본 연구에서는 40% 농도의 산소 공급이 난이도에 따른 덧셈과제 수행 능력, 혈중 산소 포화도, 심박동율의 변화에 어떠한 영향을 미치는지 관찰하였다. 10명의 남자와 10명의 여자 대학생이 두 가지 농도의 산소 (21%, 40%)를 흡입하면서 세 가지 난이도의 덧셈연산을 수행하였다. Rest1 (3분), Task1 (1분, 한 자리 수 덧셈), Task2 (1분, 두 자리 수 덧셈), Task3 (1분, 세 자리 수 덧셈), Rest2 (4분)의 순서로 실험이 진행되었고, 모든 구간에서 혈중 산소 포화도와 심박동율이 측정되었다. 21%에 비해 40% 농도의 산소를 공급했을 때 평균 정답률이 증가하였고, 난이도가 증가할수록 정답율의 차이가 더컸다. 21%에 비해 40%의 산소가 주어질 때 모든 구간에서 혈중 산소 포화도는 증가하였고, 심박동율은 감소하였다. 결론적으로 고농도 산소 공급이 혈중 산소 포화도를 증가시켜 인지 처리에 따른 뇌 활성화를 촉진시킬 수 있고 이로 인해 연산 수행 능력이 증가되었다는 사실을 도출 할 수 있다. 특히 난이도가 증가할수록, 즉 인지 처리의 요구가 커질수록 고농도 산소의 효과가 더 명확히 나타난다는 사실을 도출할 수 있다.
This study investigated the effect of 40% oxygen administration on the addition task performance in three levels of difficulties and physiological signals. Ten male and female college students were selected as the subjects for this study. The experiment consisted of two runs: one was a addition task, with normal air (21% oxygen) administered and the other was with hyperoxic air (40% oxygen) administered. The experimental sequence in each run consisted of Rest1 (3 min), Task1 (1 min, one digit addition task), Task2 (1 min, two digit addition task), Task3 (1 min, three digit addition task), and Rest2 (4 min). Blood oxygen saturation and heart rate were measured throughout the five phases. The accuracy rates of the addition task were enhanced with 40% oxygen administration compared to 21% oxygen. Difference in the accuracy rates grew higher with the rise of difficulty. When 40% concentration oxygen is supplied, blood oxygen saturation increased and heart rate was decreased comparing to 21%. This study showed that the supply of high concentration oxygen increases blood oxygen saturation, which in turns accelerates brain activation resulting from cognitive process and enhances arithmetic abilities. Particularly when difficulty is high, demand for oxygen increases and, as a result, the effect of high concentration oxygen becomes more significant.
