AD환자들이 숫자 처리 및 계산상의 오류를 보인다는 것은 잘 알려진 사실이다. 본 연구에서도 그러한 선행연구의 결과와 맥을 같이 한다. 먼저, 숫자 처리 영역에서의 결과와 그에 따른 논의점을 살펴보도록 하겠다. 첫째, 숫자 처리 과제에서 환자군은 정상군보다 숫자 산출, 숫자 받아쓰기, 숫자 읽기, 숫자-한글 변환에서 오류율이 높았다. 숫자 산출 과제에서 오류를 보였다는 뜻은 환자가 실제로 숫자 자체를 산출하지 못하여 못 썼거나, 혹은 의미 기억의 손상으로 인하여 자신의 생년월일을 기억해내어 숫자를 써야 하는 과제 자체를 수행하지 못했다(Norton, Bondi, Salmon, & Goodglass, 1997)는 뜻이기도 하다. 그러므로 후자의 경우에는 환자에게 ‘숫자 산출’과제 자체를 실시하는 것이 전혀 의미가 없을 수 있다.

둘째, 숫자 처리에서의 오류 유형은 환자군이 정상군보다 다양한 오류 유형을 보였으며, 특히 숫자 받아쓰기에서 환자군의 구문적 오류가 매우 높았다. 예컨대, ‘409 (사백구)’를 ‘4009 (사백+구)’로 쓰는 오류를 보임으로써 숫자의 배열인 자릿값 이해의 문제가 두드러졌다. 자릿값 이해(Kang & Nam, 1999)는 수세기에 대한 개념적 모델, 기호적 표현, 언어적 표현으로 구성되는데, 개념적 모델을 바탕으로 수를 세는 활동을 통해 말(언어)로 설명하는 것과 아라비아 숫자(기호)로 표현하는 것을 연결하면서 형성되는 것이다. 환자들은 이 요소 중 개념적 모델에서 기호적 표현으로 변환할 때, 청각적으로 지각되는 한글 숫자를 글자 그대로 인식한 후, 아라비아 숫자로 변환 처리하였던 것이다. 만약 ‘409’에서 ‘0’의 의미를 정확히 설명한다면 말로 표현하는 과정에서의 어려움이 없는 것이고, 부정확하게 설명한다면 개념적 모델을 기호적 표현과 언어적 표현으로 설명하는 과정 모두에서 오류가 발생한 것임을 추정할 수 있다. 그러나 이 오류가 완전히 자릿값 이해의 오류라면 숫자 이해 과제에서도 환자군은 정상군보다 유의하게 오류가 높았을 것이지만 숫자 이해는 다른 과제보다 비교적 AD환자들의 숫자 처리 능력이 유지되는 부분이었다. 결국 AD환자에서 숫자의 크기를 비교하는 과제 와 숫자 처리 중 숫자 받아쓰기에서 특히 구문적 오류가 많이 나타난 이유는 기억(memory)의 문제로 귀결된다. 기억은 정보를 등록하고 보유하여 인출하는 과정인데 유지 시간에 따라 감각 기억, 단기 기억, 장기 기억으로 분류할 수 있다. 단기 기억 단계로 전환되기 전 감각 기억 단계에서 먼저 기억해야 할 정보가 등록된다(Cho, 2012; Lee, 2000). 숫자 이해에서 시각적으로 제시된 숫자 자극이 사라지지 않고 환자에게 계속 제공되는 상태이기 때문에 감각 기억 단계에서 과제를 수행할 수 있으므로 과제 난이도가 비교적 쉬운 편인 것이다. 숫자 받아쓰기에서 AD환자가 구문적 오류를 보였으나 숫자를 구성하고 있는 수는 같으므로 감각 기억의 등록은 잘 이루어졌음을 추정할 수 있다. 그러나 감각 기억에서 청각적으로 제시된 숫자가 저장된 후 단기 기억으로 전환되어 입력된 정보가 즉시 인출 되어야 하는 과정에서 AD환자들은 오류가 발생하는 것이다. 단기 기억은 작업 기억(working memory)으로도 일컬어지는데 AD환자의 작업 기억 저하는 익히 알려진 사실이다(Baddeley, Logie, Bressi, Sala, & Spinnler, 2007; Graf & Ohta, 2002; Petersen et al., 1997). 또 단기 기억으로 유입되기 위해서 선택적 주의와 부호화 과정을 거치는데, 부호화 과정에서 시각적, 음성적 또는 언어적(청각적) 흔적을 이용한다. 그런데 단기 기억은 정보를 언어적으로 기억하려는 경향이 높기때문에(Oh et al., 1999), 아마도 청각적으로 제시된 숫자 ‘409’를 언어 ‘사백구’로 인식하였을 것이며 이를 다시 숫자 ‘4009 (사백구)’로 인출한 것임을 예상할 수 있다.

셋째, 아라비아 숫자를 언어 숫자(즉, 한글 숫자)로 변환하는 과제인 숫자-한글 변환 과제에서 보인 오류 역시 선행연구 결과와 동일하게 관찰되었다. 예컨대, 이동 오류(예: 방해 오류 ‘365’ → ‘삼백육십5’, 보속 오류 ‘365’ → ‘333’)와 숫자 분리 오류(예: ‘365’ → ‘삼육오’)가 관찰되었는데 이러한 오류는 유럽권에서 행해진 연구에서도 그 예(예: ‘125’ → ‘onetwofive’)를 찾아볼 수 있다(Della Sala et al., 2000). 흥미로운 점은 이들 오류가 정상군에서 나타나지 않았다는 선행연구(Della Sala et al., 2000)와 대조적으로 방해 오류(예:‘365’ → ‘삼백육십5’)가 관찰되었다는 점이다. 이 오류는 특히 치매 환자에서 많이 나타나기 때문에 치매 진단 시 프로토콜로 적용될 수 있다(Della Sala et al., 2000; Kessler & Kalbe, 1996; Macoir, Audet, Lecomte & Delisle, 2002; Thioux et al., 1999). 하지만 이러한 숫자-한글 변환 오류는 전두엽 집행기능의 저하(Della Sala et al., 2000), 주의력 저하(Macoir et al., 2002; Tegnér & Nybäck, 1990), 숫자를 한글로 변환하는 과제에 대한 비친숙도(Macoir et al., 2002)에 기인할 수 있다. 대뇌피질에서 다중연합피질(multimodal or het-eromodal association cortex)의 병변과 함께 전두엽의 대사저하가 주의감독체계(supervisory attentional system)의 손상으로 이어질 수 있고, 그 결과 이동 오류가 발생하는 것이다(Kessler & Kalbe, 1996). 다중연합피질은 다양한 감각 양식(multiple sensory modal-ities)으로부터의 입력(input)을 수용하여 고차 인지 기능(higher order cognitive functions)을 통해 정보를 통합한다. 치매 초기부터 다중연합피질의 손상이 진행되면서 전두엽 집행기능이 저하되고, 결국 숫자 변환의 오류가 발생하게 되는 것이다(Herholz, 1995, 2003; Koss, Ober, Delis, & Friedland, 1984). 숫자 변환에서의 주의력(attention)은 선택적 주의력과 관련이 있는데, 아라비아 숫자를 언어 숫자로 바꿀 때, 더 자동화되어 있는 아라비아 숫자 사용을 억제하여 목표 자극인 언어 숫자를 산출하는 것을 의미한다(Macoir et al., 2002; Tegnér & Nybäck, 1990). 우리는 아라비아 숫자 산출에 익숙하기 때문에 한글 숫자 변환은 더 어렵게 느껴질 수 있다. 따라서 ‘숫자-한글 변환’ 자체가 숫자 처리 수행력을 알아보는 과제라기보다 집행 기능이나 주의력을 평가하는 과제라 해도 무리는 아닐 것이다.

다음으로, 계산 영역에서 환자군은 정상군보다 덧셈과 곱셈의 오류율이 높았다. 환자군이 사칙연산에서 오류를 보이는 이유는 계산 과제가 여러 가지 인지기능이 복합적으로 작용하는 어려운 과제이기 때문이다(Cappelletti et al., 2012). 장기 기억에 저장된 산술 사실은 자동적으로 인출되는 반면 계산은 여러 종류의 인지 기능들이 일련의 과정을 따라 순서대로 진행되기 때문에 환자군은 각 연산 과정을 모니터링 하는 능력이 떨어져 오류가 발생하는 것이다. 따라서 뇌의 퇴행이 계속적으로 진행되는 치매의 경우 복잡한 연산을 수행하는데 더욱 어려움이 커질 것이며(Mantovan, Delazer, Ermani, & Denes, 1999), 이는 결국 초기부터 장기 기억의 서술 기억 손상이 시작되면서 계산의 오류도 증가하게 되는 것과 같은 원리인 것이다.

환자군은 정상군보다 계산의 오류 유형이 더 다양하였다. 고빈도 오류 유형의 순위는 다르지만 두 집단 모두에서 규칙 오류와 사실적 오류가 높았다. 첫째, 나눗셈의 ‘n÷1= n’ 규칙은 두 집단 모두에서 오류가 많았지만 나눗셈 연산을 포기한 대상자가 많아 두 군 간의 정확한 차이를 분석할 수 없었다. 둘째, 환자군은 정상군보다 뺄셈의 받아내림 오류가 낮았는데 이는 대부분의 정상군 대상자가 암산으로 과제를 수행하였기 때문인 것으로 보인다. 한편, 앞서 언급된 숫자 처리에서 오류가 많더라도 계산은 정확하게 수행하거나, 그와는 반대로 계산에서의 오류는 높지만 숫자 처리 오류는 낮은 대상자들이 있었다. 또한 숫자 처리와 계산 사이에서도 이중 해리가 관찰되었다.

본 연구의 임상적 의의는 아라비아 숫자에 국한되지 않고 숫자를 표기하는 방법을 아라비아 숫자와 한글 숫자로 구분하여 알츠 하이머성 치매 환자에서 나타나는 숫자 처리와 계산 오류의 특성을 제시하였으며, 나아가 숫자 처리 과제를 신경인지장애(예: 주의력 결핍 장애, 집행기능장애 등)의 선별 문항으로 제안하였다는 점을 들 수 있다. 추후 연구에서는 한국어의 음운 특성을 고려하여 숫자 자극을 선정하고, 의미 기억이 최소한으로 내포되는 질문을 통해 치매군의 숫자 산출 능력 연구가 이루어지길 기대해본다. 더불어 치매의 종류, 중증도 등을 통제하여 후속 연구가 이루어지는 것이 바람직할 수 있다.