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고기능 자폐증 아동 대상 컴퓨터 기반 사회인지 향상 훈련 프로그램 개발
Reports NRF is supported by Research Projects( 고기능 자폐증 아동 대상 컴퓨터 기반 사회인지 향상 훈련 프로그램 개발 | 2015 Year 신청요강 다운로드 PDF다운로드 | 정경미(연세대학교) ) data is submitted to the NRF Project Results
Researcher who has been awarded a research grant by Humanities and Social Studies Support Program of NRF has to submit an end product within 6 months(* depend on the form of business)
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  • Researchers have entered the information directly to the NRF of Korea research support system
Project Number 2015S1A5A2A01012330
Year(selected) 2015 Year
the present condition of Project 종료
State of proposition 재단승인
Completion Date 2017년 10월 18일
Year type 결과보고
Year(final report) 2017년
Research Summary
  • Korean
  • 자폐증의 주된 증상 중의 하나는 사회적인 상호작용 능력의 손상이다. 사회적 상호작용의 손상이란 적절한 대인관계를 맺지 못하며 언어적 및 비언어적 의사소통에 어려움이 있음을 의미한다. 최근에는 자폐증이 보이는 사회적 상호작용의 손상이 이들의 얼굴 지각 능력의 결함과 밀접한 관련이 있다는 연구결과가 발표되었다. 즉, 자폐증은 상대방의 얼굴을 처리할 때 정상발달과는 다른 비 효율적 처리방식을 보인다는 것인데 이에 대해선 2가지 가설이 가장 지지를 받고 있다.
    한 가지 가설은 “전체 윤곽처리의 어려움 가설”이다. 이 가설에서는 일반적인 성인은 얼굴을 처리할 때 얼굴의 세부적인 정보를 무시하고 전체적인 하나의 표상을 형성하여 처리하는 ‘전체 윤곽 처리’를 하기에 얼굴을 빠르게 기억하고 구분할 수 있는 반면, 자폐증은 얼굴을 전체적으로 처리하지 못하고 세부적인 정보에 집중하는 경향이 있기에, 얼굴 처리 기술이 상대적으로 비 효율적이라고 설명한다.
    자폐증의 얼굴 지각 능력 결함을 설명하는 또 다른 가설은 “눈 회피 가설”로, 이 가설에서는 자폐증이 정상과는 달리 얼굴을 처리할 때 눈 부분을 회피하는 경향이 있기 때문에 사회성에 어려움을 보인다고 설명한다. 눈은 얼굴을 인식하는 과정에서 핵심적인 단서가 되는 부분으로, 얼굴의 정체성이나 표정을 인식하는데 중요한 역할을 한다. 실제로 정상 발달 성인을 대상으로 얼굴과 관련된 실험을 실시했을 때, 눈 부분에 주의를 기울이는 시간이 가장 많이 나타났으며, 얼굴을 기억하고 구분하는데 있어 눈 부분이 가려졌을 때 가장 큰 수행의 저하가 나타난다고 보고되었다. 반면, 자폐증의 경우, 눈 보다는 입 부분에 주의를 기울이는 경향이 있으며, 정상 발달과 반대로 눈 부분이 얼굴 기억과 구분에 단서가 되었을 때 가장 큰 수행의 저하가 나타난다고 알려졌다.
    드물기는 하지만 몇몇 연구자들이 자폐증의 얼굴 지각 능력을 향상시키고자 훈련 프로그램을 개발하고 이에 대한 효과성을 검증하였다. 연구 결과, 모든 프로그램이 얼굴 정체성 지각 능력을 일부 향상시키는데 효과가 있었으며, 일부 프로그램의 경우 긍정적인 사회적 상호작용 능력의 향상도 보고하였다. 그러나 결과를 일반화하기엔 아직까지 연구 수가 절대적으로 부족하며, 이들의 얼굴 지각 능력을 설명하는 두 가지 요소인 전체 윤곽 처리 능력과 눈 맞춤 능력을 개별적으로 훈련시키고 그 효과를 비교한 연구는 아직까지 없는 것으로 확인되었다..
    본 연구의 목적은 자폐증 아동·청소년들을 위한 효과적인 사회성 훈련 프로그램을 개발하기 위해, 자폐증의 눈 맞춤 및 전체 윤곽 처리 능력을 각각 향상시키도록 기획된 컴퓨터 기반 훈련 프로그램 패키지를 개발하고, 각 프로그램의 효과성을 비교하여 평가하는 것이다.
    프로그램 효과성 검정을 위해 총 63명의 자폐증 참가자를 모집하였고 그 중 53명이 최종적으로 연구에 참가하였으며, 참가자들을 눈 맞춤 훈련 집단과 전체 윤곽 처리 훈련 집단, 대기 집단에 무작위로 할당하여 연구를 진행하였다.
    모든 집단은 훈련 전에 얼굴 정체성 지각 능력을 측정하는 4가지 컴퓨터 과제와 전반적인 사회적 상호작용 능력을 측정하는 4가지 설문검사 및 검사자와의 1:1 행동 관찰을 실시하였다. 그 후, 눈 맞춤 훈련 집단과 전체 윤곽 처리 훈련 집단은 60일 동안 하루에 약 10-15분 씩 컴퓨터 프로그램을 통해 훈련을 진행하였고, 대기 집단은 같은 기간 동안 특별한 훈련에 참가하지 않았다. 훈련을 마친 후 모든 집단은 훈련 전에 실시하였던 과제들을 한 번 더 실시하였다.
    연구 결과, 눈 맞춤 훈련을 받았던 집단은 전체 윤곽 처리 훈련을 받은 집단과 대기집단에 비해 훈련 후 얼굴의 정체성을 더 잘 재인하게 되었다. 또한 전체 윤곽 처리 훈련을 받은 집단은, 다른 두 집단에 비해 일상생활에서 가까운 타인(예, 할머니, 선생님 등)과의 눈 맞춤 빈도가 유의미하게 향상되었다. 얼굴 정체성 지각과 눈 맞춤 능력이 다양한 사회 기술의 기반이 됨을 고려해 볼 때, FaceA 프로그램은 장기적인 사회성 증진에 효과가 있을 것으로 기대된다.
    본 연구 결과는, 게임 형식의 컴퓨터 기반 눈 맞춤 및 전체 윤곽 처리 훈련이 자폐증의 새로운 사회성 치료 방안으로 발전할 수 있음을 뒷받침하는데 그 의의가 있다. 또한 향후 유사한 사회성 증진 목적 훈련 프로그램의 개발에 근거가 될 수 있으며, 자폐증 이외에도 사회적 상호작용 능력에 손상을 보이는 조현병 및 사회 불안 집단에도 본 연구 결과가 활용될 가능성이 있다. 추후에는 해당 프로그램의 난이도 및 과제 등을 보완하여 더 정교화된 사회성 증진 훈련 프로그램을 만들 필요가 있으며, AR/VR등 최신 기술과 접목하여 기능성 게임 프로그램으로서의 발전을 도모하는 것이 바람직 할 것으로 보인다.
  • English
  • One of the main symptoms of autism is impairment in social interaction ability, resulting in difficulties in establishing proper interpersonal relationships, and verbal and nonverbal communication. Recently, research has shown that the impairment of social interactions seen in autism is closely related to their deficits in facial perception. In other words, those with autism have a different, ineffective pathway when perceiving others’ faces, and this theory is supported by two hypothesis.
    One hypothesis is the "difficulty in Holistic processing theory". This hypothesis suggests that the normal adult can quickly memorize and distinguish faces through ‘holistic process’, which ignores detailed information of the face and instead forms a wholesome representation, whereas those with autism have difficulties in processing the face as a whole and concentrate on detailed information, which is comparatively inefficient to normal processing.
    Another hypothesis explaining the facial perceptional deficits of autism is the "Eye Avoidance Theory", which explains that those with autism have difficulties in socializing because they have an abnormal tendency to avoid the eyes processing the face. The eyes, a key piece of information when recognizing faces, places an important role in recognizing facial identities and expressions. To support this hypothesis, when performing face-related experiments on normal developmental adults, they spend the most time paying attention to the eyes, and showed the lowest performance in facial identity recognition when the faces’ eyes were hidden. On the other hand, those with autism tend to pay more attention to the mouth than the eye, and in contrast to persons with normal development, persons with autism had the lowest performance in facial identity recognition when the eyes of faces were given as clues to the faces’ identities.
    Although rare, some researchers have developed a training program for facial perception in autism and have tested its effectiveness. As a result, all programs were effective in partially improving facial identity perception ability, and some programs even reported improvement in social interaction ability. However, such number of studies is yet limited to generalize the results, and there are no studies that separately trained eye contact ability and holistic process ability, the two factors that explain their facial perception ability, and compared their effects.
    The purpose of this study was to develop an effective social training program for children and adolescents with autism, by developing a computer-based program package and comparing and evaluating its effectiveness.
    A total of 63 autistic participants were recruited for the effectiveness study of the program. Of these participants, 53 participants participated in the study and the participants were randomly assigned to the eye contact training group, the holistic process training group, and the control group.
    Before training, all groups performed 4 computer tasks to measure facial identity perception before training, and 4 surveys and 1:1 behavioral observation conducted with the experimenter to measure overall social interaction ability. Thereafter, the eye contact training group and the holistic process training group trained through the computer program for approximately 10-15 minutes a day, for 60 days, and the control group did not participate in any program during the same period of time. After the training, all groups performed the same tasks conducted before the computer program was started.
    As a result of the study, the eye contact training group showed better recognition of facial identity after training compared to the the holistic process training group and the control group. In addition, the group that received the the holistic process training group significantly improved the frequency of eye gaze with other people in daily life (eg, grandmother, teacher, etc.) than the other two groups. Considering that facial identity perception and eye gaze ability are the foundation of diverse social skills, the FaceA program is expected to be effective in promoting long-term sociality.
    The significance of this study is that the game-type computer-based eye alignment and whole contour processing training can be developed as a new social therapy method of autism. In addition, the results of this study may be used in the future development of similar social enhancement training programs, and for other groups besides autism that show impaired social interaction ability, such as schizophrenia or social anxiety. In the future, it will be necessary to develop a more sophisticated social enhancement training program by complementing the difficulty stages and training tasks of the program, to combine the program with the latest technologies such as AR / VR to further develop the app into a functional game program.
Research result report
  • Abstract
  • 자폐증은 사회적 상호작용 능력의 손상을 주된 증상으로 하는 신경 발달학적 장애로, 대인관계의 어려움 및 사회적 의사소통 등 전반적인 사회기술 측면에서 두드러진 결함을 보인다. 최근에는 자폐증이 보이는 사회적 상호작용 능력의 손상이 이들의 얼굴 지각 능력의 결함과 밀접한 관련이 있다는 연구 결과들이 축적되어, 자폐증의 사회성 치료의 새로운 방안을 제시해주고 있다. 이들의 손상된 얼굴 지각 능력의 기제로 가장 지지를 받고 있는 가설 2가지는 ‘전체 윤곽 처리 능력의 어려움’과 ‘눈 맞춤에 대한 회피’이다, 다수의 연구들에서 자폐증의 경우 얼굴을 전체적으로 처리하는데 어려움이 있어 처리 효율성이 저하되는 모습을 보이며, 얼굴을 지각할 때 가장 핵심적인 단서가 되는 눈 부분을 회피하는 양상이 있다고 보고되었다. 따라서 본 연구에서는 자폐증의 얼굴 지각 능력 향상을 위해 두 가지 가설에 기반한 컴퓨터 기반 훈련 프로그램을 각각 개발하고, 각 프로그램의 효과성을 비교해보고자 하였다.
    프로그램 효과성 검정을 위해 총 63명의 자폐증 아동·청소년을 모집하였으며, 선정 기준을 충족한 53명의 참가자가 최종적으로 연구에 참여하였다. 참가자들은 눈 맞춤 훈련 집단과 전체 윤곽 처리 훈련 집단, 대기 집단에 무작위로 할당하여 연구를 진행하였으며, 훈련 전후로 얼굴 정체성 지각 능력을 측정하는 4가지 컴퓨터 과제와 전반적인 사회적 상호작용 능력을 측정하는 4가지 설문검사 및 행동관찰을 실시하였다. 훈련의 경우, 가정에서 하루에 10-15분 동안 게임형식의 컴퓨터 프로그램을 통해 진행되었으며, 총 60회의 훈련을 실시하였다.
    연구 결과, 눈 맞춤 훈련을 받았던 집단은 전체 윤곽 처리 훈련을 받은 집단과 대기집단에 비해 훈련 후 얼굴의 정체성을 더 잘 재인하게 되었다. 또한 전체 윤곽 처리 훈련을 받은 집단은, 다른 두 집단에 비해 일상생활에서 가까운 타인(예, 할머니, 선생님 등)과의 눈 맞춤 빈도가 유의미하게 향상되었다.
    본 연구 결과는, 게임 형식의 컴퓨터 기반 눈 맞춤 및 전체 윤곽 처리 훈련이 자폐증의 새로운 사회성 치료 방안으로 발전할 수 있음을 뒷받침하는데 그 의의가 있다. 또한 향후 유사한 사회성 증진 목적 훈련 프로그램의 개발에 근거가 될 수 있으며, 자폐증 이외에도 사회적 상호작용 능력에 손상을 보이는 조현병 및 사회 불안 집단에도 본 연구 결과가 활용될 가능성이 있다. 추후에는 해당 프로그램의 난이도 및 과제 등을 보완하여 더 정교화된 사회성 증진 훈련 프로그램을 만들 필요가 있으며, AR/VR등 최신 기술과 접목하여 기능성 게임 프로그램으로서의 발전을 도모하는 것이 바람직 할 것으로 보인다.
  • Research result and Utilization method
  • 프로그램 효과성 검정 결과, 얼굴 정체성 지각 능력을 향상시키는데 있어 눈 맞춤 훈련 프로그램이 효과적인 것으로 나타남. 이는 얼굴을 정체성 지각에 있어서 눈 부분이 핵심이라는 선행 논문(Tanaka & Sung, 2016)과 맥락이 일치함.
    또한 대기집단에 비해서는 유의미하지 않았지만, 얼굴에 대한 전체 윤곽 처리 능력을 훈련시키는 것의 주 효과가 발견됨. 이는 해당 영역을 훈련하는 것이 일상에서의 구체적인 사회적 상호작용 능력(눈 맞춤 빈도, 정서 인식 등)에 긍정적인 영향을 미칠 가능성을 시사함. 특히, 가까운 타인과의 눈 맞춤 빈도 향상에 있어서는 대기 집단에 비해 전체 윤곽 처리 훈련을 받은 집단에서 유의미한 훈련 효과가 나타남.
    직접적으로 1:1 사회적 상황에서의 행동을 관찰하는 행동관찰에서는 눈 맞춤의 주 효과만 나타남. 이는 눈 맞춤 훈련이 사회성 향상까지 일반화 될 가능성이 있음을 시사하나, 집단 간 상호작용 효과가 나타나지 않았기에 더 많은 연구가 이뤄질 필요가 있음.
    두 가지 프로그램이 각기 다른 영역에 효과가 나타났다는 것은, 특정 영역 손상이 두드러지는 자폐증 아동에게 맞춤 식으로 프로그램이 적용될 수 있음을 의미함. 구체적으로 얼굴 정체성 지각에 어려움이 있는 아동들에게는 눈 맞춤 훈련 프로그램을, 정서 인식 및 눈 맞춤 빈도에 어려움이 있는 아동들에게는 전체 윤곽 처리 훈련 프로그램을 제공한다면 도움이 될 수 있을 것으로 보임.
    그러나, 얼굴 정체성 지각 및 눈 맞춤, 정서 인식이 모두 적절한 사회 기술의 기반이 된다는 것을 고려해 볼 때, 두 프로그램 모두 장기적인 장기적인 사회성 증진에 효과가 있을 것으로 기대됨.
    해당 연구 결과 및 사용자 피드백을 바탕으로, 향후 훈련 과제 종류나 난이도 측면을 보완하여, 보다 완성도 높은 프로그램을 개발하고 평가할 예정임. 지속적으로 효과성이 검증된다면, 컴퓨터 기반 눈 맞춤 및 얼굴 전체 윤곽 처리 훈련 프로그램이 근거 기반 치료로 확립될 가능성이 있음
    자폐증의 경우 기능 상 현격한 차이가 나타나기에, 고기능 자폐증 뿐 아니라 상대적으로 인지 기능이 낮은 자폐증 집단도 존재함. 따라서 향후에는 프로그램의 보급 및 활용을 높이기 위해 해당 프로그램을 저기능 자폐증 아동·청소년에게 적합하도록 난이도를 낮춰 평가할 예정임. 이는 각각의 집단에 적절한 사회성 증진 과제 개발의 근거로 사용될 수 있음
    본 연구의 프로그램 및 결과는 자폐증 이외에도 눈 맞춤 및 얼굴 정체성 지각, 전반적 사회성에 문제가 있는 사회 불안 집단이나 조현병 집단 등 기타 정신 장애 집단을 치료하는 프로그램으로써의 가능성을 타진하는 자료로 활용 가능함
    자폐 아동·청소년을 대상으로 한 치료 프로그램에서 게임 형식의 개발 또한 유용할 것임을 시사하므로, 기능성 게임 형식으로 사업체와 연결하여 보완한 후 해외로 수출할 수 있는 가능성이 모색됨
    최근 AR/VR 등 발전된 첨단기술과 결합하여 보다 효과적이면서도 아동·청소년의 사용을 촉진하는 기능성 게임 개발의 기초 자료로 사용될 수 있음
  • Index terms
  • 자폐증, 자폐 스펙트럼 장애, 아스퍼거 증후군, 고기능 자폐, 얼굴 지각, 얼굴 정체성 지각, 눈 맞춤, 전체 윤곽 처리, 디지털 치료, 컴퓨터 기반 치료, 사회성 치료, 사회성 훈련, 눈 맞춤 훈련, 얼굴 전체 윤곽 처리 훈련
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