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연구과제 상세정보

시각작업기억의 표상특성연구
  • 연구자가 한국연구재단 연구지원시스템에 직접 입력한 정보입니다.
사업명 중견연구자지원사업 [지원년도 신청 요강 보기 지원년도 신청요강 한글파일 지원년도 신청요강 PDF파일 ]
연구과제번호 2010-327-B00832
선정년도 2010 년
연구기간 3 년 (2010년 05월 01일 ~ 2013년 04월 30일)
연구책임자 현주석
연구수행기관 중앙대학교
과제진행현황 종료
과제신청시 연구개요
  • 연구목표
  • 본 연구는 시각작업기억의 측정에서 사용되는 변화탐지 과제의 처리과정에 있어서 비교 과정과 재인과정을 중점적으로 관찰하여, 슬롯 모형과 자원 모형이 예견하는 행동적 및 사건 관련 전위 결과 패턴의 타당성을 검증하고자 한다. 시각 작업 기억의 표상 특성 모형 중 고정해상도 슬롯 모형은, 기억 정보가 고정된 해상도를 가진 3-4개의 단속성(discrete) 슬롯에 저장된다고 주장하는 반면에 탄력적 자원 모형은 제한된 용량을 가진 연속적 자원이 저장이 시도되는 모든 기억 항목에 고루 분배된다고 주장한다. 본 연구는 반응시간 및 탐지정확도등의 행동적 측정과 최근 주목받고 있는 전기생리학적 측정치인 N2pc 사건 관련 전위를 사용해 시각작업기억의 표상 특질을 정확히 밝혀내고자 한다.
  • 기대효과
  • 본 연구는 시각작업기억의 표상 특성을 정확히 이해한다는 측면에서 기초심리학의 이론적 발전에 기여하며, 시각작업기억 표상에 대한 연구 성과를 토대로 인간의 기억에 대한 일반적인 모형 또한 설정 가능하므로 기억 모형 연구에 기여할 가능성이 크다. 특히 본 연구에서는 기억뿐만 아니라 작업기억과 주의의 밀접한 관련성 또한 관찰대상이 되므로 인간의 의식에 대한 매우 종합적인 이해가 가능하다. 기억 표상에 대한 이해는 교육현장 및 임상적 검사에서 사용되는 기억과제의 고안에 있어서 실용적 도움을 제공할 수 있으며, 뇌파 연구과 관련된 방법론적 발전에 도움을 줄 가능성이 크다. 또한 시각작업기억 및 뇌파 분야에 필요한 전문인력 양성에 기여함으로써 관련 분야의 국내외 인력자원 확보에 기여하는 교육적 효과 또한 기대된다.
  • 연구요약
  • 3년에 걸치 세 연구 단계에서는 시각작업기억의 표상 특성에 대한 행동적 측정과 뇌파 측정법에 근거한 신경생리학적 측정 및 확보된 자료에 대한 새로운 분석 기법의 적용이 시도된다. 1차년도 연구는, 변화탐지 과제 또는 유사과제를 사용해 과제 정확도와 반응시간이 중점적으로 측정되며 슬롯 모형과 자원 모형에서 예견되는 결과 패턴의 발현 여부를 5개의 실험을 사용해 검증한다. 2차년도는, 1차년도에서 발전된 과제와 관찰된 결과를 토대로 N2pc 사건관련전위 성분을 측정하는 4개의 실험을 사용해 두 모형 간 검증을 시도한다. 3차년도에서는 1,2차년도에서 얻어진 결과 측정치를 토대로 무선치환법과 오발견비율을 적용한 새로운 통계 분석 기법의 적용 및 개발이 수행되며 전통적 통계 기법을 적용한 분석 결과와의 비교를 통해 새로운 분석기법의 장단점이 조사된다.
  • 한글키워드
  • 변화탐지,비교,재인,시각작업기억,고정해상도슬롯모형,N2pc,탄력적자원모형
  • 영문키워드
  • N2pc,flexible resource model,fixed-resolution slot model,Visual Working Memory,Change detection,comparison,recognition
결과보고시 연구요약문
  • 국문
  • 인간의 인지기능 연구에 있어서 의식에 대한 연구는 필수적이다. 특히 의식의 배경에는 작업기억(working memory)이 중요하므로, 본 연구는 작업기억에 표상되는 정보의 특성을 시각작업기억의 정보 표상 특성차원에서 관찰하였다. 이를 위해, 시각작업기억 표상에 관한 인지심리학적 모형인 고정해상도 슬롯 모형과 탄력적 자원모형 고려하였으며, 행동적(behavioral)인 그리고 신경생리학적(neurophysiological) 실험이 시도되었다. 먼저, 색상환을 사용한 회상 과제를 고안해, 스트룹 간섭 아래의 색상환 과제 수행 특성을 관찰함으로써 기억에 표상된 정보의 표상 특성을 조사하였다. 그 외에도, 시각 차폐의 활용 및 반응시간 분석, 이중 과제 기법, 재인의사결정 모형의 적용 그리고 및 ERP 측정이 시도되었으며, 자료 분석은 전통적인 통계 분석 방식뿐만이 아니라 재추출법(resampling)을 시도해 결과 검증에 객관성을 배가시켰다. 일련의 실험 결과, 시각작업기억 표상 방식은 과거 Zhang과 Luck (2008, 2009)가 주장한 고정해상도 슬롯 모형을 따르는 것이 관찰되었다. 특히 이러한 모형은, 스트룹 간섭이 초래된 경우에도 여전히 적용될 가능성이 있음이 발견되었다. 연구성과로는 전문 인력의 배출 및 국내 학술지에 게재(2편) 성과가 있었으며, 해외 학술지 논문 투고 (Cognition & Emotion, under review)와 함께 다수의 해외 학술대회에서 연구 성과가 발표되었다.
  • 영문
  • It is necessary to observe human conscouness for studying human cognition. As the consciousness is inevitably relies on working memory, the present study aimed to observe the characteristics of information that is represented in visual working memory. The study considered the fixed-resolution slot model and the flexible resource model to address the issue while approaching it by way of behavioral and neurophysiological assessments. A color-weel recall task was devised for specifically when the stroop interference was introduced, and the manipulation was supposed to provide an assesement the core representation in VWM. Besides, the study deployed techniques of visual masking, RT analysis, dual-task method, recognition decision model, and ERP measurements. The data analyses also included the random resampling technique as well as good-old-fashioned conventional statistical analyses. The series of experiments showed that VWM follows the fixed-resolution slot model when representing information in VWM even when the stroop interference was added. The study led to production of experts in a professional level as well as two published articles in Korean domestic journals. Also, the results were submitted to top-ranked international journal (e.g., Cognition & Emotion, under review) while the results were presented in many internation and domestic conferences.
연구결과보고서
  • 초록
  • 인간의 인지기능 연구에 있어서 의식에 대한 연구는 필수적이며, 의식의 배경에는 작업기억(working memory)이 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 작업기억에 표상되는 정보의 특성을 시각작업기억(visual working memory)의 정보 표상 특성차원에서 면밀히 관찰하였다. 이를 위해, 시각작업기억 표상에 관한 인지심리학적 모형인 고정해상도 슬롯 모형과 탄력적 자원모형에 토대를 둔 일련의 실험이 행동적(behavioral)인 그리고 신경생리학적(neurophysiological) 차원에서 수행되었다. 3단계에 걸쳐 수행된 본 연구에서는, 색상환 과제의 변용을 시도해 스트룹 간섭 처치가 더해진 색상환 회상 과제를 고안하였다. 스트룹 간섭 아래의 색상환 과제 수행 특성을 관찰함으로써, 기억에 표상된 기억 표상의 특성을 조사함과 동시에 추가적으로 스트룹 간섭에 의한 기억 표상의 가능성 또한 조사하였다. 수렴적 증거확보를 위한 일련의 실험에서는, 시각 차폐의 활용 및 반응시간 분석, 이중 과제 기법, 재인의사결정 모형의 적용 그리고 및 ERP 측정이 시도되었으며 모든 자료는 전통적인 통계 분석 방식뿐만이 아니라 재추출법(resampling)에 기초한 새로운 통계적 분석 방식 또한 고려되었다. 연구 수행의 결과, 시각작업기억 표상 방식은 과거 Zhang과 Luck (2008, 2009)가 주장한 고정해상도 슬롯 모형을 따르는 것으로 나타났으며, 이러한 모형의 예측은 스트룹 간섭이 초래된 경우에도 여전히 적용될 수 있는 것으로 나타났다. 전문 인력의 배출과 함께, 일련의 연구 성과는 국내 학술지에 게재와 함께 해외 학술지 논문 투고로 이어졌으며, 연구 진행 기간 중 다수의 해외 학술대회에서 발표되어 주목을 받은 바 있다.
  • 연구결과 및 활용방안
  • 1년차 연구 계획에서는 색상환 과제를 사용한 기억표상 조사하는데 중점을 두었다. 이를 위해 단기 파지(short-term retention)가 요구된 기억 항목에 대한 회상을 요구하였으며, 색상환(color-wheel) 상에서 회상된 색상을 직접 선택해 보고하는 과제를 고안하였다. 특히 Stroop 단어의 색상에 대한 회상을 요구해 Stroop 단어의 색상 회상에 단어 명칭 색상이 미치는 간섭 영향 을 조사한 결과, 간섭의 영향력에 관계없이 고정해상도 슬롯 모형을 따르는 회상 수행 패턴을 관찰하였다. 안구운동 추적기 미확보로 인해, 안구운동 실험수행에 애로사항 시각차폐를 사용한 실험으로 대체한 결과 차폐 간섭이 기억-검사 간 비교처리 과정에는 큰 영향을 미치지 않는 것이 관찰되었다. 또한 정확도이외에 반응시간 분석을 통해 기억-검사간 비교처리 과정에서 나타나는 항목개수 증가에 따른 체계적인 RT 지연 패턴을 관찰하였다. 이중과제를 사용한 실험에서는, 주과제인 기억 과제의 기억 파지 구간에서 부과제의 과제무관련 변화탐지 요구하였으며, 이중 과제 상황에서 단독 과제보다 저조한 수행이 관찰되었으며, 이는 작업기억 표상에 할당되는 자원에 한계가 있음을 시사하는 결과로 해석되었다. 또한 기억-검사 자극간 유사성 증감의 영향력을 조사하기위해, 재인 의사결정시 모형에 기초해 재인기억검사를 실시한 결과 기억과 검사항목간 유사성 증가 시 재인반응 저조해지는 것이 관찰되었다. 2년차 연구에서는, Biosemi의 Active2 System 도입 지연으로 관련 실험 수행이 다소 지연되었으나, 현재 P300 사전실험 결과 확보로 본격적인 연구가 진행되고 있다. (Biosemi 장비의 구동을 위한 Matlab 기반 Stim Engine 소프트웨어를 확보해 EEG 측정에 성공한 상황). 시각차폐를 이용한 실험에서는, 시각 차폐의 분명한 간섭효과 관찰함으로써 표상 형성 과정에 해당하는 기억공고화 과정의 취약성을 재차 확인할 수 있었다. 마지막으로 3년차의 연구에서는, 무선치환법과 오발견비율 적용에 근거한 자료 분석을 시도하는 데 중점을 두었는데, 현재 Matlab 기반 무선치환법이나 Bootstrapping 스크립트 대신 University of Vermont의 David C. Howell 교수의 분석 소프트웨어를 활용하는 방식을 통해 연구가 진행되고 있다. 연구의 활용방안으로는, 무선재추출법에 근거한 실시간 EEG 분석 알고리즘 개발이 가능한 것으로 판단된다(연구재단 과제 제안 및 선정완료). 또한 얼굴 표정 정서에 대한 기억 범주화 특성을 관찰해 정서인식과 기억간의 관계를 규명하는것이 가능할 것으로 판단된다. 특히 기억표상의 활용 과정에 대한 특성을 이해함으로써, 기억 정보를 연속적으로 사용할 때 발생하는 잠재적인 간섭의 영향력을 조사하는 실험이 진행되었다. 반면 ERP 장비의 구동을 토대로, N2pc, P300, N400 등 주요 ERP 성분의 관찰에 토대를 둔 일련의 실험이 가능할 것으로 판단된다. 한편으로는, 해외 연구자(UCRiverside Weiwei Zhang 교수)와의 공동 연구를 통해 색상환 과제에 대한 개선 및 추가 연구가 가능할 것으로 예상되며, 시각차폐 실험의 개선 및 기억표상의 통합성(integrated property)에 대한 추가 실험을 통해 3년간의 연구에 대한 파생 실험을 통한 보완이 가능할 것으로 예상된다. 최종적으로, 석박사 학위자의 추가 배출 및 파생 연구 활용을 통한 국내외 학술대회에서 지속적인 성과 홍보가 가능할 것이 예상된다.
  • 색인어
  • 인지, 의식, 작업기억, 시각작업기억, 표상, 슬롯모형, 자원모형, 색상환 회상 과제, 스트룹 간섭, 사건관련전위
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