Korean Journal of Biological Psychiatry

교신저자：이홍식, 135-270 서울 강남구 도곡동 146-92 연세대학교 의과대학 영동세브란스병원 정신과학교실
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서     론

   환청이 들리는 환자에서 성대하근육(subvocal muscle)의 수축현상이 나타나는 것이 여러 연구에서 관찰되었고(Robert 등 1952；Lindsely 1963；Inouye와 Shimizu 1970), 이를 근거로 하여 환청과 내언어(inner speech)와의 관련성이 제기되었다. 이러한 주장은 성대하발성(subvocalization)을 억제시키기 위한 방법으로 입을 벌리게 하였을 때 환청이 중지되거나 억제되었다는 보고(Bick과 Kinsbourne 1987)에 의해 뒷받침되었다.
   McGuire 등(1993)은 정신분열병 환자가 환청을 경험할 때, 뇌의 Broca 영역의 활성도가 증가되었음을 보고하였다. 내언어의 발생이 필수적인 언어성 작업 기억 과제(verbal working memory)시에 Broca 영역의 혈류가 증가된다는 관찰(Paulesu 등 1993)을 근거로 생각해 볼 때, 이러한 소견 역시 환청과 내언어와의 관련성을 시사한다.
   한편, 청각적 언어상상(auditory verbal imagery)도 내언어와 함께 환청과 관련이 있다는 주장이 제기되고 있다(Firth와 Done 1987；David 1994). 청각적 언어 상상이란 타인이 자신에게 이야기하는 것을 상상하는 것을 의미한다. 이때에도 Broca 영역의 활성은 증가하며(Smith 등 1992), 이는 청각적 언어상상도 내언어를 동반하는 과정임을 시사한다.
   내언어 또는 청각적 언어상상과 환청과의 관련성은 인지심리학적으로 설명되고 있다. 즉, 내언어나 청각적 언어상상은 모두 스스로에게서부터 연유한 것임에도 불구하고, 자기감시체계의 장애로 인하여, 이를 외부에서 연유한 것으로 인식하기 때문에, 결국 자신의 말을 외부의 누군가가 하는 말로 여기게 되는 것이다(Firth와 Done 1987).
   McGuire 등(1996a)은 양전자방출단층촬영(positron emission tomography, PET) 연구를 통해, 환청을 반복적으로 경험하는 정신분열병 환자들에서는, 환청을 거의 경험하지 않는 환자들이나 정상인들과는 달리, 청각적 언어상상시 좌측 측두엽의 활성이 오히려 감소된다고 보고하였다(McGuire 등 1996b). 이는 좌측 측두엽이 청각적 언어상상시에 필요한 언어성 자기감시(verbal self monitoring)에 중요한 역할을 함을 시사하는 것이다.
   한편, 대부분의 환청은 누군가가 환자 자신을 비판하는 내용이다. 저자들은 이러한 현상을 환청과 자기감시체계의 이상과의 관련성을 근거로 설명해보고자 하였다. 즉, 중립적 감정에 비해 부정적 감정을 동반한 청각적 언어상상을 할 경우, 언어성 자기감시와 관련되어 있다고 알려진 뇌부위(특히, 좌측 측두엽)의 활성화가 더 많이 요구되지만, 환청을 경험하는 정신분열병 환자에서는 적절한 활성화가 이루어지지 않을 것이라고 가설을 세우고, 이를 검증하고자 본 연구를 계획하였다.
   이는 부정적 감정이 환청의 발생에 관여하는 기전을 이해하는데 중요한 단서를 제공할 것으로 생각된다.

연구대상 및 방법

1. 연구대상
   병이 악화될 때마다 반복적으로 환청을 경험하거나 지속적으로 환청을 경험하고 있는 정신분열증 환자군과 정상대조군을 연구 대상으로 하였고 포함기준과 제외기준은 다음과 같이 하였다.

1) 포함기준
   정신분열병 환자군은 DSM-Ⅳ(American Psychiatric Association 1994)에 의거하여 정신분열병으로 진단된 환자로 하였고, 정상대조군은 정신과적 장애의 과거력과 가족력이 없는 환자로 하였다.
   정신분열병 환자군과 정상대조군에 공통적으로 적용된 포함기준은 다음과 같았다；1) 나이가 18~45 사이인 환자, 2) Edinburgh Handedness Inventory(Oldfield 1971)에 적용시켰을 때 오른손잡이인 환자, 3) 연구에 동의한 환자, 4) 교육 기간이 12년 이상인자, 6) 검사 전날 음주를 하지 않았고, 7) 검사 시행 전 1주일동안 밤샘 근무를 하지 않은자.

2) 제외기준
   한편 정신분열병 환자군 및 대조군 모두에서 제외기준은 1) 중추신경계 질환(간질, 기질성 정신질환 포함) 또는 외상성 뇌손상의 병력 및 현재력이 있는 자, 2) 알콜 및 약물 남용의 과거력이 있는 자, 3) 정신지체자, 4) 의식소실을 동반한 머리손상의 경력이 있는 자, 5) 시각 및 청각장애, 문맹 등으로 인지과제 수행에 어려움이 있는 자, 6) 약물에 의한 추체외로 부작용을 보이는 자로 하였다.

2. 연구방법

1) 청각적 언어상상(Auditory verbal imagery) 과제 수행
   모든 과제의 수행은 소음과 일광으로부터 차단된 검사실에서 시행하였고, 검사실의 조도는 모든 검사시에 일정하게 유지하였다.
   연구대상자의 50cm 전방에 설치된 Personal computer monitor를 통해 5초의 간격을 두고 1초동안 보여지는 20개의 단어를 연구대상자로 하여금 ‘너는 …… 하다’라는 문장에 적용시켜, 다른 사람이 자신에게 말하는 형태로 상상하도록 하였다. 이때 상상하는 사람의 목소리는 과제 훈련 기간동안 일정한 음량으로 녹음기를 통해 들려진 목소리로 하도록 하였다. 또한 청각적 언어상상을 할 때, 제시되는 단어에 의해 유발되는 감정을 충분히 느끼면서 수행하도록 하였다. 이 과제는 중립적인 단어목록과 비판하는 내용의 단어목록 각각에 대해 시행하였다. 각 단어는 사람에게 적용시킬 수 있는 용언(用言)으로 하였고, 모든 단어는 4음절의 단어로 제한하여 음절수의 차이에 따른 혼란을 없앴다.
   대상 환자는 모두 검사에 들어가기 전에 청각적 언어상상 과제에 대해 연습하는 기간을 가졌다.
   중립적인 단어와 비판하는 내용의 단어를 선정할 때, 정상인 30명중 90% 이상이 중립적 또는 부정적이라고 일치된 의견을 보인 단어만을 선택하여, 일반적으로 대부분의 사람들이 같은 감정을 느낄 수 있는 단어를 연구에 사용할 수 있도록 하였다. 또한 중립적인 단어목록과 비판적인 단어목록에 포함되는 단어들은, 연세대학교 한국어 사전 편찬실에서 저술한 연세 말뭉치I의 어휘 빈도표에 의거하여 빈도 순으로 짝지웠다.

2) 자료 수집
   두 집단의 연구대상자들은 중립적, 비판적인 두 가지의 단어목록 청각적 언어상상과제를 모두 수행하였다. 이때, 학습과 습관화에 의한 영향을 배제하기 위해 홀수 번째의 연구대상에게는 중립적인 단어목록을 먼저 제시하였고, 짝수 번째의 연구대상에게는 비판적인 단어목록을 먼저 제시하였다.

3) 정량화 뇌파측정
   연구대상자를 10분 이상 안락의자에서 안정조건을 유지하게 한 다음, 안구 움직임을 감시하기 위한 2개 전극을 포함한 32개 전극이 부착된 모자(ElectroCap사, 1994년 제작, Eaton, Ohio, USA)를 머리에 착용하였다. 전극 위치는 international 10~20system을 따랐다. 전극의 impedence는 10kΩ 이하로 하였다. 컴퓨터 모니터를 통해 기준과제와, 청각적 언어상상과제를 시행하면서, 즉 활성조건에서 뇌파를 기록한다. 그러므로 각 연구대상자들은 모두 4가지 조건에서 뇌파를 기록하였다.
   뇌파기는 Neuronics(미래 엔지니어링사, 1995년 제작, 서울)를 사용하며 여기서 증폭된 신호를 컴퓨터로 입력하여 분석하였다(Lee 등 1989). 뇌파는 1초를 한 epoch로 하며 epoch당 sampling 개수는 256으로 하였다. 컴퓨터 모니터를 통해 artifact의 유무를 재감시하여 artifact가 없다고 판단되는 약 20~30초 정도의 뇌파를 최종적으로 저장하였고, 저장된 뇌파신호를 epoch 별로 fast Fourier transformation(FFT)하여 스펙트럼 분석을 하였다. 각각의 스펙트럼은 delta 1~4Hz, theta 4~8Hz, alpha 8~13Hz, beta 13~22Hz로 분류하였다. 그리고 30개 전극 각각의 값으로 주파수별 brain map을 영상화하였다(안창범 등 1996). 따라서 4가지 조건 각각에서 4가지 주파수대의 map을 얻으며, 이때 각 map의 30개 전극의 진폭값(단위는 μV)을 분석자료로 삼았다.

4) 분석 방법
   분석은 정신분열증 환자와 정상대조군 각각에서, 중립적 내용의 단어목록과 부정적 내용의 단어목록을 이용한 청각적 언어상상과제시의 대뇌피질 활성 차이를 주파수별로 paired t-test를 이용하여 분석하였다.
   모든 통계처리는 SPSS/PC＋(WIN)를 이용하여 처리하였고, 모든 통계적 유의수준은 0.05 이하로 하였다.

결     과

1. 연구대상의 인구학적 자료
   모든 연구과정을 마쳐 최종 분석에 포함된 연구대상자는 정상대조군이 총 18명(남 11, 여 7), 정신분열병 환자가 총 25명(남 17, 여 8)이었다. 평균연령은 정상대조군이 25.7±2.1세였고, 정신분열병 환자군이 29.3±6.6세였다. 연구대상자들의 교육 기간은 모두 12년 이상이었고, 모두 오른손잡이였다(표 1).

2. 중립적 내용의 청각적 언어 상상 과제 시와 부정적 내용의 청각적 언어상상과제시의 뇌파 진폭 비교

1) 정상 대조군
   Alpha 주파수대에서 통계적으로 유의한 차이를 보인 부위는 없었지만, TT1(t＝1.36, p＝0.19)을 포함하는 측두엽 부위에서 부정적 내용의 청각적 언어상상시 뇌파 진폭이 증가하는 경향성을 보였고, F4를 포함한 전두엽부위에서 뇌파 진폭이 감소하는 경향성을 보였다(t＝2.02, p＝0.06). Beta 주파수대에서는 TCP1에서 부정적 내용의 청각적 언어 상상시에 뇌파 진폭이 증가하였고(t＝2.18, p＝0.04), T5에서도 뇌파 진폭이 증가하는 경향성을 보였다(t＝2.01, p＝0.06). 즉 주로 좌측 측두엽 부위에서 뇌파 진폭의 차이를 보였다. Theta 주파수대에서는 FP2(t＝-2.38, p＝0.03), F4(t＝-3.18, p＝0.01), C4(t＝-2.30, p＝0.04), CP2(t＝-2.27, p＝0.04), P4(t＝-2.18, p＝0.04)에서 청각적 언어 상상시에 뇌파 진폭이 감소하였다. Delta 주파수대에서는 유의한 차이를 보인 부위가 없었다.

2) 정신분열병 환자군
   4가지의 주파수대 모두에서 통계적으로 유의한 뇌파 진폭의 차이를 보인 곳은 관찰되지 않았다.

고     찰

   정상인과 정신분열병 환자를 대상으로 부정적 내용의 청각적 언어상상 과제와 부정적 내용의 청각적 언어상상 과제를 각각 수행하면서 정량화뇌파검사를 시행한 결과 정상인의 경우 중립적 감정일 때에 비해 부정적 감정의 청각적 언어 상상시, 좌측 측두엽 부위에서 beta주파수 대의 뇌파 진폭이 증가하였고, 대뇌 우반구의 일부 부위에서 theta주파수대의 뇌파 진폭이 감소하였다. 그러나 정신분열병 환자의 경우, 두 가지 과제를 수행하는 동안 모든 주파수대에서 뇌파 진폭의 차이가 관찰되지 않았다.
   정량화뇌파는 피질 하 구조에 관한 정보를 정확히 제공하지 못하는 단점을 가지고 있으나, 본 연구에서의 주요 관심 부위가 측두엽 피질이었다는 점에서 연구방법론상 충분히 의의가 있다고 하겠다.
   Beta파는 인지과제의 요구가 있을 때 증가한다. 어떤 특정한 과제동안 beta파가 증가하면 그 부위와 과제는 연관되어 있다고 추정한다(Ray와 Cole 1985；Papanicolaou 등 1986；Williamson 등 1989；Ihl 등 1996). 본 연구에서 정상 대조군의 경우, beta파는 부정적 내용의 청각적 언어상상을 할 때 중립적인 내용의 청각적 언어상상을 할 때에 비해 좌측 측두엽에서 활동성이 증가됨이 관찰되었다. 그러나 정신분열병 환자군에서는 어느 부위에서도 beta주파수의 유의한 차이가 없었다.
   이전에 시행되었던 정상인을 대상으로한 PET 연구에서 청각적 언어상상시에 좌측 측두엽의 활성이 증가하였는데, 이 연구에서 과제 수행시 제시되었던 단어는 주로 경멸하는 내용의 형용사이었다(McGuire 등 1996b). 따라서 좌측 측두엽의 활성이 단순히 청각적 언어상상에 의한 것인지 아니면 부정적 감정이 개입되면서 이러한 결과가 나왔는지는 정확히 판단할 수는 없다. 여하튼 부정적 내용의 청각적 언어 상상시 좌측 측두엽이 활성되었다는 본 연구의 결과는 이들의 결과와 일치한다. 또한 좌측 측두엽이 supplementary motor area와 함께 자기감시체계에 관여한다는 이들의 주장에 비추어볼 때, 중립적 감정일 경우보다 부정적 감정의 청각적 언어 상상시에 자기감시체계의 활성이 더 요구된다고 볼 수 있다. 정신분열병 환자에서는 측두엽의 부피가 감소되어 있고(Barta 등 1990；Harvey 등 1993), 측두엽 부피 감소와 환청사이에 상관관계가 있으며(Barta 등 1990), planum temporale의 좌측 우세가 나타나지 않거나 역 비대칭(reversed asymmetry)을 보인다고 보고되고 있다(Crow 1990；Zipursky 등 1992；Barta 등 1997).
   이러한 연구 결과들을 고려해 볼 때 측두엽의 결함으로 인하여 정신분열병 환자가 부정적 내용의 청각적 언어상상을 할 때 자기감시체계의 활성이 더 필요함에도 불구하고 이를 제대로 수행하지 못하게 되므로 환청이 주로 부정적 감정을 동반하는 내용으로 들리게 된다고 볼 수 있다. 이러한 추론을 지지하는 결과가 본 연구에서도 관찰되었다. 즉, 정신분열병 환자군의 경우 중립적 내용의 청각적 언어 상상시와 부정적 내용의 청각적 언어 상상시에 유의한 beta 주파수대의 차이가 없는 것으로 나타났는데, 이러한 결과는 부정적 감정 동반시 더 활성화되어야 할 자기감시체계, 특히 측두엽이 정신분열병 환자에서는 활성화되지 못하기 때문에 환청 현상이 발생할 수 있을 것으로 생각된다. 실제로 부정적 감정이 자기 감시체계에 영향을 미친다는 저자들의 주장을 뒷받침하는 연구가 보고되었다(Johns와 McGuire 1999). 즉, 연구대상자들로 하여금 중립적 단어 또는 부정적 감정의 단어를 읽게 하되 이들이 말한 단어가 곧바로 자신의 귀로 들리게 하는 조작을 하였다. 그리고, 귀에 들린 단어가 자신이 말한 단어인지 외부에서 들려오는 단어인지를 구분하라고 하였을 때, 정신분열병 환자들의 경우, 중립적 감정의 단어에 비해 부정적 감정의 단어를 외부에서 들려오는 단어로 생각하는 경우가 더 많았다.
   Alpha파에 대한 분석에서 정상대조군의 경우, 중립적 내용과 부정적 내용의 청각적 언어상상시의 alpha파 활성을 직접 비교한 결과 통계적으로 유의하지는 않았지만 좌측 측두엽에서 alpha파 활성이 증가하는 경향성을 보였고, 전두엽에서는 alpha파 활성이 오히려 감소하는 경향성을 보였다. 이러한 결과로 미루어 부정적 감정에 의해서 좌측 측두엽이 활성화되고 전두엽은 억제된다고 생각할 수 있고, 전두엽과 좌측 측두엽 간에 기능상의 해리(dissociation)가 생긴다고 추론할 수 있었다. 이미 여러 연구방법에 의해 제기되어온 정신분열병 환자에서의 전두엽 기능이 약화를 고려할 때(Buchsbaum 등 1982；Mathew 등 1988；Andreason 등 1992；Weinberger 등 1996), 정신분열병 환자에서 전두엽과 측두엽과의 기능적 해리는 더 심화될 것으로 기대했었다. 이러한 해석은 환청이 자기감시체계의 결함으로 생긴다는 기존의 주장(Firth와 Done 1987)을 지지하는 것이기도 하였다.
   그러나 본 연구에서는 정신분열병 환자군에서 중립적 내용의 청각적 언어상상시와 부정적 내용의 청각적 언어 상상시에 alpha파의 차이가 관찰되지 않아 이를 지지하지는 못하였다. 이를 해석하기 위해 우선적으로 고려해 볼 수 있는 것은, 정상인에서 보였던 활성의 차이가 통계적으로는 유의하지 않고 단지 경향성만을 보였다는 점이다. 만약 정신분열병 환자군에서 기능적 해리의 소견이 통계적으로 유의하였다면, 정상대조군에서의 기능적 해리 소견이 통계적으로 유의하지 않고 그러한 경향성만 있다고 하더라도 논리적으로 생각할 때, 의의가 있을 수 있다. 그러나, 정신분열병 환자군에서 어떠한 유의한 차이나 경향성이 보이지 않았기 때문에, 정상대조군에서 나타났던 기능적 해리의 경향성은 우연에 의한 것일 가능성이 있으며, 실제로는 차이가 없을 가능성이 더 많다. 또한 특정 과제의 수행과 관련되어 있는 alpha파보다는 beta파이기 때문에 과제 수행과 관련된 활성의 차이가 alpha파에는 적절히 반영되지 않았을 가능성이 있다.
   Theta파는 쾌감, 불쾌감 또는 졸리움 등과 관련되는 것으로 알려져 있으며(Andreassi 1995), 즐거운 일을 경험하고 있을 때 theta파의 활성이 증가한다고 한다(Maulsby 1971). 따라서 theta파는 감정 상태에 따른 대뇌 활성 양상을 반영한다고 볼 수 있으며, 부정적 감정을 느낄 때의 theta파 활성이 중립적 감정일 때와 비교해서 줄어들 것으로 생각할 수 있다. 본 연구에서도 정상 대조군에서의 theta파 활성이 부정적 감정일 때 전반적으로 감소한 것으로 나타났다. 특히 FP2, F4, C4, CP2, P4 등 주로 우반구에서 통계적으로 유의하게 theta 활성이 감소하는 것으로 나타났다. 이는 감정적 요소는 우반구에서 우세하다는 기존의 연구들(Schwartz 등 1975；Dimond 등 1976；Suberi와 McKeever 1977；Kyle 1985)과 일치하는 결과이다. 그러나 정신분열병 환자군에서는 유의한 theta파의 차이가 발견되지 않았으며, 이는 정신분열병 환자에서 감정에 대한 대뇌의 기능적 편향화(lateralization)에 문제가 있음을 시사하는 것으로 기존의 연구 결과들과 일치한다.
   본 연구 결과를 요약하면 정상인에서는 부정적 내용의 청각적 언어상상을 할 때 중립적 내용의 청각적 언어상상을 할 때에 비해 좌측 측두엽 부위가 유의하게 활성화되었고, 정신분열병 환자군의 경우 중립적 내용의 청각적 언어 상상시와 부정적 내용의 청각적 언어상상시에 유의한 차이가 없었다.
   이런 소견은 이전의 여러 연구에서 좌측 측두엽은 자기감시체계에서 중요한 역할을 한다는 사실과 정신분열병에서 좌측 측두엽에 이상소견이 있다는 연구결과와 관련시켜볼 때 정신분열병환자에서는 좌측 측두엽의 더 많은 활성이 요구되는 부정적 내용의 청각적 언어상상을 하게 될 때, 적절한 활성화가 이루어지지 못하는 것으로 추정된다. 그리고 이에 따른 자기감시체계의 활성의 저하가 환청과 밀접하게 관련될 수 있는 것으로 시사된다.

요     약

연구목적：
   환청이 자기감시체계의 이상이라고 주장하는 일부 학자들은 청각적 언어상상과 관련된 뇌 활성화 소견을 이용하여 환청의 병리기전을 밝히고자 하였다. 그런데 대부분의 환청의 내용은 부정적 감정을 동반하는 내용이다. 이런 점에서 저자들은 부정적 감정이 청각적 언어상상에 의해 유발된 대뇌 피질 활성에 어떤 식으로 영향을 미치는지 알아보고, 이를 통해 부정적 감정이 환청 발생에 미칠 수 있는 영향을 이해해 보고자 하였다.
방  법：
   정상인과 정신분열병 환자를 대상으로 부정적 내용의 청각적 언어상상 과제와 부정적 내용의 청각적 언어상상 과제를 수행토록 하였다. 이 두 가지 과제를 수행하면서 정량화뇌파검사를 시행하였고, 이때의 대뇌피질 활성의 차이를 paired t-test를 이용하여 분석하였다. 그리고 이러한 차이가 정신분열병 환자와 정상인에서 각기 어떤 식으로 달리 나타나는가 비교하였다. 
결  과：
   정상인의 경우 중립적 감정일 때에 비해 부정적 감정의 청각적 언어상상시, 좌측 측두엽 부위(TCP1)에서 beta주파수대의 뇌파 진폭이 증가하였고, 대뇌 우반구의 몇몇 부위(FP2, F4, C4, CP2, P4)에서 theta주파수대의 뇌파 진폭이 감소하였다. 그러나 정신분열병 환자의 경우, 두 가지 과제를 수행하는 동안 모든 주파수대에서 뇌파 진폭의 차이가 관찰되지 않았다.
결  론：
   본 연구 결과는 좌측 측두엽의 더 많은 활성이 요구되는 부정적 내용의 청각적 언어상상을 하게 될 때, 정신분열병 환자에서는 적절한 활성화가 이루어지지 못하는 것을 지지하는 소견으로 생각된다. 그리고 이에 따른 자기감시체계의 활성의 저하가 환청과 밀접하게 관련될 수 있는 것으로 시사된다.