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본 연구는 참여자의 윤리적 보호를 위해 공주대학교 생명윤리 위원회로부터 연구 윤리에 대한 승인(KNU IRB 2021-91)을 받아 수행하였다. 연구대상자는 경기도 소재 장애인 종합 복지관 소속 성인 발달장애인 이었으며 대상자의 선정은 다음과 같은 기준으로 선정하였다. 첫째는 성인발달 장애인, 둘째는 농업 활동에 대한 경험이 없는 사람, 마지막으로 본인의 연구 참여 의사나 보호 자의 동의를 얻은 사람으로 하였다. 치유농업활동을 하는 실험 집단의 성인발달장애인 15명과 실험집단과 같은 복지관 소속의 치유농업활동을 하지 않는 성인발달장애인 13명을 대조 집단으로 구성하여 실험을 수행하였다(Table 1). 본 실험 집단에는 지적장애인 11명(남성 7명과 여성 4명)과 자폐성 장애인 4명(모두 남성)으로 이루어져 있고, 대조 집단에는 지적장애인 9명(남성 6명과 여성 3명)과 자폐성 장애인 4명(남성 3명과 여성 1명)으로 구성되었다. 지적 장애인과 자폐성 장애인 모두 발달장애로 분류되지만 두 장애의 공통점은 다른 사람들에 비해 발달이 느리거나 소통의 어려움을 겪는다는 점, 일상생활 능력이 용이 하지 않다는 점, 사회적 상호 작용의 어려움이 있으나 정신질환에 속하지 않는다는 공통요소를 선정 기준으로 하였다

치유농업활동 프로그램은 총 16회로 실시하였다. 재배를 하기 위한 텃밭 만들고 디자인 하기(1회차~2회차), 김장용 모종심기(3회차~4회차), 북주고 비료주기(5회차~6회차), 방제하기(7 회차~8회차), 수확과 저장하기(9회차~10회차), 텃밭작물 그리고 월동준비하기(11회차~12회차), 김장용 수확하기(13회차~14회차), 및 월동작물 파종과 포틀럭 파티(15회차~16회차)를 시행하였다.

본 연구는 실험집단과 대조집단, 사전∙사후 검사 설계로 구성하여 2022년 9월 5일부터 12월 19일까지 진행되었다. 실험대상자 선정, 문헌연구와 선행연구를 통한 요인분석을 바탕으로 원예 활동을 중심으로 프로그램을 구성한 후, 9월 5일부터 12월 19일까지 주1회 90분씩 16회에 걸쳐서 스스로 김장용 작물을 재배하기 위한 치유농업활동 프로그램을 진행하였다(Table 2). 본 연구는 대상자를 선정하여 사전검사, 치유농업활동 사 후 검사 순으로 이루어졌다(Fig. 1). 이 때, 사전 검사는 치유농업프로그램 활동 전에 자아 존중 감 척도, 행복감척도와 뇌파검사를 실시하였고, 사후 검사는 사전 검사와 동일한 방법으로 16회 기 직후에 진행되었다. 치유농업 프로그램은 본 연구자의 임상지도 하에 복지원예사 2명, 보조 복지원예사 6명이 팀을 구성하여 회기 별 프로 그램을 진행했다. 재배지는 100 ㎡ 노지를 텃밭으로 만들고 발달장애인과 함께하는 치유농업 이라는 현수막을 걸어 수확물이 발달장애인의 것임을 숙지하도록 하였다. 재배 작물은 배추, 무, 갓, 쪽파, 열무 등으로 선정하고 모종을 식재하여 관리하였다.

Fig. 1. 
Electroencephalogram measurement experiment flow chart.

측정된 사전-사후 뇌파 데이터를 SPSS (SPSS 25.0, IBM Co. USA)로 통계 분석하였다. 사람을 대상으로 수행하는 실험연구에서 소수의 인원으로 실험이 수행되어 표본의 크기가 작아 비모수 검정의 방법으로 분석하였다. 분석은 각 집단 별로 사전-사후에 대한 평균값의 차이를 분석하는 Wilcoxon signed-rank test를 사용하였으며 각 집단 간의 차이 및 프로그램 수행 전 실험집단과 대조집단 간의 동질성 검정을 위하여 Mann–Whitney U test의 방법으로 분석하였다.

프로그램을 시행하기 전, 행복감 및 자아존중감의 사전 동질성 검증을 실시한 결과는 실험 집단과 대조 집단 간에 통계적으로 유의미한 차이를 보이지 않았다(Table 4). 이를 통하여 치유 농업을 시작하기 전 두 집단은 행복감과 자아존중감에 차이를 나타내지 않는 동질한 집단임을 알 수 있었다. 치유농업이 성인발달장애인의 행복감 및 자아존중감에 미치는 영향을 분석한 결과 (Table 5)에서 행복감의 척도는 대조 집단과 실험 집단 간에 유의한 차이가 없었다. 그러나 자아 존중감 척도에서는 실험집단의 경우 사전 평균값이 22.2에서 사후 평균값이 26.2로 유의하게 증가한 것을 확인하였다. 즉, 치유농업 활동은 성인발달장애인의 자아존중감에 긍정적인 변화를 주는 활동임을 알 수 있었다. 이는 치유농업이 농작물이나 채소 등을 활용한 활동으로써 분노, 우울감, 피로감 등은 낮춰주고, 자기효능감이나 자존감은 높일 수 있도록 계획된 프로그램이라는 연구와 유사한 결과였다(Park, 2017). 반면 대조 집단의 경우는 치유농업 활동을 수행하지 않아 사전과 사후의 값이 통계적으로 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 행복감에 있어서는 청장년의 스트레스 및 회복탄력성, 행복감에 미치는 영향에 대한 연구에서도 프로그램 전, 후에 평균의 증가는 있었으나 유의한 변화로 나타나지 않았다는 결과와 유사하였다(Lee et al., 2021).

성인지적장애인을 대상으로 치유농업 활동 전후의 뇌파 측정 결과(Fig.2), 치유농업활동을 실시한 실험집단의 경우 좌뇌의 Anti-stressquotient(ASQ)가 사전 검사 값 56.4에서 사후 검사 값 69.4로 유의하게 증가하였다(Fig. 2B). 이를 통해 치유농업활동 프로그램을 통하여 안정감을 느낄 때 발생하는 파장이 증가한 것을 알 수 있었다. 또한 실험 집단의 Attentionquotient (ATQ)도 사전 값이 30.8에서 사후 값 44.6으로 증가하였다. 실험 집단의 Brainquotient(BQ)는 프로그램 실시 전 54.8에서 치유농업 활동 후에는 62.5로 유의하게 증가하였다. Emotional quotient(EQ)의 경우에도 실험 집단에서 치유농업 활동 전 73.0에서 실시 후 77.0으로 유의하게 상승하였다. 치유농업을 수행한 전· 후의 자폐성 장애인의 뇌기능 지수를 비교한 결과는 Fig.3 에서 보여주었다. 실험 집단의 자폐성 장애인 우뇌의 ACQ에서 실험 전 보다 실험 후 활성 지수가 증가함을 알 수 있으며 활성 지수도 60~80 사이로 활성 상태로 유의함을 알 수 있었다. 자연 환경에서 치유농업 활동을 하는 것은 스트레스를 감소시키고 긴장을 푸는데 도움이 되며 토양과 식물들과의 상호작용은 마음을 평화롭게 만들 수 있어 뇌파 변화를 일으킬 수 있다(Lee et al., 2008).

Fig. 2.  
The impact of healing agriculture program activities on brain waves of adults with intellectual disabilitie. (A) Control group; (B) Experimental group. ACQ: Activation quotient (L: Left, R: Right); ASQ: Resistance quotient(L: Left, R: Right); ATQ: Attention quotient(L: Left, R: Right); BQ: Brain quotient; BRQ: Basic rhythm quotient (L: Left, R: Right); CQ: Correlation quotient; EQ: Emotional quotient; SRQ: Self-regulation quotient. Error bars represent standard deviation. Statistical results of t-test, * indicates range p < 0.05, not indicated means not significant.

성별에 따른 지적장애인의 치유농업 활동 결과는 남성에 있어서는 실험 집단의 치유농업 전･후 뿐만 아니라 대조 집단에서도 다양한 뇌파 파라메터 값들의 유의한 차이는 없었다(Fig. 4A and 4B). 또한 지적장애 여성에 있어서는 대조 집단에서는 유의미한 차이를 확인할 수 없었지만(Fig. 4C), 실험 집단으로 참여한 지적장애 여성에서는 치유농업 활동 후 좌뇌와 우뇌의 ATQ, 좌뇌의 Anti-Stress quotient(ASQ) 값에서 유의미한 차이가 나타났다(Fig. 4D). 즉, 지적 장애 여성은 치유농업 활동 후 좌뇌와 우뇌의 ATQ와 좌뇌의 ASQ 값이 활동 전에 비하여 월등히 높게 증가됨을 확인했다. ATQ는 학습과 기억, 창의성 등의 능력과 관련된 4-8Hz의 θ파 활동을 집중력과 운동 준비 상태와 관련된 12~15Hz의 주파수를 가지는 SMR (Sensorimotorrhythm) 파 활동으로 나누어 계산하는데(Lubar, 1991; Peniston et al., 1993), ATQ의 증가는 치유농업 프로그램 활동을 통해 성인 지적장애인의 신경을 안정시키고 집중력이 증가되었다는 Youn et al.(2012) 연구와 유사한 결과라 할 수 있다. 브레인지수는 뇌의 기능을 종합 평가하는 지수로 실험 전 54.8에서 실험 후 69.4로 향상되었으며 대조 집단은 62.1에서 60.3으로 오히려 감소되었다. 뇌기능을 종합적으로 판단하는 Brainquotient(BQ)는 개인의 뇌파 활동이 정상적인 뇌파 활동과 비교하여 얼마나 일치하는 지를 나타내는 수치이다(Echauz and Vachtsevanos, 1994). 지적장애인은 뇌 기능이나 학습 능력이 영향을 받아 일상적인 기능을 수행하는 데 어려움을 겪는 상태를 의미하는데, 치유농업 프로그램 활동 실시 후 ATQ와 BQ의 증가는 지적장애인의 집중력과 뇌기능을 향상시키는 데 효과가 있는 것으로 나타났다(Patel et al., 2020). Emotional quotient(EQ)의 경우에도 실험 전과 비교해 73.0에서 77.0으로 점수가 향상되었다. 정서 상태가 명랑, 긍정적일 때는 생동감이 높은 에너지가 발행하며 정확한 사리 판단과 다른 사람에 대한 배려가 나타나지만, 반면에 정서가 우울 부정 일 때는 수줍음, 불안 등이 나타나서 의기소침, 우울, 열등감을 갖게 된다(Piechowski 1991). 이러한 결과는 치유농업 활동 후 참여자의 사전･사후 뇌파 변화를 통해 치유농업 활동을 하기 전보다 안정 및 이완도 지표인 상대적 느린 알파 파(RSA)가 운동기능을 담당하는 우반구 측두엽(T4), 긴장과 스트레스를 동반한 상대적 고베타파(RHB)가 좌반구 후두엽 (O1)에서 높아졌기 때문이다. 지적장애의 경우, 짧은 주의집중력과 함께 정보에 대한 일반화가 약하고 지적 능력의 저하에 따른 집단 활동의 학습 요구 상황에 대하여 때로는 공포와 공격성 등으로 표출되므로 적극적인 신체활동 참여는 오히려 공격성을 최소화할 수 있다(Kim, 2006). 따라서 치유농업 활동에서의 주변에 대한 다양한 경험 등은 긍정적인 태도변화를 가져 올 수 있을 것으로 판단된다. 더 나아가 ASQ는 스트레스가 많은 상태에서 나타나는 21-30Hz의 파동인 델타(δ)파와 높은 베타(β)파를 기반으로 계산되는데, 이는 치유농업 프로그램 활동이 성인 지적장애인에게 긴장과 흥분을 낮추고 스트레스에 대한 저항성을 높이는 데에 영향을 미치게 된다고 볼 수 있다(Peniston et al.,1993). 성인발달장애인의 치유농업활동 결과는 자폐장애인 에게 활성지수에서만 유의미한 결과를 얻었지만, 지적장애인 남자 실험군은 통계적으로 유의미한 결과를 얻을 수 없었다. 지적장애인 여자 실험군의 경우 항 스트레스 지수와 정서 지수(좌･우뇌)에서 유의미한 결과를 얻을 수 있었다. 이에 지적장애인 남자 집단에서 보다 여자집단에서 치유농업활동 프로그램의 처치 효과가 더 큰 것으로 해석할 수 있다.

Fig. 3. 
Comparison of electroencephalogram pre and post-test the care farming program activities for adults with autism disorder. (A) Control group; (B) Experimental group. ACQ: Activation quotient(L: Left, R: Right); ASQ: Resistance quotient(L: Left, R: Right); ATQ: Attention quotient(L: Left, R: Right); BQ: Brain quotient; BRQ: Basic rhythm quotient(L: Left, R: Right); CQ: Correlation quotient; EQ: Emotional quotient; SRQ: Self-regulation quotient. Error bars represent standard deviation. Statistical results of t-test, * indicates range p < 0.05, not indicated means not significant.

Fig. 4. 
Comparison of brain wave patterns before and after therapeutic agricultural activities in adults with developmental disabilities (A) Male control group; (B) Male experimental group; (C) Female control group; (D) Female experimental group . ACQ: Activation quotient(L: Left, R: Right); ASQ: Anti-Stress quotient(L: Left, R: Right); ATQ: Attention quotient(L: Left, R: Right); BQ: Brain quotient; BRQ: Basic rhythm quotient(L: Left, R: Right); CQ: Correlation quotient; EQ: Emotional quotient; SRQ: Self-regulation quotient. Error bars represent standard deviation. Statistical results of t-test, * indicates range p < 0.05, not indicated means not significant.