Higher order cognition (HOC) is commonly impaired in neurological disease including mild cognitive impairment (MCI) and dementia of Alzheimer’s type (DAT). The impact of this deficit is particularly prominent in communication. The purpose of this preliminary study was to investigate the correlation between HOC and communication in MCI and DAT using Brief test of Cognitive-Communication Disorders (BCCD), and to demonstrate subdomains of communication as predictors of HOC.
Healthy controls (n = 40), persons with MCI (n = 31) and DAT (n = 40) completed the subtests of HOC and communication in BCCD. HOC and communication tests consisted of 9 (organization/reasoning/problem solving/executive function) and 12 (comprehension/expression/reading & writing/pragmatic language) items respectively.
The main findings were as follows. Firstly, there was a significant difference among three groups in most subdomains and total scores of HOC and communication. Secondly, HOC was significantly associated with comprehension and total score in MCI. A significant relationship between HOC and all domains of communication was also observed in DAT. Thirdly, expression, pragmatic language, and total score were predictors of HOC in MCI, while only total score of communication predicted HOC for individuals with DAT.
This study is expected to present clinically available data in assessment and intervention for cognitive-communication disorders. Specific communication measures as powerful indicators of HOC may contribute to increase the diagnostic and prognostic accuracy in MCI and DAT.
고차원적 인지(higher order cognition, HOC)는 추론, 문제해결, 비판적 사고, 새로운 분야의 학습, 창의성 등을 발휘하는데 필요한 과정을 이해하고 적용하는 능력으로 다면적이고 복합적인 인지 영역에 해당한다(
HOC는 다양한 인지-의사소통 과제와 일상생활 기능에서 광범위하게 요구되는데, 구체적인 범주는 다음과 같다(
HOC와 지각, 실행, 언어 등이 결합하여 고차원적 정신기능이 발휘되므로(
따라서 HOC와 의사소통은 상호 간에 큰 영향을 미친다. 질문에 대답하기, 문장-그림 짝 맞추기 등 정보를 회상하거나 활용하는 과제는 기억 속에 보유하고 있는 정보를 처리함으로써 수행할 수 있는데, 이 과정에서 HOC나 작업기억과 같은 다영역적 인지가 음운 인식, 구어 회상의 정확도, 계산 및 언어 이해를 돕는다(
의사소통의 하위 영역 중 이해 측면에 미치는 HOC의 영향은 광범위하다. 언어 이해력의 저하는 목표에서 벗어난 장황한 발화를 유발한다. 주제와 무관하고 지나치게 많은 양의 발화는 모호하거나 제한적인 성격을 띠므로 의사소통의 효율성을 낮추고 상호작용의 질을 경감시킨다(
의사소통의 산출 측면도 HOC가 크게 관여한다. 특히 단어정의하기 과제는 HOC를 포함한 인지-언어 영역에 민감하다. 즉 문장 수준의 의미론적인 표현에 그치지 않고 단어의 의미처리, 사물에 대한 의미지식, HOC 등을 복합적으로 요구한다(
HOC는 읽기나 쓰기와 같은 의사소통 영역에도 다양하게 작용한다. 읽기와 쓰기는 활용되는 과제의 유형이나 방식에 따라 요구되는 기능과 영향이 다를 수 있다. 예를 들어 소리 내어 읽기는 치매 환자의 공격성, 우울감, 행복감, 운동 능력 등 정서·행동 측면이 관여된다(
쓰기 과제는 개념화나 의미 체계와 관련된다. 의미 체계의 개념 특이적 정보가 소실된 치매 환자는 쓰기를 제대로 수행할 수 없다(
화용언어는 HOC의 영향이 가장 큰 의사소통 영역 중 하나이다. 은유, 속담, 관용구 등의 비유언어는 문자 그대로의 해석이 아닌 화용적 추론에 기반하여 해석한다. 이는 논리적 추론과 달리 언어의 의미를 맥락적으로 이해함으로써 드러나지 않은 화자의 의도를 파악하는 능력이 필요하다(
이 같은 화용적 추론은 담화 측면에도 적용된다. 즉 담화 산출에는 HOC와 언어의 의미 및 구문, 화용 측면이 통합적으로 관여되므로 노화나 신경병리학적 질환의 인지-언어 수행력을 민감하게 반영한다(
MCI나 DAT와 같은 신경병리학적 질환에서 HOC와 의사소통은 가장 두드러지게 손상되는 영역에 해당한다(
본 연구에서는 MCI와 DAT 환자의 HOC와 의사소통 능력을 알아보고 양자 간의 상관성을 분석하고자 한다. 또 HOC를 민감하게 반영하는 의사소통의 하위 영역이 무엇인지를 제시할 것이다. 이를 위해 현재 개발 중인 인지-의사소통장애 간편검사(Brief test of Cognitive-Communication Disorders, BCCD) (
첫째, MCI, DAT, 통제 집단 간에 HOC 및 의사소통의 수행력을 비교한다.
둘째, MCI, DAT, 통제 집단에서 각각 HOC와 의사소통의 하위 능력 간에 상관성을 분석한다.
셋째, MCI, DAT, 통제 집단의 HOC 능력을 예측하는 의사소통 변인을 제시한다.
본 연구의 환자군은 MCI 31명, 경도~중등도의 DAT 40명으로 구성되었다. 정상 통제군에는 이들과 연령, 성별, 교육 연수의 분포를 일치시킨 노인 40명이 포함되었다. 이들은 수도권과 전라도, 충청도 소재의 대학병원 신경과, 데이케어센터, 대학 부설 언어재활센터, 노인복지관, 노인정으로부터 표집되었다.
환자군의 선정 기준으로는 1) 신경과 전문의에 의해 MCI와 DAT로 진단받고, 2) 임상치매척도(clinical dementia rating)(
두 환자군과 정상군 간에 연령, 성별, 교육 연수, K-MMSE의 분포에 대한 동질성 검정 결과 K-MMSE (F = 55.263,
세 집단의 인구통계학적 및 신경심리학적 특성은
세 집단의 HOC 및 의사소통 능력을 알아보기 위해 BCCD의 하위 검사를 활용하였다. BCCD는 인지 15개, 의사소통 12개 등 총 27개 문항을 통해 인지 및 의사소통 능력을 평가하는 도구이다. 인지의 4개 하위 검사에는 주의력(선택주의력/분리주의력), 시공간력(시공간 구성), 기억력(구어 및 비구어 작업기억/회상과 재인), HOC(조직화 능력/추론력/문제 해결력/집행기능) 영역이 포함된다. 의사소통의 4개 하위 영역은 이해(비유언어/상징 및 기호), 표현(단어유창성/단어 정의/비유언어), 읽기 및 쓰기(읽기이해/받아쓰기), 화용언어(담화/화용 표현)로 구성된다. 화용언어의 담화 문항을 제외한 나머지는 모두 문항당 0~2점으로 채점하며, 담화 문항은 명시된 기준에 따라 최대 8점을 부여한다.
본 연구에서는 조직화 능력, 추론력, 문제 해결력, 집행기능으로 구성된 HOC의 9개 문항, 그리고 이해, 표현, 읽기 및 쓰기, 화용언어가 포함된 의사소통의 12개 문항을 활용하였다.
BCCD 중 본 연구에 활용된 두 영역의 주요 구성은
인구통계학적 및 신경학적 정보, 기타 능력(청력, 시력 등)에 대한 사례 면담을 실시하였고, 정상군의 선별 및 전반적인 인지수준을 알아보기 위해 K-MMSE를 시행하였다. 이에 따라 선별된 대상군에게 BCCD를 적용해 집단별로 수행력을 알아보았다. 검사는 소음이 최소화된 조용한 방에서 일대일 직접 평가 방식으로 진행되었고, 수행력은 문항의 특성에 따라 검사자가 기록지에 기록하거나 피검자가 반응지에 직접 표기하였다. 검사에는 사례 면담 및 K-MMSE가 10~15분, BCCD가 20~30분가량 소요되었다.
본 연구를 위해 세 집단의 HOC와 의사소통 능력을 분석하였다. 담화를 제외한 모든 문항은 명시된 채점 기준에 따라 3점 척도(2, 1, 0)로 점수를 산정하였다. 예를 들어 HOC의 문제 해결력, 의사소통 표현의 단어 정의 등은 채점 기준(예: 핵심 의미-먹을 때/떠먹을 때/(밥) 풀 때, 밥/국)에 따라 채점하였다. 담화 문항은 규정된 분석 틀에 따라 응집성 및 통일성은 각각 0~3점, 명제 및 쉼은 0~2점으로 평정하여 최대 8점을 부여하였다(예: 6개 명제 이상을 회상하여 말한 경우). HOC의 총점은 18점, 의사소통은 이해 8점, 표현 8점, 읽기 및 쓰기 4점, 화용언어 10점으로 산정되었다. 점수가 높을수록 각 영역의 수행력이 양호함을 의미한다.
본 연구에서는 통계 분석 프로그램으로서 SPSS 21.0 version (IBM Corp., Armonk, NY, USA)을 활용하였다. 연령과 성별, 교육 연수, K-MMSE 점수상 집단 간의 분포에 차이가 있는지를 확인하기 위해 일원배치 분산분석(one-way analysis of variance)과 카이제곱 검정(chi-squared test)을 사용하였다. 기술통계 및 일원배치 분산분석, Tukey 사후검정을 통해 세 집단의 HOC 및 의사소통 능력을 비교하였다. HOC와 의사소통능력 간의 상관성은 피어슨 상관계수(Pearson correlation coefficient)분석으로 검토하였고, HOC를 예측하는 의사소통 영역은 단계적 다중선형 회귀분석(stepwise multiple linear regression analysis)을 통해 알아보았다.
두 환자군과 통제군에서 HOC와 의사소통 능력에 차이가 있는지를 비교한 결과는
HOC는 통제군, MCI, DAT 순으로 수행력이 높았고, 세 집단 간의 차이가 유의미하였다(F = 5.537,
의사소통은 읽기 및 쓰기를 제외하고 모든 하위 영역과 총점에서 정상 통제군이 가장 높고 DAT 집단이 가장 낮은 수행력을 보였다. 세 집단 간의 차이는 표현(F = 14.708,
두 환자군과 통제군의 HOC와 의사소통 능력 간의 상관성을 알아보았다(
MCI 집단은 이해(r = 0.920,
두 환자군 및 통제군의 HOC를 예측하는 의사소통 영역이 무엇인지를 분석한 결과는
MCI 집단의 HOC는 의사소통 영역 중 표현(β = 0.540,
본 연구에서는 현재 개발 중인 인지-의사소통장애 평가 도구인 BCCD의 하위 검사를 활용하여 MCI와 DAT 환자의 HOC와 의사소통 간의 상관성을 분석하였다. 이를 통해 HOC를 민감하게 반영하는 BCCD의 의사소통 영역이 무엇인지를 규명하였다.
본 연구에서 HOC 및 주요 의사소통 영역은 통제군, MCI, DAT 순으로 수행력이 높았다. 의사소통의 하위 영역 중에는 표현, 화용언어, 총점이 세 집단 간에 유의한 차이를 보였고, 특히 통제군과 DAT, MCI와 DAT 간의 차이가 유의미하였다. 신경병리학적 질환이 기억력에 미치는 영향과 비교할 때 HOC와 의사소통의 손상은 그 정도와 양상에 차이가 있으나, DAT로 진단되기 이전부터 이들의 변화가 감지된다는 보고가 많다(
MCI와 DAT의 언어적 양상 중에는 어휘-의미적 손상이 가장 두드러진다(
본 연구에 활용된 BCCD의 표현 영역은 단어유창성, 단어정의하기, 비유언어로 구성되어 있어 MCI와 DAT의 어휘-의미적 손상으로 인한 영향과 필연적으로 연계된다. 예를 들어 의미적 단어유창성은 MCI보다 DAT에 보다 민감하다(
MCI와 DAT는 어휘-의미 측면뿐 아니라 언어를 지원하는 의미기억과 다른 인지 처리도 저하되기 때문에 이를 복합적으로 반영하는 화용언어 영역이 손상된다. 즉 사회적 상황에서 언어를 적절히 사용하는 데 어려움이 있다. 특히 전반적인 인지 선별검사는 MCI의 미묘한 화용 문제를 감지하지 못하므로 담화와 어휘 학습 능력이 유용한 변별적 기능을 한다(
본 연구에 적용된 화용언어 영역은 담화 및 화용 표현으로 구성되어 MCI와 DAT 집단 간을 변별하는 데 일조하였다. 특히 담화 과제가 복잡성에 따라 정상군과 MCI 또는 정상군과 초기 DAT 간의 차이를 민감하게 반영한다는 선행연구 결과와도 일치한다(
한편, 본 연구에서 의사소통 영역의 이해, 읽기 및 쓰기는 세 집단 간에 유의미한 차이가 없었다. 특히 이해 측면은 MCI와 DAT 집단을 변별하지 못했는데, 이는 언어의 해석과 처리가 HOC, 작업기억, 주의력 등 다영역적 인지에 보다 민감한 데 기인한다(
본 연구에서 나타난 수행력의 차이를 기반으로 HOC와 의사소통 간의 상관성을 분석한 결과 MCI 집단은 이해와 총점, DAT 집단은 의사소통의 모든 하위 영역과 총점에서 HOC와 정적 상관을 보였다. 이는 DAT의 초기부터 행동이나 일의 계획과 조직, 개시와 관련된 집행기능이 손상되는 것과 연관된다(
MCI의 언어 이해는 과제별로 다르게 나타날 수 있다. MCI는 의미적 네트워크가 손상되기 때문에 어휘 판단 과제에서 모호한 명사를 잘 처리하지 못한다(
MCI와 달리 DAT는 문장의 이해에서 결함이 있으나 변이적이며, 초경도 단계부터 오류를 보이는 경향이 있다. 예컨대 담화이해에서 DAT는 요약, 주요 주제, 교훈 등 핵심적 수준(gist-level)을 처리하는 데 어려움이 크다(
마지막으로, 본 연구에서는 BCCD의 의사소통 영역 중 HOC를 민감하게 반영하는 예측변인을 알아보았다. 그 결과 MCI 집단은 표현, 화용언어, 총점, 그리고 DAT 집단은 의사소통 총점이 HOC의 주요 예측변인으로 분석되었다. DAT는 임상적으로 진단되기 10~15년 전부터 질환이 시작된다고 알려져 있다(
지금까지는 MCI에서 DAT로의 진행을 예측하는 변인으로서 주로 기억력에 중점을 두었다. MCI와 DAT의 초기부터 일화기억, 지연기억 등 기억력의 손상이 가장 두드러지기 때문이다. 그러나 예측적 정확도를 보다 높이기 위해서는 기억력 이외의 인지-언어 영역에 대한 고려가 필요하다(
HOC는 MCI에서 DAT로의 진행을 예측하는 주요 지표로서 유용하다(
HOC의 예측변인을 고려할 때 DAT의 초기 단계에 주목할 필요가 있다. 즉 DAT는 초기부터 어휘-의미적 손상이 뚜렷하고 언어 처리의 효율성이 떨어진다. 화용 체계의 변화로 비유언어의 해석과 표현, 담화의 산출에 매우 큰 어려움이 있다(
요컨대 본 연구는 MCI와 DAT의 HOC 및 의사소통 능력을 비교하고 그 상관성을 분석함으로써 두 신경병리학적 질환군의 진단과 중재에 활용할 수 있는 규준 자료를 제시하였다. 또한 현재 개발 중인 인지-의사소통장애 평가도구인 BCCD에서 HOC를 민감하게 반영하는 의사소통의 하위 영역이 무엇인지를 검증함으로써 임상적으로 유용한 예측적 지표를 마련하였다. 이들을 임상적 및 신경생물학적 지표와 결합하여 MCI 및 DAT에 대한 최적의 예측적 알고리즘을 도출함으로써 진단적 정확도와 중재 효과를 높이는 데 크게 기여할 수 있을 것이다.
본 연구의 제한점 및 향후 연구를 위한 제언은 다음과 같다. 첫째, 연령과 교육 연수는 HOC와 의사소통에 영향을 주는 주요 변인 중 하나이다(
The authors thank to the participants.
We explained exactly the purpose and process of this study to all participants in advance. And they agreed to participate in it. This study was approved by the Institutional Review Board (#HUGSAUD461850, #2019-08-010-002).
There are no conflict of interests.
This work was supported by the Korean Association of Speech-Language Pathologist in 2019 (research fund for empowerment of speech therapy).
All authors contributed equally to this work. M.L. designed and performed experiments, analyzed data, and wrote the paper; M.L. and B.K. designed and performed experiments in the clinic; M.L. provided statistical analysis and critical revision. Also, the authors discussed the results together and implications and commented on the manuscript at each stage.
Comparison of performances in three groups. HOC: higher order cognition, MCI: mild cognitive impairment, DAT: dementia of Alzheimer’s type.
Demographic and neuropsychological characteristics of subjects
Characteristic | Control (n = 40) | MCI (n = 31) | DAT (n = 40) | F or χ2 |
---|---|---|---|---|
Age (yr) | 73.95 (± 5.47) | 73.87 (± 5.14) | 75.90 (± 5.98) | 1.623 |
Sex (M:F) | 21:19 | 13:18 | 17:23 | 1.084 |
Education level (yr) | 9.28 (± 2.64) | 8.26 (± 3.45) | 8.05 (± 3.59) | 1.606 |
CDR (range) | - | 0.5 | 0.5-2 | - |
K-MMSE | 26.70 (± 1.80) | 23.55 (± 1.86) | 18.63 (± 5.22) | 55.263 |
MCI: mild cognitive impairment, DAT: dementia of Alzheimer’s type, CDR: clinical dementia rating, K-MMSE: Korean mini-mental state examination
Construction of HOC and communication in Brief test of Cognitive-Communication Disorders
Domain | Subdomain | Number of item |
---|---|---|
Cognition | ||
HOC | Organization | 2 |
Reasoning | 2 | |
Problem solving | 3 | |
Executive function | 2 | |
Communication | ||
Comprehension | Figurative language | 3 |
Symbol & sign | 1 | |
Expression | Word fluency | 2 |
Word definition | 1 | |
Figurative language | 1 | |
Reading/writing | Reading comprehension | 1 |
Dictation | 1 | |
Pragmatic language | Discourse | 1 |
Pragmatic expression | 1 |
HOC: higher order cognition
Performances of HOC and communication in three groups
Characteristic | Control | MCI | DAT | F |
---|---|---|---|---|
HOC | 13.58 (± 2.78) | 13.30 (± 2.46) | 11.48 (± 3.55) | 5.537 |
Communication | ||||
Comprehension | 6.95 (± 1.58) | 6.13 (± 1.82) | 6.13 (± 2.09) | 2.546 |
Expression | 4.73 (± 1.71) | 4.48 (± 1.26) | 2.95 (± 1.63) | 14.708 |
Reading/writing | 3.53 (± 0.51) | 3.77 (± 0.50) | 3.40 (± 1.06) | 2.198 |
Pragmatic language | 4.62 (± 1.73) | 4.54 (± 1.05) | 3.25 (± 1.11) | 12.393 |
Total score | 19.82 (± 4.29) | 18.93 (± 2.15) | 15.73 (± 5.01) | 10.700 |
HOC: higher order cognition, MCI: mild cognitive impairment, DAT: dementia of Alzheimer’s type
Correlation between HOC and communication in three groups
Group | Communication |
|||||
---|---|---|---|---|---|---|
Comprehension | Expression | Reading/writing | Pragmatic language | Total score | ||
HOC | Control | 0.306 | 0.440 |
0.344 |
0.504 |
0.532 |
MCI | 0.920 |
0.064 | 0.023 | 0.243 | 0.618 |
|
DAT | 0.810 |
0.738 |
0.686 |
0.595 |
0.855 |
HOC: higher order cognition, MCI: mild cognitive impairment, DAT: dementia of Alzheimer’s type
Predictors of higher order cognition in three groups
Group | Communication |
|
---|---|---|
Predictors | β-value | |
Control | Pragmatic language | 0.504 |
MCI | Expression | 0.540 |
Pragmatic language | 0.651 |
|
Total score | 1.118 |
|
DAT | Total score | 0.855 |
MCI: mild cognitive impairment, DAT: dementia of Alzheimer’s type