrode) 으로이용하여측정하였다. 모든전극의임피던스는 5kΩ 이하로하였으며, 표본추출속도는 256Hz/channel, 12-bit A/D 변환기, 0.6Hz 저위여과기 (lower filter), 46Hz 고위여과기 (high filter), 그리고단계여과기 (notch filter) 60Hz 로설정하였다. 분석에사용된뇌파는폐안뇌파로피검자한명당 10 epoch( 각 epoch의길이는 30초 ) 이였으며, 안구운동과눈깜빡임이심한경우혹은잡파가많이섞인경우에는자료를폐기하였다. 잡파없는폐안뇌파를뇌파분석시스템인 Complexity 2.0(Laxtha Inc, Daejeon, Korea) 을이용하여뇌파의정량적분석을실시하였다. 10초 epoch 의자료에대하여 Blackman-Harris 창을적용하여보정하였다. 얻어진뇌파자료는 fast Fourier 전환을시행하여파워스펙트럼분석을실시하였다. 알파 (alpha) 밴드의주파수 대역을 8~13Hz 로정의하였고알파밴드의절대파워값 (magnitude) 의제곱근을로그알파파워값 (log alpha power)(μv 2 ) 으로산출하였다. 3. 통계적분석우울군과대조군사이의성별, 연령등인구학적자료및 BDI, HRDS, SDS, STAI-S 그리고 STAI-T 등임상적특성에대한비교는 t-검증을통하여실시하였다. 전두부 (F3, F4), 중앙부 (C3, C4), 측두부 (T3, T4) 그리고후두부 (O1, O2) 에서얻어진로그알파파워값에대한우울군과대조군사이의차이는대상자수가적으므로정규분포를한다는가정을하기가어려우므로 Mann-Whitney U 검증을통하여유의성을분석하였다증상의심각도를측정한 BDI, HRDS, SDS, STAI-S, STAI-T 점수들사이의연관성은상관관계분석을통하여검증하였으며, 상기척도점수들과로그알파파워값사이의연관성은 Pearson 상관관계분석을통하여조사하였다. 모든통계적분석에서 p<0.05 의수준으로유의성을정의하였으며, 이러한통계처리는 SPSS 10 for windows를사용하였다. 결과 우울군의평균연령은 43.6±11.5 세였으며, 주요우울증의초발연령은평균 41.4±13.1 세였다. 주요우울증삽화의횟수는평균 1.6±1.3 회였다. 우울증상의평균유병기간은 22.9±20.4 주였다. 우울군과대조군은성 (sex) 분포나연령분포에서는유의한차이가없었다 ( 표 1). 반면, BDI 및 SDS 로측정한우울정도와특성불안및상태불안의정도는우울군이대조군에비해유의하게높았다. 각임상척도들간의상관관계는결과는, 우울정도와상태불안, 특성불안의정도는정적상관관계를나타내었다 ( 표 2). 우울군과대조군의로그알파파워를비교한결과에서는, T4 영역에서우울군이대조군에비해로그알파파워 (log alpha power) 가유의하게낮았다 ( 표 3). 그외의뇌영역에서는두군간에유의한차이를보이지않았다. 로그알파파워와우울척도및불안척도들의상관관계를분석한결과, BDI 로측정한우울의정도가높을 - 44 -
수록 T4 영역에서로그알파파워가유의하게낮았던반면, 특성불안의정도가높을수록 T4 및 O1 영역에서로그알파파워가유의하게낮았다 ( 표 4). 고 주요우울장애환자를대상으로측정한뇌파를정량분석한본연구결과, 우울군이대조군에비하여우뇌측두엽부위활성화가유의하게높았다. 우울군이대조군에비하여우뇌측두엽부위에서유의한과활성화를나타내었다는본연구의결과는불안을동반한우울증환자가우뇌의활성도가유의하게높았다는 Bruder 등 17) 의연구결과를지지하는소견이다. 불안은우울장애의흔한임상적특징이다. Heller 등 18) 은공황혹은불안증상이우뇌측두 -두정엽의과활성화와연관된다는가설을제시하였으며, Tucker 19) 는불안증상이좌뇌반구의기능부전과관련된다고보고하였다. 대학생에서높은특성불안은언어와공간적과제에대한좌뇌반구의상대적수행능력저하와관련되며, 20) 불안장애의일종인강박증환자에서는 dichotic listening 검사에서 찰 Table 2. Correlations between the BDI, SDS, STAI-S, and STAI-T in depressed patients(n=11) BDI SDS STAI-S STAI-T BDI 1 SDS.858* STAI-S.874*.981* STAI-T.897*.886*.932* 1 BDI:beck depression inventory, SDS:the zung selfrating depression scale, STAI-S:state-trait anxiety inventory-state, STAI-T:state-trait anxiety inventory-trait. Significant group differences are marked with an asterisk *:p<.01 좌뇌반구의기능부전이시사되었다. 21) 본연구의결과가우울증상의측면에서는일반적으로우울장애에서좌뇌전두엽의활성화가감소되는반면우뇌측두-두정엽의활성화가감소된다는 Heller 와 Nitschke 22) 의보고와배치되는소견인데, 그들은우울장애에서우측측두-두정엽의활성화감소가나타나는이유는낮은정서적각성 (arousal) 때문이라고해석하였다. 본연구의우울군은대조군에비해우울증상뿐만아니라불안증상의심각도 ( 상태및특성불안 ) 역시유의하게높았고, 우울척도가높아질수록상태불안이나특성불안척도가함께증가되는정적상관관계를나타내었다. 즉, 본연구대상의임상적특성은불안증상을동반한주요우울장애였다. 그러므로본연구에서는대상군의특성상우울군이가진불안증상이뇌활성화에영향을미침으로써두정엽에서는우울증의특징이상쇄되었다고추측할수있다. 특히, 측두엽부위에서는 Table 4. Correlations between log alpha power and severity of depression at each recording sites Channel BDI SDS STAI-S STAI-T F3 -.176 -.071 -.078 -.113 F4 -.231 -.113 -.163 -.276 C3 -.329 -.225 -.227 -.446 C4 -.280 -.263 -.214 -.422 T3 -.327 -.269 -.237 -.460 T4 -.433* -.308 -.365 -.642** O1 -.288 -.099 -.119 -.514* O2 -.193 -.046 -.056 -.431 BDI:beck depression inventory, SDS:the zung selfrating depression scale, STAI-S:state-trait anxiety inventory- state, STAI-T:state-trait anxiety inventory-trait. Significant group differences are marked with an asterisk *:p<.05, **:p<.01 Table 3. Log alpha power(μv 2 ) of resting EEG in depressed patients(n=11) and healthy controls(n=11) Channel Depressed patient Healthy control Mann-Whiney U test Mean±SD Mean±SD U Significance F3 2.91±0.63 3.06±0.99 53.30 0.65 F4 2.93±0.65 3.14±0.91 51.00 0.53 C3 2.99±0.59 3.43±0.82 44.00 0.28 C4 2.85±0.62 3.33±0.82 40.00 0.18 T3 2.48±0.45 3.00±0.71 36.00 0.11 T4 1.98±0.38 2.73±0.78 27.00 0.13* O1 3.25±0.95 3.82±1.07 40.50 0.19 O2 3.23±0.91 3.65±1.33 51.00 0.53 Significant group differences are marked with an asterisk *:p<.05-45 -
불안증상의특성이더우세하게드러났을가능성이시사된다. 또한전두엽에서우울증의특성을관찰할수없었던것은비교적우울정도가경한외래환자를연구대상으로하였기때문으로추정된다. 즉, 우울증에서전두엽의활성도가좌측에서저하되어있는현상은접근 (approach) 행동의결함및회피 (withdrawal) 행동과관련되었다는가설이제시되고있는데, 5) 본연구의우울군은사회적철회 (withdrawal) 증상이두드러지지않았을가능성이있다. 이연구에서는불안우울정도를다양한임상척도를사용하여측정하였는데, BDI와 STAI-T 는로그알파파워와유의한상관성이있었던반면, SDS 와 STAI-S 는유의성을나타내지않았는데 ( 표 4), 이는척도에따라임상증상을반영하는속성의차이에기인한것으로사료된다. 즉, BDI 가 SDS 에비해불안측정항목이더많은것으로보아, 불안증상을더잘반영하고 14) 또우울군이안정을취한후평가를받았으므로 STAI-S 결과에영향을주었을것으로추정된다. 우울장애와불안장애는공존율이매우높은질환이다. 23) Sloman 등 24) 은불안과우울은대인관계에서상실이나패배를경험하였을때동시에작동하는경향이있으며더이상의갈등을멈추게하기위한적응의 (adaptive) 기능이있다고제시하였는데, 높은부정적정서 ( 불안 ) 와낮은긍정적정서 ( 우울 ) 가갈등상황을해결하지못하면두가지정서체계가심화되면서불안장애와우울장애를발생시키기때문에흔히공존한다고설명하였다. 본연구에서도우울척도와불안척도의상관은모두 0.86 이상으로높은상관관계를나타내었다. 결국우울장애환자에서알파비대칭연구결과가비일관적인이유로, 첫째불안장애의공존, 둘째우울증의임상적비균질성 (heterogeneity), 셋째연구방법론의차이, 넷째알파비대칭자체의불안정한특성과관련된다는보고 17)25) 처럼본연구에서도우울증상과불안증상의공존현상이알파비대칭성에의미있는영향을미쳤을것으로추정된다. 이연구의제한점으로, 불안증상을측정하기위하여자가평정도구인 STAI를사용했으므로특성도 (specificity) 가부족하다는점을들수있다. 즉, 불안하지않은우울군도불안증상을높게기록하였을가능성을배제할수없다. 둘째, 대상이 11명으로더큰집단을대상으로연구결과를검증할필요가있다. 특히, 불안의정 도에따라두집단으로나눈결과높은불안군과낮은불안군이각각 6명과 5명으로대상자의숫자가너무작아서통계적유의미에대한일반적인연구보고를할수없었다. 향후대상군을더추가하여다양한분석을진행하는것이필요할것으로사료된다. 셋째, 연구대상에외래환자만을포함시켰으므로무감동 (anhedonia) 이나의욕상실 (avolition) 과같은증상을나타내는보다심각한우울증환자가배제되었을가능성이있다. 향후보다많은수를대상으로불안증상이경하며무감동이나의욕저하증상이현저한우울장애환자를대상으로하여불안증상이우세한우울장애환자와의비교연구를시행할필요가있다. 그리고불안증상에대한측정을자가평정도구에만의존하기보다전기생리학적측정법 (electrophysiologic measurement) 을도입한다면보다객관적인연구결과를얻을수있을것이다. 결론적으로, 저자들은주요우울장애로진단된환자를대상으로정량적뇌파를측정하고알파비대칭을비교한결과우울군은대조군에비하여우뇌측두엽부위의유의한과활성화를나타냄을관찰하였다. 이는대상군의특성이불안증이동반된우울군인것으로보아, 과각성 (hyperarousal) 증상이뇌활성도에미치는영향이반영된것으로추정된다. 중심단어 : 알파비대칭 뇌파 우울장애 불안. 참고문헌 1. Berger H. Uber das elektrenkephalogramm des menschen. I. Archly fur Psychiatrie und Nervenkronheiten 1929;87:527-550. 2. Graae F, Tenke C, Bruder G, Rotheram MJ, Piacentini J, Castro-Blanco D, et al. Abnormality of EEG Alpha Asymmetry Adolescent Suicide Attempters in Female. Biol Psychiatry 1996;40:706-713. 3. Davidson R, Schaffer C, Saron C. Effects of lateralized presentations of faces on self-reports of emotion and EEG asymmetry in depressed and non-depressed subjects. Psycho-physiology 1985;22:353-364. 4. Davidson R, Fox N. Frontal brain asymmetry predicts infants response to maternal separation. J Abnorm Psychology 1989;98:127-131. 5. Davidson R. Anterior cerebral asymmetry and the nature of emotion. Brain Cogn 1992;20:125-151. 6. Henriques JB, Davidson RJ. Left frontal hypoactiva- - 46 -
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