본 연구에서는 감각인식(perceptual awareness)과 관련된 의식을 주제로 하여, 감각인식에 관련된 뇌신경기제를 조작하는 실험적 개입을 시도하여 그 결과를 관찰하고, 그 철학적 함축을 알아보고자 하였다.
[1] 과제 맥락에 따른 색과 운동 정보처리 속도
연구 배경: ...

본 연구에서는 감각인식(perceptual awareness)과 관련된 의식을 주제로 하여, 감각인식에 관련된 뇌신경기제를 조작하는 실험적 개입을 시도하여 그 결과를 관찰하고, 그 철학적 함축을 알아보고자 하였다.
[1] 과제 맥락에 따른 색과 운동 정보처리 속도
연구 배경: 색과 운동 지각은 각기 망막에서 대뇌피질에 이르는 parvocellular system(P)과 magnocellular system(M)에서의 신호처리와 관련된다고 알려져 왔다. P와 M에서의 신경세포활동을 기록한 일련의 실험들에서 일반적으로 M이 P보다 빨리 반응하는 것으로 나타났다. 그러나 이러한 생리학적 기제가 실제 지각적 판단에 어떠한 영향을 미치는 가에 대해서는 아직 명확하지 않다. 본 연구에서는 한 대상에서의 색 변화와 운동이 특정한 시간지연 하에서 연속적으로 일어나는 자극 조건에서 변화탐지 과제(실험1)와 자극 변화의 시간순서 판단 과제(실험2)를 시행하고 이를 통해 색과 운동정보의 지각적 처리 속도를 추정하였다.
실험결과: 실험1) 4명의 피험자 모두 +20ms ~ +40ms SOA조건에서부터 일정한반응시간을 나타냈다. 즉 색 변화 처리가 운동자극의 처리보다 20ms ~ 40ms 느린 것으로 나타났다. 실험2) 실험 2에서는 실험1에서와 반대되는 결과가 나타났다. 즉 색 변화와 운동변화의 시간순서를 판단케 했을 때 피험자 모두 색 변화가 운동자극보다 10ms ~ 50ms늦게 일어나는 조건에서 조차 색 변화가 운동변화에 선행한다고 50%이상 보고하였다.
논의: 탐지과제와 시간순서판단 과제의 지각적, 인지적 처리과정의 차이가 실험1과 실험 2의 상반된 결과에 영향을 주었을 것으로 생각된다. 탐지과제는 Reaching, Grasping과 같은 운동맥락과제(motor context task)와 유사한 지각적 처리과정을 가진다고 볼 때 운동맥락 과제와 관련된 뇌시스템은 색 변화보다는 운동변화를 우선적으로 처리한다는 것이 실험 1의 결과와 부합 된다고 생각된다. 반면 시간 순서 판단과제에서의 결과는 시간적으로 인접한 두 자극의 시간차를 시간순서의 지각으로 전환하는 결정함수의 존재를 지지한다고 생각된다. 이러한 결정함수는 주의 전환, 신호 도착시간 차이의 역치등의 기제와 관련이 있을 것으로 생각되지만 그 정확한 기제는 아직 불명확하며 계속된 연구가 필요하다고 생각된다.
[2] 감각 정보 처리와 의식적 보고가능성의 관계
본 연구에서는 간질 환자의 Wada 검사중, 좌우반구 각각의 마취시에 한자, 한글 판독과 그림 명명검사(naming test)를 실행하여 각각 반구에서의 기능을 연구하였으며 이후 같은 환자중 일부를 대상으로 기능성 자기공명 영상을 한자, 한글과 기타 다른 여러 모델의 시각 자극과 비교하였다. 이를 통해, 와다검사를 수행하는 동안 여러 가지 신경심리학적 검사를 실시할 수 있는 체계를 마련하고, 좌우뇌의 기능적 차이를 연구하는 방법론을 정립하고자 하는 제1차년도 연구목표를 달성하였다. 더욱이 계획하였던 fMRI 실험의 일부 결과(정상 피험자 대조군)를 해외학술지에 출간하였다.

This study aimed at examining neural substrates underlying perceptual awareness.
[1] Comparison of processing speed betwen color and motion stimuli
Given the difference in neural conduction time between parvocellular and magnocellular pathways in th ...

This study aimed at examining neural substrates underlying perceptual awareness.
[1] Comparison of processing speed betwen color and motion stimuli
Given the difference in neural conduction time between parvocellular and magnocellular pathways in the visual system, we asked whether this physiological difference is reflected in the perceptual judgement of timing of events. First, we asked normal subjects to make a finger response as soon as they detected a change in color or motion, which was systematically varied by 10 msec intervals. Reaction times of all subjects showed evidence that color processing took longer than motion processing by 20-40 msec. However, when subjects was asked to judge the temporal sequence of the events, namely, whether a color or position change preceded the other, their perceptual judgements were such that a color change was perceived as simulaneous or preceding to a position change even when the color change took place 10-50 msec after the position change. These data suggest that the relative timing of events differ by task requirements. Specifically, when visuo-motor response is made, the reaction to color or position change seems to reflect the physiological difference of processing, while perceptual judgement appears to be dissociated from the physiological properties.
[2] Perceptual processing and reportability
Epilepsy patients undergoing Wada test were examined whether anesthesia of either hemisphere interferes with reading Hangul, Hanja, or picture naming. We also compared the results with activation patterns obtained using functional MRI in each patient. A dissociation was found in comparing Hangul and Hanja reading in that inactivation of dominant hemisphere always interfered Hangul reading, but not Hanja reading. The fMRI results also showed that reading Hanja involves posterior parts of the brain, specifically basal surface of the occipital cortex, while reading Hangul involves left inferior parietal cortex.

본 연구에서는 감각인식(perceptual awareness)과 관련된 의식을 주제로 하여, 감각인식에 관련된 뇌신경기제를 조작하는 실험적 개입을 시도하여 그 결과를 관찰하고, 그 철학적 함축을 알아보고자 하였다.
[1] 과제 맥락에 따른 색과 운동 정보처리 속도
연구 배경: ...

본 연구에서는 감각인식(perceptual awareness)과 관련된 의식을 주제로 하여, 감각인식에 관련된 뇌신경기제를 조작하는 실험적 개입을 시도하여 그 결과를 관찰하고, 그 철학적 함축을 알아보고자 하였다.
[1] 과제 맥락에 따른 색과 운동 정보처리 속도
연구 배경: 색과 운동 지각은 각기 망막에서 대뇌피질에 이르는 parvocellular system(P)과 magnocellular system(M)에서의 신호처리와 관련된다고 알려져 왔다. P와 M에서의 신경세포활동을 기록한 일련의 실험들에서 일반적으로 M이 P보다 빨리 반응하는 것으로 나타났다. 그러나 이러한 생리학적 기제가 실제 지각적 판단에 어떠한 영향을 미치는 가에 대해서는 아직 명확하지 않다. 본 연구에서는 한 대상에서의 색 변화와 운동이 특정한 시간지연 하에서 연속적으로 일어나는 자극 조건에서 변화탐지 과제(실험1)와 자극 변화의 시간순서 판단 과제(실험2)를 시행하고 이를 통해 색과 운동정보의 지각적 처리 속도를 추정하였다.
실험결과: 실험1) 4명의 피험자 모두 +20ms ~ +40ms SOA조건에서부터 일정한반응시간을 나타냈다. 즉 색 변화 처리가 운동자극의 처리보다 20ms ~ 40ms 느린 것으로 나타났다. 실험2) 실험 2에서는 실험1에서와 반대되는 결과가 나타났다. 즉 색 변화와 운동변화의 시간순서를 판단케 했을 때 피험자 모두 색 변화가 운동자극보다 10ms ~ 50ms늦게 일어나는 조건에서 조차 색 변화가 운동변화에 선행한다고 50%이상 보고하였다.
논의: 탐지과제와 시간순서판단 과제의 지각적, 인지적 처리과정의 차이가 실험1과 실험 2의 상반된 결과에 영향을 주었을 것으로 생각된다. 탐지과제는 Reaching, Grasping과 같은 운동맥락과제(motor context task)와 유사한 지각적 처리과정을 가진다고 볼 때 운동맥락 과제와 관련된 뇌시스템은 색 변화보다는 운동변화를 우선적으로 처리한다는 것이 실험 1의 결과와 부합 된다고 생각된다. 반면 시간 순서 판단과제에서의 결과는 시간적으로 인접한 두 자극의 시간차를 시간순서의 지각으로 전환하는 결정함수의 존재를 지지한다고 생각된다. 이러한 결정함수는 주의 전환, 신호 도착시간 차이의 역치등의 기제와 관련이 있을 것으로 생각되지만 그 정확한 기제는 아직 불명확하며 계속된 연구가 필요하다고 생각된다.
[2] 감각 정보 처리와 의식적 보고가능성의 관계
본 연구에서는 간질 환자의 Wada 검사중, 좌우반구 각각의 마취시에 한자, 한글 판독과 그림 명명검사(naming test)를 실행하여 각각 반구에서의 기능을 연구하였으며 이후 같은 환자중 일부를 대상으로 기능성 자기공명 영상을 한자, 한글과 기타 다른 여러 모델의 시각 자극과 비교하였다. 이를 통해, 와다검사를 수행하는 동안 여러 가지 신경심리학적 검사를 실시할 수 있는 체계를 마련하고, 좌우뇌의 기능적 차이를 연구하는 방법론을 정립하고자 하는 제1차년도 연구목표를 달성하였다. 더욱이 계획하였던 fMRI 실험의 일부 결과(정상 피험자 대조군)를 해외학술지에 출간하였다.

[1] 과제 맥락에 따른 색과 운동 정보처리 속도
실험결과: 실험1) 4명의 피험자 모두 +20ms ~ +40ms SOA조건에서부터 일정한반응시간을 나타냈다. 즉 색 변화 처리가 운동자극의 처리보다 20ms ~ 40ms 느린 것으로 나타났다. 실험2) 실험 2에서는 실험1에서와 반대되는 ...

[1] 과제 맥락에 따른 색과 운동 정보처리 속도
실험결과: 실험1) 4명의 피험자 모두 +20ms ~ +40ms SOA조건에서부터 일정한반응시간을 나타냈다. 즉 색 변화 처리가 운동자극의 처리보다 20ms ~ 40ms 느린 것으로 나타났다. 실험2) 실험 2에서는 실험1에서와 반대되는 결과가 나타났다. 즉 색 변화와 운동변화의 시간순서를 판단케 했을 때 피험자 모두 색 변화가 운동자극보다 10ms ~ 50ms늦게 일어나는 조건에서 조차 색 변화가 운동변화에 선행한다고 50%이상 보고하였다.
논의: 탐지과제와 시간순서판단 과제의 지각적, 인지적 처리과정의 차이가 실험1과 실험 2의 상반된 결과에 영향을 주었을 것으로 생각된다. 탐지과제는 Reaching, Grasping과 같은 운동맥락과제(motor context task)와 유사한 지각적 처리과정을 가진다고 볼 때 운동맥락 과제와 관련된 뇌시스템은 색 변화보다는 운동변화를 우선적으로 처리한다는 것이 실험 1의 결과와 부합 된다고 생각된다. 반면 시간 순서 판단과제에서의 결과는 시간적으로 인접한 두 자극의 시간차를 시간순서의 지각으로 전환하는 결정함수의 존재를 지지한다고 생각된다. 이러한 결정함수는 주의 전환, 신호 도착시간 차이의 역치등의 기제와 관련이 있을 것으로 생각되지만 그 정확한 기제는 아직 불명확하며 계속된 연구가 필요하다고 생각된다.
[2] 감각 정보 처리와 의식적 보고가능성의 관계
검사 환자 20명 중 와다 검사 결과 좌측에 19명, 1명은 우측에 언어 중추가 있음을 확인하였다. 언어 우성 반구 마취시에는 모든 항목에 대하여 읽기(reading)와 이름대기(naming)를 할 수가 없었다. 비우성반구 마취시에는 마취가 풀린 상태에서 있을 수 있었던 항목들 중에서, 한글은 100%항목을 읽을 수 있을 수 있었고, 그림은 87% 항목에서 이름대기를 할 수 있었다. 그러나 한자에서는 평균 49%의 항목만을 읽을 수 있었다. 이중 한자-한글 읽기(p<0.001)와 한자읽기-그림 이름대기(p<0.01)는 Mann-Whitney U test에서 유의한 차이를 보였다. 한글읽기-그림 이름대기에서도 유의한 차이를 보였다.(p=0.027) 특히 비우성반구 마취시 한자 읽기에서, 한자의 읽기가 가능한지를 예측하는 인자로서 글자의 획수(SN;stroke number)가 중요한 것으로 관찰되었다. 지수회귀분석을 시행하였을 때 Log10SN과 수행도( 정상상태에서 있을 수 있는 한자어 중 비우성 마취시에 읽은 단어 수)간에 유의한 연관성이 관찰 되었다.(R2 = 0.89) 그러나 이러한 획수와 수행도간의 상관관계는 한글 읽기에서는 관찰되지 않았다.
기능 자기 공명 영상에서는 한글읽기와 간단한 형태의 한자를 읽을 때 비교하였을 때, 한글 읽기 조건에서 좌측 측두엽의 외측 부위와 후두엽 일부에서 활성화되는데 비하여, 간단한 형태의 한자를 읽을 때에는 좌측 측두엽 내측 부위가 활성화되었다. 그러나, 복잡한 형태의 한자읽기를 한글과 비교하면 양측 내측 측두엽이 간단한 형태의 한자읽기와 비교하면 우측 측두엽이 더욱 활성화되는 양상이 관찰되었다. 특히 와다 검사결과와 비교하여 비우성반구 마취시에 한자 읽기에 지장이 많았던 사람일수록 복잡한 형태의 한자읽기에서 우측의 내측 측두엽과 후두엽 경계부위가 더욱 활성화되는 양상을 보였다. 얼굴 인식과 복잡한 형태의 한자읽기를 비교하였을 때 얼굴 인식은 우측 측두엽의 외측부위가 복잡한 형태의 한자 읽기시에는 양측 측두엽과 후두엽의 내측 경계부위가 각각 더 활성화되었다. 그림읽기와 얼굴인식의 비교시에는 그림읽기시에 좌측 측두엽의 내측부위가 약간 활성화되었다.