아로마가 뇌파와 명상에 주는 효과
Aromatherapy
지금까지 아로마테라피에 대한 항불안 효과가 세계적으로 권위 있는 학술지에 소개되었고(*1), 항스트레스 효과와 릴랙스 효과에 대한 증거도 제시되었다는 것을 소개했습니다(*2).
이번에도 아로마에 관한 연구로, 아로마 오일/에센셜 오일이 뇌파에 어떤 영향을 미치는지에 대한 과학적인 지식을 설명해 드리겠습니다.
첫 번째 연구는 'The Effects of Lavender Oil Inhalation on Emotional States, Autonomic Nervous System, and Brain Electrical Activity(라벤더 오일 흡입이 감정 상태, 자율신경계, 뇌의 전기적 활동에 미치는 영향)'입니다. 뇌의 전기적 활동에 미치는 영향, *3)'이라는 제목으로 태국 방콕의 대학에서 발표된 것입니다.
연구 대상은 표준 체형(BMI: body mass index가 20 전후, 일반적으로 18.5~25가 정상 체중), 후각 이상이나 중병 병력이 없는 사람, 연령이 18세~35세(평균 23.3세), 남녀 각 10명씩 총 20명이 선정되었습니다.
사용한 아로마(에센셜) 오일은 라벤더 오일(Lavendula angustifolia: 진품 라벤더라고도 함*4)이며, 희석용 오일로는 스위트 아몬드 오일을 사용했다. 스위트 아몬드 오일은 이름만 들으면 좋은 향이 날 것 같지만, 무취이며 에센셜 오일을 희석하기 위한 캐리어 오일로 일반적으로 사용되는 오일입니다.(*5). 따라서 라벤더 오일의 효과와 비교하기 위한 무취의 오일(대조/컨트롤)로 사용되었다고 생각하시면 됩니다.
아로마 투여 방법은 참가자에게 산소마스크와 같은 마스크를 착용하게 하고, 산소 대신 10% 희석한 라벤더 오일 1ml를 기화시킨 공기를 마스크에 흘려 넣어 흡입하게 했습니다.
자율신경계(ANS: autonomic nervous system) 평가로 혈압, 심박수, 피부온도, 호흡수가 기록되었습니다.
기분(emotion) 평가는 GEOS(Geneva Emotion and Odor Scale, *6)라는 '냄새와 기분'에 관한 국제적인 평가 기준을 사용했습니다.
기분 평가 방법은 지난번에도 소개한 바 있는 VAS(visual analogue scale: 아래 그림)척도라는 10cm 바의 임의의 위치(0:Min~10:Max)에 표시를 하여 점수를 매기는 방식이 사용되었습니다. 기분 유형은 즐거운 감정(기분 좋은 feel good), 불쾌한 감정(기분 나쁜 feel bad), 불쾌감 uncomfortable, 혐오감 disgusted, 짜증 frustrated, 스트레스를 느끼는 stress, 관능성(로맨틱한 romantic), 이완(편안한 relax, 차분한 calm, 졸린 drowsy)과 리프레시(상쾌한 fresh, 활기찬 active)의 각 항목이 스코어화되어 분석되었습니다.
뇌파 측정(EEG: electroencephalography)은 국제적인 10-20 시스템이라는 표준화된 방법에 따라 측정되었다(Figure 3, *7). 전극의 분포는 전두엽(F: frontal), 측두엽(T: temporal), 후두엽(O: occipital), 두정엽(P: parietal), 중앙부(C: central)가 전체적으로 망라되어 있습니다.
첫 번째 자율신경상태(ANS) 및 기분 평가 실험 세션은 다음과 같은 파트로 구성되었습니다.
I-1) 휴식(rest) 측정(10분간): 10분간 아무것도 하지 않고 휴식을 취한 후, 그 동안의 자율신경상태(ANS) 측정, 종료 시 기분상태 평가(참가자의 자가평가)를 측정한다.
I-2) 스위트 아몬드 오일(SO) 흡입 실험(20분간): 무취의 캐리어 오일인 스위트 아몬드 오일만 흡입하게 하고, 그 동안의 자율신경 상태 측정, 종료 시 기분 상태 평가(참가자의 자가 평가)를 측정한다.
I-3) 라벤더 오일(LO) 흡입 실험(20분간): 라벤더 오일을 무취의 SO로 10% 농도로 희석한 오일을 흡입하게 하고, 그 동안의 자율신경 상태 측정, 종료 시 기분 상태 평가(참가자의 자가 평가)를 측정한다.
이어 뇌파 측정(EEG) 실험은 최초 실험에서 7일 후에 4개의 파트로 나뉘어 진행되었습니다.
II-1) 눈을 떴을 때의 뇌파 측정(7분)
II-2) 눈을 감았을 때의 뇌파 측정(7분)
II-3) 스위트 아몬드 오일(SO 100%)만 흡입하여 뇌파 측정(7분)
II-4) 라벤더 오일(LO: 10% 농도, 90% SO)을 흡입하여 뇌파 측정(7분)
먼저 자율신경상태(ANS)의 결과는 어땠을까 하면 Figure 4와 같은 결과가 나왔습니다. 각 조건(rest, SO, LO)의 측정값이 적혀있는데, 오른쪽에서 2번째 열을 보면 휴식 시와 SO 흡입 시 비교(rest vs. SO)가 표시되어 있고, p-value가 작을수록 통계적으로 차이가 있다고 볼 수 있습니다.
이렇게 보면 SO 흡입 시에도 심박수(Heart rate)와 호흡수(Respitatory rate)가 분명히 감소하고 있음을 알 수 있습니다(밑줄 부분).
또한 Figure 4의 가장 오른쪽 열에는 SO만 흡입한 상태와 라벤더 오일을 흡입한 상태의 비교(SO vs. LO)가 나와 있다. 이를 보면 SO 때보다 수축기 혈압(SBP, p<0.001), 이완기 혈압(DBP, p<0.001), 심박수(HR, p<0.001), 피부 온도(ST, p=0.001)에서 통계적으로 더욱 뚜렷한 변화가 일어나고 있음을 알 수 있습니다(밑줄 부분). 자율신경의 반응에서도 라벤더 오일이 혈압 저하와 심박수 감소와 같은 이완 반응을 가져온다는 것을 수치로 확인할 수 있습니다.
다음으로 기분 변화의 분석 결과, Figure 5와 같은 결과가 나왔습니다. 이 역시 설명드리면, 오른쪽부터 세 번째 열이 휴식 시와 스위트 아몬드 오일(SO) 흡입 시 비교(rest vs. SO)입니다. 밑줄이 그어진 부분이 통계적으로 유의미한 차이가 있는 항목인데, 파란색 밑줄 부분은 '기분이 나쁜 쪽으로 변화하고 있다'는 것을 의미하며, SO 단독 흡입으로 Good(기분 좋음): 저하, Bad(기분 나쁨): 상승, Drowsy(졸음): 상승, Fresh(상쾌함): 저하라는 변화를 보였습니다.
이는 스위트 아몬드 오일이 불쾌한 냄새가 나는 것은 아니지만, 말하자면 '그냥 미지근한 맛없는 물을 마셨을 때'를 상상해 보면 그다지 기분 좋은 기분이 아닌 것을 쉽게 이해할 수 있을 것 같습니다.
이에 반해 Figure 5 맨 오른쪽 열, SO만 흡입했을 때와 라벤더 오일을 흡입했을 때의 비교(SO vs. LO)에 주목하면 "Good", "Active(활동적)", "Drowsy(졸음)", "Fresh(신선)", "Relax(휴식)"의 6항목에서 모두 뚜렷한 차이를 보이고 모두 좋은 방향으로 변화하고 있음을 알 수 있습니다(빨간색 밑줄 부분).
그리고 뇌파 분석은 Figure 6에 나타내었는데, Figure 6 왼쪽을 보면 세타파(Theta) 알파파(alpha 1, alpha 2), 베타파(beta)와 같은 뇌파별 파워가 부위별로 나열되어 있습니다. 오른쪽부터 세 번째 열의 SO 단독 흡입 시에는 거의 변화가 없거나 감소(파란색 밑줄 부분), 세 번째 열의 SO 단독 흡입 시에는 한 군데만 상승한 부분(빨간색 밑줄 부분)이 보이지만, 일관된 경향은 특별히 보이지 않습니다.
이에 반해 Figure 6 맨 오른쪽 열을 보면 라벤더 오일 흡입 시 세타파, 알파수용체파, 알파수용체파에서 뇌 전 영역에서 파워가 증강되는 것을 알 수 있습니다(빨간색 밑줄 부분). 이는 매우 알기 쉬운 변화로, 누가 봐도 라벤더 오일 흡입으로 인해 뇌파에 분명한 변화를 가져왔다는 것을 알 수 있는 데이터입니다.
이 연구 논문에서 공개된 뇌파 이미지는 Figure 7(알파파 분석 결과)과 같은데, 이를 보더라도 정상 폐안시, SO 흡입시, 라벤더 오일 흡입시의 차이를 한눈에 알 수 있습니다. 참고로 SO 조건에서도 LO 조건에서도 베타파에는 뚜렷한 변화가 나타나지 않았습니다.
이 연구 결과를 통해 '라벤더 오일은 흡입하는 것만으로도 기분 안정과 이완 효과를 얻을 수 있고, 그 효과는 자율신경 조절에도 좋은 이완 효과를 가져와 뇌파에서는 뇌 전체의 알파파, 세타파의 증강과 활성화를 촉진한다'고 말할 수 있을 것 같습니다.
이어서 최근 뇌파와 아로마에 관한 연구를 하나 더 소개합니다. 제목은 'Effects of inhaling essential oils of Citrus limonum L., Santalum album, and Cinnamomum camphora on human brain activity. 에센셜 오일 흡입이 인간의 뇌 활동에 미치는 영향, *8)'이라는 연구로 2023년 일본에서 최근 보고된 새로운 연구입니다.
간단히 실험 개요를 설명하면, 건강한 남성 피험자 24명(평균 연령 21.8세)에게 일정한 사무직(컴퓨터 작업)을 수행하게 하고, 그 작업 스트레스 부가 시 아로마 오일을 흡입하게 하여 작업 효율과 뇌파에 어떤 영향을 미치는지 알아보는 것입니다.
주어진 과제(컴퓨터 작업)는 '2-back 작업기억과제(*9)'라는 것으로, '글자가 한 글자씩 표시되고, ○개 전과 같은 글자가 나타나면 일정한 조작을 하는 것'이다. "간단한 인지와 판단을 반복하는 작업"입니다.
아로마 오일은 턱에 고정된 면봉에 각 에센셜 오일[레몬, 샌달우드, 녹나무, 샴(후술)]을 도포하여 흡입했습니다. 샴(sham)은 '가짜'라는 뜻으로, 여기서는 '아로마 오일을 포함하지 않은 용매만 있는 액체'를 뜻합니다. 구체적으로는 디프로필렌글리콜(DPG, *10)이라는 화장품 등에 많이 쓰이는 용매로, 앞서 실험의 스위트 아몬드 오일과 같은 역할이라고 할 수 있습니다.
실험의 흐름은 다음과 같습니다.
- 휴식(1분): 참가자는 눈을 뜨고 휴식을 취한다.
- 흡입 전 과제(2분): 문자 2-back 작업기억 과제를 수행한다.
- 아로마 흡입(2분): 작업 중단, 에센셜 오일 흡입.
- 흡입 후 작업(2분): 다시 문자 2-back 작업기억 과제 수행.
각 기간마다 뇌파를 측정했으며, 이 연구에서도 국제적인 10-20 시스템(*7)에 따라 측정했다.
결과부터 말씀드리면, 먼저 피험자들의 아로마에 대한 선호도는 그림 8 왼쪽과 같이 나타났습니다. 레몬/샌달우드/쿠스노키 중에서 레몬을 가장 선호하는 것으로 나타났는데, 20세 전후의 남성들에게 가장 친숙하고 인기 있는 것은 어쩌면 당연한 결과일지도 모릅니다.
다음으로 2-back 작업기억 과제의 효율성을 나타낸 것이 Figure 8 오른쪽 그림입니다. "d'score"가 높을수록 작업의 정확도나 정답률이 높다는 것을 의미하며, 레몬 오일 흡입 후의 d'score가 유의미하게 높은 것으로 나타났습니다.
뇌파 분석 결과는 Figure 9와 같습니다. 이 그림은 뇌파 신호[델타δ파 (0.5~4Hz), 세타θ파 (4.5~7.5Hz), 알파α파 (8~12.5Hz), 베타β파 (13~30Hz), 감마γ파 (30.5~40Hz)]를 분석하여 유의하게 강해진 부위를 빨간색으로 표시하고 그 부위를 평균적인 뇌 MRI 영상에 투사한 것입니다.
이 결과(Figure 9 왼쪽)를 보면, 샴(용매만)에서도 알파파, 세타파, 델타파에서 전두엽의 일부가 활성화되는 것을 볼 수 있습니다. 지난번 소개 기사(*2)에서도 언급했듯이 '그냥 크게 심호흡을 하는 것만으로도 일정한 릴랙스 효과를 얻을 수 있다'는 것일지도 모릅니다.
Figure 9 가운데는 레몬 에센셜 오일 흡입 후 0-30초, 30-60초의 뇌파를 분석한 결과입니다. 레몬의 경우 시작 후 30초 이내에 전두엽의 넓은 범위에서 알파파, 세타파, 델타파가 활성화되는 것을 볼 수 있습니다. 여기서는 생략했지만, 120초 후까지 알파파의 증가가 확인되었습니다.
Figure 9 오른쪽은 샌달우드 흡입 후의 뇌파 변화입니다. 샌달우드의 경우 흡입 후 60~90초 후 전두부에서 베타파와 감마파의 증가를 확인할 수 있었다. 반면 쿠스노키 에센셜 오일은 이 실험에서 뇌파의 유의미한 변화를 보이지 않았습니다.
이번에 소개한 연구 결과의 요점은 다음과 같습니다.
- 라벤더 오일은 기분을 안정시키고 긍정적으로 변화시킨다.
- 라벤더 오일은 자율신경도 안정시키고, 정돈하는 효과가 있다.
- 라벤더 오일은 뇌 전체에서 세타파, 알파파를 증강시킨다.
- 레몬 오일은 기억력 향상에 도움을 준다.
- 레몬 오일은 흡입 후 즉시 전두엽 중심으로 알파파/세타파/델타파를 증강시킨다.
- 레몬 오일은 알파파의 증강을 오래 지속시킨다.
- 샌달우드는 전두엽에서 베타파/감마파의 증강이 나타났다.
여기서 뇌파의 종류에 대해 간략하게 설명합니다.(Figure 10, *11). 주파수는 앞선 연구(*8)를 따랐으며, 세부적인 범위는 문헌에 따라 다르지만 크게 다르지 않으므로 신경쓰지 않아도 됩니다.
- 델타δ파 (0.5~4Hz) : 서파수면, 렘수면(12), 깊은 수면, 깊은 명상
- 세타θ파 (4.5 ~ 7.5 Hz) : 반각성, 상상, 명상, 기억 형성
- 알파α파 (8 ~ 12.5 Hz) : 지각 예민, 집중력, 고효율, 학습, 침착함
- 베타β파 (13 ~ 30 Hz) : 각성, 정신활동, 갈등, 문제해결, 판단력
- 감마γ파 (30.5 ~ 40 Hz) : 신경 동기화, 병렬 정보처리, 감각 결합
아직 알려지지 않은 부분도 있지만, 대략적으로 설명하면 위와 같이 기억해두면 좋을 것 같습니다. 이 중 일반적으로 명상 시 뇌파는 세타파와 알파파가 많다고 알려져 있습니다. 좀 더 깊은 심층의식을 사용할 때는 델타파 등을 사용한다고도 합니다. 반면 일상의 의식은 베타파가 우세한 것으로 알려져 있으며, 특히 명상 등 평소에 의식하지 않는 사람은 거의 베타파가 지배적이라고 봐도 무방합니다.
이렇게 이번에 소개한 연구를 정리해 보면 라벤더 오일이나 레몬 오일은 흡입하여 단시간 내에 뇌파에 변화를 가져오고 특히 세타파와 알파파를 증강시킬 수 있습니다. 즉, '흡입하여 단시간에 명상에 적합한 뇌파 상태로 유도하는' 효과가 있다고 할 수 있습니다.
아로마 오일, 특히 질이 좋은 에센셜 오일(정유)은 불안과 우울증을 개선할 뿐만 아니라 기분을 긍정적으로 변화시켜 이완과 활력을 줍니다. 이는 정신적인 기분뿐만 아니라 혈압/심박수/체온과 같은 자율신경의 긴장을 풀어주는 역할을 합니다.
또한 이번 연구에서 밝혀진 바와 같이 '아로마 오일은 그 향을 맡는 것만으로도 뇌파를 즉각적으로 전환시킬 수 있다'고 합니다. "기분을 좋게 하고, 자율신경을 통해 신체의 이완을 가져오고, 알파파와 세타파를 증가시킨다." 이것은 명상을 하는 데 있어 빼놓을 수 없는 요소입니다. 직장에서 집중력을 높여 업무 효율을 높이고 싶을 때는 레몬 오일, 편안한 기분으로 방에서 깊은 명상을 할 때는 라벤더 오일 등으로 구분해서 사용하는 것도 좋은 방법입니다. 물론 그 외에도 수많은 에센셜 오일이 있고, 향은 개인에 따라 민감도(호불호)가 다양하기 때문에 다양한 시도를 해보는 것이 좋다고 생각합니다. 과학적인 근거도 제대로 제시되어 있으니, 명상 효과를 높이기 위해 꼭 사용해 보시기 바랍니다.
저자: Takuma Nomiya l 번역: Sim Min Aa
Profile
Takuma Nomiya 의사・의학박사
임상의사로서 20년 이상 다양한 질병과 환자를 접하며 신체적 문제와 동시에 정신적 문제도 다루고 있다. 기초연구와 임상연구로 다수의 영문 연구 논문을 집필. 그 성과는 해외에서도 인정받아 직접 학술 논문을 집필할 뿐만 아니라 해외 의학 학술지로부터 연구 논문의 피어리뷰 의뢰를 받기도 한다. 증거 중심주의에 치우치지 않기 위해 미개척 연구 분야에도 관심을 기울이고 있다. 의료의 미래를 계속 탐구하고 있다.
https://www.researchgate.net/profile/Takuma-Nomiya
https://scholar.google.com/citations?user=DGtJE_kAAAAJ&hl=ko&oi=ao
인용문
원본글: NewLife Magazine_명상, 뇌, 행복 호르몬… 의학 시선의 진짜 이야기
https://note.com/newlifemagazine/n/n632de7c797fa?magazine_key=mb580e4b26aa4
인용문헌
*1. 아로마테라피 / 아로마 치유는 과학적 근거가 있나요?
https://brunch.co.kr/@newlifekorea/30 (Korean)
https://note.com/newlifemagazine/n/na9b1dcba056e (Japanese)
*2. 아로마테라피/아로마힐링의 피로회복, 이완, 항스트레스 효과에 대한 증거
https://brunch.co.kr/@newlifekorea/36 (Korean)
https://note.com/newlifemagazine/n/n4e5d3b7df1b8 (Japanese)
*3. Sayorwan W, et al. The Effects of Lavender Oil Inhalation on Emotional States, Autonomic Nervous System, and Brain Electrical Activity. Thai 2012; 95 (4): 598-606, 2012
*4. 진품 라벤더 Lavandula angustifolia - 엘바 엘베티카 일본 총대리점 홈페이지. https://www.esters.co.jp/plants/エッセンシャルオイル-ｄ-ｌ/lavandula-angustifolia-真正ラベンダー/
*5. 캐리어 오일-Wikipedia. https://ja.wikipedia.org/wiki/キャリアオイル
*6. Chrea C, et al. Mapping the semantic space for the subjective experience of emotional responses to odors. Chem Senses 2009; 34: 49-62.
*7. 10-20 system (EEG) - Wikipedia. https://en.m.wikipedia.org/wiki/10-20_system_(EEG)
*8. Ueda K, et al. Citrus limonum L., Santalum album, Cinnamomum camphora의 에센셜 오일 흡입이 인간의 뇌 활동에 미치는 영향 Brain and Behavior 13.2 (2023): e2889. doi: 10.1002/brb3.2889. *9. N-back 과제-Wikipedia. https://ja.wikipedia.org/wiki/Nバック課題
*10. 디프로필렌글리콜(DPG)-위키백과. https://ja.wikipedia.org/wiki/ジプロピレングリコール
*11. Sowndharararajan K, et al. Influence of Fragrances on Human Psychophysiological Activity: With Special Reference to Human Electroencephalographic Response Sci. Pharm. 2016, 84, 724-751; doi:10.3390/scipharm84040724
*12. 렘수면/비렘수면-Wikipedia. https://ja.wikipedia.org/wiki/レム睡眠#ノンレム睡眠
이미지 인용
a. https://en.wikipedia.org/wiki/File:Head_Olfactory_Nerve_Labeled.png
b. Murphy, C. Olfactory and other sensory impairments in Alzheimer disease. Nat Rev Neurol
15, 11–24 (2019). https://doi.org/10.1038/s41582-018-0097-5
c. https://bsd.neuroinf.jp/wiki/ファイル:海馬1.png
d. https://pixabay.com/photos/ Image by Leandro De Carvalho from Pixabay
e. https://bsd.neuroinf.jp/wiki/ファイル:海馬2.png
g. https://en.wikipedia.org/wiki/Electroencephalography#/media/File:Spike-waves.png
i. https://www.freepik.com/free-photo/ Image by andreas
*기존 아로마테라피 기사 보러가기
https://brunch.co.kr/magazine/wellnesslife
*모던미스테리스쿨 Aroma School ‘Love Yourself’ 아로마 매직 체험 이벤트 보러가기
(2월 9일, 일본 하타가야 개최)
https://mmsjapan.jp/newsletters/2024/01/n22160
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