본 연구는 국가적 차원의 당면 과제인 우리 국민의 외국어 사용 능력 증진을 위해 필수적인 기초 연구로서 인지신경정보처리에 기반한 외국어 지식 획득과 사용의 원리를 규명하는 것을 일차적인 연구 목적으로 한다. 이러한 목적을 달성하기 위해서는 모국어인 한국어의 ...

본 연구는 국가적 차원의 당면 과제인 우리 국민의 외국어 사용 능력 증진을 위해 필수적인 기초 연구로서 인지신경정보처리에 기반한 외국어 지식 획득과 사용의 원리를 규명하는 것을 일차적인 연구 목적으로 한다. 이러한 목적을 달성하기 위해서는 모국어인 한국어의 인지신경정보처리에 대한 특성의 규명이 그 기초가 되어야 할 것이다. 모국어인 한국어의 인지신경정보처리에 대한 특성의 규명이 함께 이루어져야만 외국어의 정보 획득과 처리의 특성이 비교되어 규명될 것이기 때문이다. 이에 언어심리학, 인지신경과학, 전산언어학, 영어교육학, 그리고 음성정보학 관련 연구자들이 3차년 간의 학제적인 연구를 통하여 한국인의 외국어 사용 능력 증진을 위한 효과적인 외국어 구어 지식 획득 방안과 사용 원리를 규명하는 것이다.
이러한 이유로 본 연구는 음성으로 표현된 외국어에서 형태,구문,의미를 어떤 종류의 인지신경정보처리로 추출해내는가를 연구하기 위해 다음과 같은 세 종류의 세부 연구 목표를 설정한다.
(가)외국어(영어) 말하기의 사용능력에 따른 문법 지식이 어떻게 머릿속에 저장되는지를 인지신경정보처리 원리를 통해 규명
(나)모국어(한국어) 문법 지식이 어떻게 머릿속에 저장되며 그 저장이 실제 뇌의 어느 부위에 어떤 처리방식으로 저장되는지를 규명
(다)인간의 정보처리시스템과 외국어 형태-구문 정보처리의 상호작용 규명
대표적 연구결과로는
한국어의 경우, 청각적 입력일 때는 음절(syllable)만이 영향을 끼친 반면, 시각적 입력을 받을 경우에는 음절 외에도 낱자(letter)가 그 처리단위일 것이라는 강력한 증거를 얻었다.어휘의 표상에 대한 연구 결과어휘의 표상에 대한 연구 결과는 한국어가 음절의 연쇄로 표상되어 있으며 이를 대뇌에서 처리할 때 Left Fugiform Gyrus, Left Superior Temporal Gyrus, Left Supramarginal Gyrus을 거치면서 음운론적 음절(phonological syllable) 단위로 분절되는 것으로 나타났다. 모국어의 처리 방식으로 한국인은 영어 어휘를 처리하는데 있어서도 음절단위로 분절하여 이해하는 경향을 보였다. 또한 음운단어 내의 분절음 지각단서에 관련된 연구에서는 분절층위의 한국어 및 영어 인식과 발화과정을 연구하였다. 한국어에 없는 어두 자음군을 가진 음절 유형과 폐쇄음 및 공명음의 연쇄, 약강구조의 영어 단어에서의 강약 음절 산출을 중심으로 한국인 영어 학습자와 영어 원어민 화자 간의 발화시의 음향적 차이를 밝혔다. 한국어 시각단어재인 시 나타나는 현상을 모사하기 위해 연결주의적 입장의 계산주의적 모델을 제안하였다. 어휘판단 과제(lexcial decision task) 시 나타는 빈도효과(frequency effect), 어휘성 효과(lexical status effect), 단어 유사성 효과(word similarity effect)를 본 연구에서 제안한 계산주의적 모델을 이용하여 모사하고 설명하였다. 실험 결과 제안한 모델은 한국어 2음절 단어에 대해 데이터 의미강조값과 상대빈도 사이의 정적 상관이 유의하게 나타났고, 어휘성효과, 단어 유사성 효과를 보였다.

The aim of present research is to investigate how human acquire the knowledge of foreign language through a cognitive-neuroscience frame work and how learners use this knowledge. In order to accomplishing aims, firstly, we have to unveil the basic mec ...

The aim of present research is to investigate how human acquire the knowledge of foreign language through a cognitive-neuroscience frame work and how learners use this knowledge. In order to accomplishing aims, firstly, we have to unveil the basic mechanism how Korean native speakers use Korean. This is because we should compare characteristics of processing Korean with characteristics of processing foreign language (e.g. English) to identify the basic mechanism to learn English. Thus, we applied psycholinguistics, cognitive neuroscience, computational linguistics, English education, and phonetics to obtain the method to increase ability of English by means of investigating the procedure of constructing the knowledge of grammar, meaning, and speaking in English. For that reason, the present research suggests next several research purposes.
(1)To identify the representation of the grammar and the procedure based on a cognitive neuroscience according to ability of English
(2)To identify the representation of the grammar and the procedure based on a cognitive neuroscience according to ability of Korean
(3)To identify the interaction between information process system and morphology-syntax information process when Korean (or foreigner) use a non-native language.
The necessity of present research
(1)Academic needs on information processing of native language and foreign language ？ present research would provide key points to solve the problems provided below.
(2)Base research for foreign language education ？ having a good command of foreign language, especially English, is critical ability which determines to survive or not in global society.
(3) Efficient English education for Korean ？ former English education did not reflect Korean language distinctive properties such as total difference of grammar system.

The topics performed by our teams in the first year are as follows.
One team obtained the evidence that words were represented by terms of phonological forms in Korean mental lexicon. Another team analyzed the characteristic of pronunciation for Korean speaker and English speaker. The other team developed the computation model on accessing Korean isolated words. This model simulated well the results that individuals showed in the same type of experiments.
The second year
One team obtained the evidence that words were broken down by phonological syllables on accessing Korean words. Also, Korean speaker analyzed English words the same manner as Korean words. Another team investigated acoustic factors that influence extracting AP units from a English sentence. Results showed that pause information was the most important variable, but Korean learners could not utilize stress factor at all. The other team developed syllable-by-syllable input system. And, using computer simulation, this system is useful in comprehending Korean language.
The third year
We found Korean native speakers use the representation of Korean when they learn English. The present research verified skilled English users apply the prosodic cue to resolve ambiguity of relative clause. In computational modeling, researchers suggested that the interactive activation model composed of three layer (output-hidden-input) showed the correspond tendency when comparing to human data. In language production research, the semantic interference effect occurs not in a conceptual level but in a lexical access level.

본 연구는 국가적 차원의 당면 과제인 우리 국민의 외국어 사용 능력 증진을 위해 필수적인 기초 연구로서 인지신경정보처리에 기반한 외국어 지식 획득과 사용의 원리를 규명하는 것을 일차적인 연구 목적으로 한다. 이러한 목적을 달성하기 위해서는 모국어인 한국어의 ...

본 연구는 국가적 차원의 당면 과제인 우리 국민의 외국어 사용 능력 증진을 위해 필수적인 기초 연구로서 인지신경정보처리에 기반한 외국어 지식 획득과 사용의 원리를 규명하는 것을 일차적인 연구 목적으로 한다. 이러한 목적을 달성하기 위해서는 모국어인 한국어의 인지신경정보처리에 대한 특성의 규명이 그 기초가 되어야 할 것이다. 모국어인 한국어의 인지신경정보처리에 대한 특성의 규명이 함께 이루어져야만 외국어의 정보 획득과 처리의 특성이 비교되어 규명될 것이기 때문이다. 이에 언어심리학, 인지신경과학, 전산언어학, 영어교육학, 그리고 음성정보학 관련 연구자들이 3차년 간의 학제적인 연구를 통하여 한국인의 외국어 사용 능력 증진을 위한 효과적인 외국어 구어 지식 획득 방안과 사용 원리를 규명하는 것이다. 이러한 이유로 본 연구는 음성으로 표현된 외국어에서 형태/구문/의미를 어떤 종류의 인지신경정보처리로 추출해내는가를 연구하기 위해 다음과 같은 세 종류의 세부 연구 목표를 설정한다.
(가). 외국어(영어) 음성 언어의 사용능력에 따른 문법 지식의 표상과 인지신경정보처리 원리 규명
(나). 모국어(한국어) 음성 언어의 문법 지식 표상 및 인지신경정보처리 원리 규명
(다). 인간의 정보처리시스템과 외국어 형태-구문 정보처리의 상호작용 규명
본 연구의 필요성
(1) 외국어와 모국어 정보처리연구의 학문적 필요성 : 외국어정보처리 연구와 관련하여 아래와 같은 연구 주제들에 초점을 두어 연구를 진행한다. 본 연구는 이런 연구 문제들을 상당수 해결할 수 있는 실마리를 제공할 수 있다.
(2) 외국어 교육을 위한 기초 연구 : 빈번한 국제 교류와 정보 사회의 도래로 외국어, 특히 영어 구사 능력은 국제 공동사회에서 생존을 결정할 정도로 중요한 역할을 한다. 일례로 일본은 영어를 제 2 언어로 지정하여 국가적 차원으로 외국어 교육을 실시할 예정이다.
기존의 인지적, 구조적 원리에만 기반한 외국어 교수법의 한계성 문제가 제기되었다. 따라서 언어를 배워서 이해하고 생성해 내는 데에 직접적으로 관여하는 인지신경 언어정보처리 원리를 반영한 외국어 교수법 개발의 필요성이 대두되고 있다.
따라서 구체적이고 과학적이며 학제적 연구 수행을 통하여 새로운 대안이 마련되어야 할 것이다. 이러한 외국어 교육 프로그램을 개발하기 위해서는 외국어 지식 획득과 사용이 모국어의 지식 획득과 사용과 어떠한 점에서 공통점과 차이점을 보이는지, 또한 외국어의 단계별 학습 과정에서 외국어 지식 획득과 사용은 어떠한 변화 양상을 보이는지를 파악하는 것이 필수적이다.
외국어 교육을 위한 막대한 투자에도 불구하고 한국인의 외국어 능력은 여전히 미흡한 실정이며, 이러한 문제점을 극복하기 위해서는 한국인의 모국어 정보처리 원리와 외국어 정보처리 원리에 입각한 교수법 모형이 제안되어야 한다. 본 연구는 이러한 새로운 교수법 모형 제안의 기초 연구로서 중요한 역할을 차지할 것으로 사료된다.
(3) 한국인을 대상으로 한 효율적인 영어 교육의 기초 : 기존의 영어 학습 및 교수 방법의 대부분은 한국어 화자의 모국어 특성을 반영한 것으로 보기는 어렵다.
영어는 한국어와 그 문법 체계에 있어서 큰 차이점을 보인다. 한국어는 그 특성상 형태론이 그 중심에 놓이는 반면에, 영어는 구문론이 그 중심에 놓이는 언어라고 할 수 있다. 따라서 한국인이, 그 문법적 중심이 상이한 영어 구문 지식을 획득하고 그 정보를 처리하는 데는 큰 어려움이 예상된다. 따라서 이러한 과정에서 발견되는 어려움이 구체적으로 어떠한 것인지를 기술하기 위해서는 외국어정보처리의 특성과 언어학적 특성을 분석하는 것이 필요하다.
따라서 한국어와 영어의 상이성에서 오는 정보처리 방식의 상이점, 그리고 언어보편적인 정보처리 방식의 공통점들을 발견하고 자세히 기술하는 것은 한국어를 모국어로 사용하는 한국어 화자들의 효율적인 영어 교육, 소위 ‘한국인을 위한 맞춤 영어 교육 프로그램’을 만드는 데 반드시 필요하다.

(1) 모국어처리를 바탕으로 한 영어 처리
본 연구의 결과는 외부입력이 중간단계를 거쳐 처리된다는 모델을 지지하고 있다. 어휘 이전 단계(pre-lexical stage)에서의 음운론적 단어 인식과정에 관여하는 요소는 입력방법에 따라 달랐는데, 한국어의 경우, 청각적 입력일 ...

(1) 모국어처리를 바탕으로 한 영어 처리
본 연구의 결과는 외부입력이 중간단계를 거쳐 처리된다는 모델을 지지하고 있다. 어휘 이전 단계(pre-lexical stage)에서의 음운론적 단어 인식과정에 관여하는 요소는 입력방법에 따라 달랐는데, 한국어의 경우, 청각적 입력일 때는 음절(syllable)만이 영향을 끼친 반면, 시각적 입력을 받을 경우에는 음절 외에도 낱자(letter)가 그 처리단위일 것이라는 강력한 증거를 얻었다.
(2) 한국어 및 영어 연속발화의 특징 연구
음운단어 내의 분절음 지각단서에 관련된 연구에서는 분절층위의 한국어 및 영어 인식과 발화과정을 연구하였다. 한국어에 없는 어두 자음군을 가진 음절 유형(strike, fly, strip 등)과 폐쇄음 및 공명음의 연쇄(t-m, t-n, t-l, t-r), 약강구조의 영어 단어에서의 강약 음절 산출을 중심으로 한국인 영어 학습자와 영어 원어민 화자 간의 발화시의 음향적 차이를 밝혔다.

(3) 한국어 단어 재인의 계산주의적 모형 모델링
고립단어 인식과정 상의 계산주의적 모형개발 연구에서는 한국어 어휘판단과제(lexical decision task)에 기초한 한국어 단어재인 모델을 제안하였다. 모델의 실험결과 의미 강조값과 코사인 유사도값이 반영된 신경망 구조를 이용하여 단어 빈도효과, 어휘성 효과 및 철자 조합 적합성 효과를 설명할 수 있었는데, 이는 한국어 어휘판단과제(lexical decision task) 수행시, 대뇌에서 처리되는 언어 현상에 대한 계산주의적 단어재인 모델의 등가물에 해당하는 것이다. 먼저 고빈도 단어가 더 빨리 인식되는 ‘빈도 효과’와 단어-단어 판단이 비단어-비단어 판단보다 빨리 나타나는 ‘어휘성 효과’, 그리고 일상적 자소조합 원칙을 지킨 비단어가 그렇지 않은 비단어보다 어휘판단 시간이 더 걸리는 ‘철자 조합 적합성 효과’를 보임을 확인할 수 있었다.
< 2차년 >
(1)어휘의 표상에 대한 연구 결과어휘의 표상에 대한 연구 결과는 한국어가 음절의 연쇄로 표상되어 있으며 이를 대뇌에서 처리할 때 Left Fugiform Gyrus, Left Superior Temporal Gyrus, Left Supramarginal Gyrus을 거치면서 음운론적 음절(phonological syllable) 단위로 분절되는 것으로 나타났다. 모국어의 처리 방식으로 한국인은 영어 어휘를 처리하는데 있어서도 음절단위로 분절하여 이해하는 경향을 보였다. 한국어 어휘의 분절 단위의 규명을 통해 음절 단위의 어휘 입력 구조를 갖는 전산학적․ 수학적 모델링을 완성했으며 Computer Simulation을 통해 음절 단위의 입력 표상 방법이 타당함을 밝혔다.
(2) 한국인의 영어 문장 처리 연구 결과
한국인의 영어 문장 처리에 대한 연구에서는 AP 단위로 영어 문장을 분절해야 할 경우 Stress 단서는 잘 사용하지 못하고 pause에 의존하여 영어의 연속 발화를 이해하는데 어려움을 가지며 Morphologically Complex English Words 분절할 때에는 원어민이 Pause와 Pitch Accent를 사용하는 것과는 상이하게 규칙형은 root를 통해, 불규칙형은 직접적으로 어휘에 접근하는 것으로 나타났다.
(4) 인지신경학적 언어처리 연구 결과
뇌영상기법(MEG, fMRI, ERP)과 뇌손상 환자를 통해 어휘처리와 관련된 뇌 영역을 조사한 결과, 어휘의 의미모호성을 처리하는 과정은 우뇌가 중요한 역할을 담당하며, 특히 Right Ventromedial Prefrontal Lobe에서 모든 최종적 해석이 이루어지고 이곳에서 상황모형이 형성되는 것으로 보인다. Left Middle Fugifrom Gyrus는 대뇌에 입력된 어휘로 부터 abstract word form을 추출해내는 방식으로, 반면에 Right Fugifrom Gyrus는 syllable-by-syllable search를 통해 어휘를 이해하는 통로로 규명되었다. 따라서 어휘를 이해함에 있어서 좌우뇌의 역할이 다름을 밝혔으며 이와 같은 현상은 외국어 이해 시에도 그 대로 적용되는 것 같다.
<3차년>
(1)IP 경계 단서가 지니는 의미/문법/화용적 정보 추출 과정 규명
목표 단어에 대한 초점이 운율적 돋들림에 의해 실현될 때와 맥락적으로 선행 질문에 의해 유도되어 의미적으로 강조될 때, 피험자들이 운율 정보와 문장 맥락에 의해 도출된 의미강조를 단서로 모두 이용하였다. 그러나 질문에 의해 유도되는 의미적 정보가 더 큰 단서로 작용하였으며, 두가지 효과가 동시에 작용하는 경우에는 일차적 정보가 주어진 경우, 부차적 정보에 대해 의존성을 낮추는 경향을 보였다.
4. 계산주의 인지신경학적 모형
한국어 시각단어재인 시 나타나는 현상을 모사하기 위해 연결주의적 입장의 계산주의적 모델을 제안하였다. 어휘판단 과제(lexcial decision task) 시 나타는 빈도효과(frequency effect), 어휘성 효과(lexical status effect), 단어 유사성 효과(word similarity effect)를 본 연구에서 제안한 계산주의적 모델을 이용하여 모사하고 설명하였다.