두 손의 협응된 사용 또는 제어는 옷 입기, 쓰기, 타이프 치기, 피아노건반 치기등 많은 일상활동의 숙련된 수행에 있어 중요한 역할을 한다. 목표지향적 조준운동에 대한 연구들은 두 손이 동일 또는 서로 다른 거리에 대해 동시에 움직일 때 시 공간적으로 환경적 또는 ...

두 손의 협응된 사용 또는 제어는 옷 입기, 쓰기, 타이프 치기, 피아노건반 치기등 많은 일상활동의 숙련된 수행에 있어 중요한 역할을 한다. 목표지향적 조준운동에 대한 연구들은 두 손이 동일 또는 서로 다른 거리에 대해 동시에 움직일 때 시 공간적으로 환경적 또는 동작에 관계없이 연계됨을 보여주고 있다(French, Williams, 1990; Kelso, 1984; Huh, Williams, and Burke, 1998; Lee, and Jay, 1990,; Marteniuk, Mackenzie, and Baba, 1984). 두 손의 목표지향적 조준동작의 시 공간적 특징을 설명하는 두 가지 모델이 있다. 첫째, Kelso, Southard, Goodman(1979, 1981, 1983) 등의 주장으로, 단일 중추제어 메커니즘이 양수에 동시적으로 작용하여 두 손이 마치 단일동작과 같이 움직이게 구속(constrain)한다는 것이다. 즉 두 손의 연결 또는 동시성은 동작을 시작시키고 끝내게 하는 하나의 공동 중추프로그램에서 비롯된다는 것으로, 신경제어의 경제적 측면에서 이 협응구조 견해는 복잡하고 정교한 동작을 계획하고 수행 할 때 신경계가 직면하는 제어문제의 복잡성을 줄여주는 분명한 이점이 있다(예, Bernstein, 1967; Wenderoth and Bock, 2000).
둘째로, Marteniuk와 Mackenzie(1980, 1983)등은 두 개의 중추제어 메커니즘이 두 손을 별개의 단위로 조절한다고 주장한다. 다시 말해, 두 손을 사용한 동작에서 어느 정도의 비동시성이 나타나는데 이는 전체의 힘에 직접적으로 비례하는 힘을 동시에 생성하는 두 개의 독립적인 프로그램의 존재 때문이라는 것이다. 반대 손의 동작을 촉진시키거나 억제시키는 신경간섭이 양수에 대한 별개의 명령사이에서 발생한다는 것이다.
두 손의 목표지향적 동작에 있어 두 손의 연계는 Marteniuk등의 명령의 상호간섭 이론보다는 Kelso등의 협응구조의 전략적 사용에 무게가 더 주어지고 있다(Goodman, 1985; Huh et al., 1998). 그러나, 중요한 것은 두 손동작에 대한 행동학적, 운동학적 자료에 따르면 두 손이 함께 움직일 때, 어린이뿐만 아니라 성인모두가 동작이나 환경적 요구사항에 관계없이 연계하려는 경향이 나타나고 있다는 점이다.
두 손의 목표지향적 동작에 대해 기존의 연구들은 행동학적이나 운동학적(Swinnen, 1988) 또는 EMG(Huh et al, 1998)를 사용하는 개별연구에 치중하였다. 두 손의 목표지향적 동작에 대한 정확한 메커니즘이 Berstein의 협응구조 이론에 의한 것인지 여부를 이해하려면 운동학적, 행동학적, 신경생리학적 변수에 대한 연구가 동시에 이루어져야한다. 최근의 컴퓨터화된 3차원 동작분석과 개량된 근전도 기술은 이를 가능하게 할 수 있다. 따라서 이 연구에서는 일련의 목표지향적 두 손 협응동작 수행시 나타나는 연계 변화에 기저가 되는 협응구조 메커니즘을 행동학적(MT), 운동학적, 그리고 신경생리학적(EMG) 측면에서 규명하는데 있다.

두 손의 협응된 사용 또는 제어는 옷 입기, 쓰기, 타이프 치기, 피아노건반 치기 등 많은 일상활동의 숙련된 수행에 있어 중요한 역할을 한다. 따라서 이 연구가 성공적으로 수행된다면 인간이 협응된 목표 지향적 두 손동작을 수행하는데 나타나는 협응 제어에 대한 기저 ...

두 손의 협응된 사용 또는 제어는 옷 입기, 쓰기, 타이프 치기, 피아노건반 치기 등 많은 일상활동의 숙련된 수행에 있어 중요한 역할을 한다. 따라서 이 연구가 성공적으로 수행된다면 인간이 협응된 목표 지향적 두 손동작을 수행하는데 나타나는 협응 제어에 대한 기저 메커니즘이 역동적 체계(dynamical system) 측면에서 다음과 같이 종합적으로 밝혀질 수 있을 것으로 기대된다.
1) 행동학적(동작시간과 반응시간)인 연계
2) 운동학적인 연계
3) 근신경생리학적인 연계
4) 자유도 문제(degree of freedom)
위의 종합적인 자료들은 인간이 두 손을 동시에 사용할 때 협응된 사용이 왜 가능한지에 대한 기본적인 해답으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 특히 이 연구에서 획득된 기본자료들은 인간공학 측면에서 활용될 수도 있다. 구체적으로 숙련된 두 손 협응이 필요로 하는 직업에 누가 적합한지를 예측할 수 있는 기본적인 자료로도 사용될 수 있으리라 사료된다. 더 나아가 두 손을 효율적으로 협응되게 사용하지 못하는 장애인들에게 효율적인 재활을 하는데 이용되어 이들이 격는 고통과 가족들의 고통을 격감 시키는데 일조를 할 것으로 예측된다.

연구방법
목표지향적 두 손 협응동작 수행시 나타나는 연계의 변화를 규명하기 위해 사용할 피험자, 실험도구, 실험과제, 실험 절차, 실험설계, 자료산출 방법, 그리고 자료 산출방법은 다음과 같다.

1. 피험자
이연구의 실험에 참여하게될 ...

연구방법
목표지향적 두 손 협응동작 수행시 나타나는 연계의 변화를 규명하기 위해 사용할 피험자, 실험도구, 실험과제, 실험 절차, 실험설계, 자료산출 방법, 그리고 자료 산출방법은 다음과 같다.

1. 피험자
이연구의 실험에 참여하게될 피험자는 8명의 대학생(20-25세)으로 모두 자발적인 동의하에 연구에 참여할 예정이다. 어떠한 신경학적 문제나 질환을 지니니 않는 피험자로 선정할 것이다.

2. 실험도구

(1) 양수협응성 기구
연구에 사용될 양수협응성 기구는 검은 나무판 위에 2개의 홈키와 4개의 목표키, 경고 LED, 자극 LED등이 배열될 것이다. 2개의 홈키는 나무판의 가장자리에서 5.08cm 지점에 위치하고 있고 4개의 목표키는 각각 다른 거리에 홈키와 일직선상에 배치될 것이다. 경고 LED는 피험자의 몸중심에 오게 하고 판의 중앙에 위치할 것이다. 자극 LED는 경고 LED로부터 1.5cm위쪽에 위치할 예정이다.

(2) 동작분석기
이 연구에서 사용할 동작분석기는 APAS 2000 3차원 동작분석기(Ariel Dynamics Inc, 2000)이다. APAS 2000은 비데오 방식의 동작분석기 이며 세계에서 최초로 Ariel 박삭가 개발하여 사용한 제품이다. APAS 2000 system의 특징은 비데오 카메라로 촬영한 영상을 컴퓨터로 이미지를 잡아 분석하며 digitize를 할 때 마커를 사용하면 자동digitize가 가능하면 추적능력이 뛰어난 분석기이다. 이 분석기는 이미지 capture가 직접 카메라에서 컴퓨터로 가능하다. 또한 컴퓨터 시각 기법과 정교한 알고리즘으로 작은 마커를 사용하여 환경의 영향을 받지 않도록 함으로서 정확성을 확복할 수 있는 장점을 갖고 있다. APAS 2000 system의 구성은 다음과 같다.

1) 시스템 본체
시스템 본체는 적외선 감지카메라와 모니터, 그리고 컴퓨터와 연결되어 있으며 마커의 움직임을 기록하고 컴퓨터에 자료를 전송한다.

2) 적외선 감지 카메라
이 연구에서 3차원 동작 분석을 위해 DVL-9800(JVC) 적외선 감지카메라 2대를 사용할 예정이다.카메라 속도는 초당 60프레임으로 설정할 예정이다.

3) 컴퓨터 시스템
좌표화를 위해 IBM 호환 기종의 Pentium Ⅲ700 컴퓨터를 동작 분석 시스템에 연결하여 모든 변인들에 대한 자료를 산출한다. 통제점 및 인체 관절 중심점의 좌표화, DLT 방법에 의한 3차원 좌표계산과 자료의 평활화를 위해 Ariel사에서 제공한 Ariel 1.1 프로그램을 사용할 예정이다.

4) 모니터
한 대의 모니터(삼성 Samtron 75E plus)가 사용될 예정이다. 모니터는 컴퓨터 본체와 동작 분석 시스템에 연결되어 각 카메라에 의해 촬영되는 장면을 실시간 재생하는데 사용되고 시스템을 설정하고 획득한 자료를 처리하기위해 사용될 예정이다.

5) 마커
마커는 적외선 반사 물질로 코딩된 반구형의 부착물로 카메라가 피험자의 동작을 포착해 낼 수 있도록 신체관절 8부위에 부착할 예정이다.

6) 기준척(Grid)
연구에 사용될 기준척은 앞면으 30개의 통제점이 설정된 높이 2m, 길이 2.4m 폭 40cm의 육면체 형태의 기준척이 사용될 예정이다.

(3) 근전도
연구에 사용될 근전도기는 Mega Muscle Tester(Mega, ELC. 1998)로서 스포츠의학, 재활, 인간공학 연구에 광범위하게 사용되고 있는 제품이다. Mega EMG 장비는 Surface EMG 방식의 장비이며 피험자에게 장비를 착용시켜 실외에서 자유로이 측정이 가능하며 측정된 데이터는 메모리 카드에 저장을 하여 컴퓨터로 데이터를 전송하여 분석할 수 있다. 또한 실내에서는 컴퓨터와 직접 연