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한국어 피동형 문장처리과정에서 나타나는 청년층 및 노년층 간 ERP 성분 차이 분석

Title
한국어 피동형 문장처리과정에서 나타나는 청년층 및 노년층 간 ERP 성분 차이 분석
Other Titles
Age-related Differences in ERP components Associated with Korean Passive Sentence Processing between Young and Elderly Groups
Authors
윤미류
Issue Date
2015
Department/Major
대학원 언어병리학과
Publisher
이화여자대학교 대학원
Degree
Master
Advisors
성지은
Abstract
현재 우리나라는 평균 수명이 늘어나고 노인 인구가 증가하고 있으며, 이에 따라 노년층의 삶의 질 또한 중요시되고 있다. 그러나 이와는 대조적으로 노인 인구 중에서 인지 저하를 보이는 비율은 상당히 높은 것으로 나타났다. 이러한 노인들의 상당수는 높은 삶의 질에 대한 욕구와 상응하지 못 하는 의사소통 문제를 가지게 된다. 언어능력 중 의사소통을 위해 가장 일반적으로 사용되는‘문장’에 대한 이해 능력을 살펴보면, 정상 노년층의 구문 이해 능력이 그보다 젊은 연령층과 크게 차이를 보이지 않는다는 의견도 있지만 감소한다고 보는 견해가 더 많다고 하였다(김정완 ․ 김향희, 2009). 그러나 우리나라 노년층의 구문 이해 능력에 대한 연구는 추가적으로 더 이루어져 확립될 필요가 있다. 현재 우리나라의 임상현장에서 노년층의 언어능력을 측정하기 위하여 사용되는 검사 도구는 매우 제한적이며, 노년층의 특성을 고려한 전문적인 평가 방법이 필요하다. 기존의 언어검사들은 문장을 이해하고 난 이후의 시점에서 문장이해 능력을 측정하고 있다. 그러나 Dick, Waulfect, Krupa-Kwiatkowsky와 Bates(2004)는 언어 표상과 처리과정의 기저를 이루는 복잡한 메커니즘을 이해하려면 언어가 처리된 이후뿐만 아니라 실시간 처리과정(real-time online processing)에 관해 연구해야 한다고 하였다. 사건관련전위(event-related potentials; 이하 ERP)란 특정한 자극이 주어졌을 때 그것에 대한 반응으로 일정한 시간 동안 나타나는 뇌의 전기적 활동을 의미한다(음태완 ․ 김응수, 2004). 이것은 시간해상도(temporal resolution)가 높아 인지 및 언어적 처리 과정이 실시간으로 기록되므로, 아직 상세하게 밝힐 필요가 있는 청 ․ 장년층과 노년층 간 구문 이해능력의 차이를 실시간으로 살펴볼 수 있다는 장점이 있다. 언어관련 ERP 성분(components)으로는 크게 N400과 P600이 대표적으로 알려져 있는데, N400 성분은 일반적으로 의미적 오류(semantic violations)에 대한 반응으로 관찰되는 부적(negative) 방향의 정점이며, P600 성분은 통사적 오류(syntactic violations)에 대한 반응으로 발생될 수 있는 정적(positive) 방향의 정점이다(Luck, 2014, pp. 102, 105). 이에 따라 본 연구의 첫 번째 목적은 한국어를 모국어로 하는 정상 청년과 노년층을 대상으로 문장 오류유형(정상 문장, 의미오류 문장, 통사오류 문장)에 따라 ERP 실험을 진행하여 자극 제시 후 특정 시간 구간의 평균진폭(mean amplitude)에 차이가 있는지 알아보고자 하였다. 두 번째 목적은 이러한 각 성분들의 최대진폭(peak amplitude)이 나타나는 정점출현시각(peak latency)에 차이가 있는지 알아보고자 하였다. 본 연구에 참여한 대상자는 정상 청년 27명, 정상 노년 19명으로 총 46명이었다. 실험자극은 ‘주어+목적어+서술어(능동형 또는 피동형)’ 형태의 3어절 문장으로, 각 문장유형별(정상 문장, 의미오류 문장, 통사오류 문장)로 20개씩 구성하여 제시하였다. 실험은 오프라인(off-line) 방식인 문장판단과제를 실시하여 정반응률과 반응시간을 측정하고, 동시에 실시간(on-line) 측정 방식인 EEG를 녹화하여 진행하였다. 행동 분석 결과, 문장판단과제에서 노년층이 청년층보다 정반응률이 더 낮고 반응시간은 지연되어 집단 간 차이만 유의하게 나타났다. 문장 오류유형별 차이는 나타나지 않았다. N400 성분이 나타날 것이라 예상한 동사 제시 후 200~400ms, 400-600ms 구간의 평균진폭 크기의 차이를 분석한 결과, 의미오류 문장의 평균진폭 크기가 정상 문장에 비하여 유의하게 더 부적(negative) 방향성을 띠며 문장 오류유형에 대한 차이가 유의하게 나타났다. 그러나 집단 간 차이는 나타나지 않았다. P600 성분이 나타날 것이라 예상한 동사 제시 후 600-900ms 구간의 평균진폭 크기의 차이를 분석한 결과, 통사오류 문장의 평균진폭 크기가 정상 문장에 비하여 유의하게 더 정적(positive) 방향성을 띠며 문장 오류유형에 대한 차이가 유의하게 나타났다. 그러나 마찬가지로 집단 간 차이는 나타나지 않았다. 동사 제시 후 200~400ms, 400~600ms 구간에서 확인된 N400 성분에 대해 집단 간 정점출현시각의 차이를 분석한 결과, 노년 집단에서의 N400 성분의 정점출현시각이 청년 집단보다 유의하게 더 지연되었다. 동사 제시 후 600~900ms 구간에서 확인된 P600 성분에 대해 집단 간 정점출현시각의 차이를 분석한 결과, 노년 집단에서의 P600 성분의 정점출현시각이 청년 집단보다 유의하게 더 지연되었다. 위와 같은 결과로 본 연구에서는 정상 청년층과 정상 노년층을 대상으로 문장의 오류유형별로 분명한 N400 및 P600 성분을 확인할 수 있었다. 이러한 성분의 평균진폭 크기 분석에서는 연령 집단 간 유의한 차이가 나타나지 않았으나, ERP 분석의 결과로 얻어진 전체 평균 파형(grand average waveforms)을 시각적 분석(visual inspection) 하였을 때, 노년층의 진폭이 청년층에 비하여 감소되어 있는 것을 뚜렷하게 확인할 수 있었다. 또한 N400 및 P600 성분의 정점출현시각(peak latency)을 각각 분석하였을 때, 노년층이 청년층에 비하여 모두 유의하게 지연되었다. 행동 분석 결과와 ERP 분석 결과를 비교해보면, 행동 분석 결과에서는 단순하게 집단 간 차이로만 나타나는 것을 ERP와 같은 실시간 측정방법으로 분석하였더니 문장 오류유형에 따른 차이를 알아볼 수 있었다. 이러한 결과는 정상 노년층이 뇌 수준에서부터 문장 처리능력의 약화와 지연이 나타나며, 이것은 표면적으로 발현된 정반응률 감소나 반응시간 지연의 한 원인이 될 수 있음을 시사한다.; The purpose of the study was to investigate age-related differences in event-related potentials (ERP) components associated with Korean passive sentence processing. A total of 46 participants participated were enrolled into the study, but 43 participants were entered into the data analyses (Young=26; Elderly=17). Mean age for young and elderly groups was 24.7 (SD=4.14) and 67.4 (SD=6.40), respectively. The stimuli consisted of 140 Korean sentences with a syntactic structure of subject + object + verb. Sentence plausibility task consisted of three conditions: 1) plausible condition, 2) semantic violation, and 3) syntactic violation. Semantic violations emerged from an irrelevant thematic role assignment of a theme associated with the verb, and syntactic violation was driven from violating the morpho-syntactic feature of verb voice. Each condition consisted of 20 target sentences, resulting in a total of 60 stimuli with 80 filler sentences. The stimuli were presented in a word-by-word manner. After the presentation of final word, participants were asked to judge the sentence plausibility. The electroencephalography (EEG) was recorded from 32 channels following the International 10-20 System. Mean amplitudes and peak latencies were analyzed. Behavioral results revealed that the elderly group was significantly different from the younger group in the accuracy and reaction time (RT). ERP results demonstrated N400 effects in the semantic violation condition and P600 components in the syntactic violation condition across the groups. Visual inspection of grand averaged waveform suggested that elderly group displayed attenuated mean amplitude and delayed peak latency, although there were not significant differences in the mean amplitude between the groups. Analyses of peak latency were consistent with visual inspection, indicating that both N400 and P600 effects were delayed in elderly group compared to younger group. It is interesting to note that there were not significant group differences in the mean amplitude of language-related ERP components, but the group differences emerged in the analyses of peak latency. The results suggested that elderly group showed significantly delayed sentence processing abilities, and the delayed online sentence processing in elderly adults may be responsible for worse performance on the offline plausibility task compared to younger adults.
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