문장 성분 간 거리에 따른 시제 표지 처리과정에 대한 청년층 및 노년층의 ERP 성분 비교 분석

Abstract

The purpose of the study was to investigate age-related differences in event-related potentials (ERP) components associated with processing of time reference according to the long distance dependency. A total of 30 participants (Young=15, Elderly=17) take part in the study. Mean age of young groups was 27.6(SD=4.867), and that of elderly groups was 62.267(SD=2.738). The stimuli consisted of 90 Korean sentences containing tense reference. The syntactic structure of these sentences was ‘subject + indirect object + direct object + adverb + verb’or ‘adverb + subject + indirect object + direct object + verb’. There are two distance conditions. The one was long distance between tense adverb and verb. The other was short distance between tense adverb and verb. Each distance condition had also two conditions that are controlled and manipulated sentences. The target sentences were classified into four conditions depending on these conditions. Each condition consisted of 15 target sentences, resulting in a total of 60 stimuli with 30 filler sentences. The stimuli were presented in a word-by-word manner. After 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, and mean amplitude was analyzed. Behavioral results revealed that the elderly group showed significantly lower accuracy and slower reaction time than the younger group. In case of accuracy, the difference between groups depending on the distance dependency. And also in case of reaction time, the difference between groups depending on the distance dependency was significant. ERP results revealed that the ELAN and P600 components emerged in the young group. But, in the elderly group, the ELAN component was emerged. LAN components was not emerged in the both groups. ELAN component is initial reaction related with analyzing syntactic structure of sentence and P600 components reflects a monitoring process that triggers reanalysis when integration fails. In the long distance condition, the processing was necessary to maintaining working memory costs to hold the meaning of tense adverb for sentence integration. And In the manipulated condition, the processing was necessary to use more efforts to detect morphosyntactic agreement. On the other hand, in case of elderly group, P600 component was not emerged. It indicated that the elderly group failed to processing tense reference according to distance dependency. To conclude, the results of the present study provide ERP evidence for age-related differences of the representation and processing of time reference depending upon distance dependency provided in sentences. That is, the age-related changes of on-line time reference processing abilities may be responsible for worse performances of elderly adults on the off-line plausibility task compared to young adults.;우리나라는 OECD 국가 중 고령화 속도가 가장 빠른 나라인 동시에 이에 대한 고령화 대응 성적은 가장 낮은 수준에 속한다(한국보건사회연구원, 2014). 고령화 인구가 증가하면서 노화에 따른 자연스러운 인지 및 언어 능력 저하에 대한 연구가 중요하게 다루어지고 있다. 인지 능력 저하에 따른 언어 능력의 변화를 측정하는 것은 어휘 또는 문장 등 다양한 수준에서 다루어질 수 있으며, 그 중 문장 처리 수준에서 동사의 적절성을 판단하는 것은 통사 및 의미 처리 능력은 물론 작업 기억 등과 같은 인지 능력까지 보다 종합적으로 살펴볼 수 있다는 점에서 의미가 있다. 시제 표현은 언어마다 다른 체계와 틀로 표현되지만, 한국어에서 시제 표현은 일차적으로 동사 어미의 변화를 통해 이루어진다. 즉, 동사의 정확한 시제 표현을 위해서는 시제와 관련된 동사의 통사적인 규칙성과 시간 부사의 의미를 동시에 파악해야하는 통합적인 능력이 요구된다(Crystal, 1966; Gallagher, 1970; Kiparsky, 1968). 따라서 시제 표지 처리과정은 의미·통사적 요인이 모두 관여하는 복잡한 과정이라고 볼 수 있다. 또한 한국어는 문장 어순이 비교적 자유로우며, 동사가 문장의 마지막에 위치하는 SOV의 기본 어순을 지닌다. 즉 문장을 처리할 때 동사가 제시되는 문장의 마지막 부분에서 동사에서 나타난 시제 표현의 적절성을 평가하게 된다. 따라서 문장 안에서 시간 부사의 위치에 따라 시간 부사 및 동사 즉, 문장 성분 간 거리가 결정되며, 마지막 동사에서 시제 표지의 적절성 판단하는데 요구되는 작업기억 용량(working memory demands) 및 정보 통합 비용(integration cost)이 정해진다. 본 연구는 노화에 따른 의미·통사적 요인 및 작업기억 용량에 대한 처리과정 양상의 변화를 살펴보기 위해 시제 표지 처리 과정에 대한 연령에 따른 집단 간 반응을 살펴보았다. 또한 연령에 따른 집단 간 차이를 신경생물학적 수준에서 알아보기 위해 사건관련전위(Event-related potentials; 이하 ERP)를 이용하였다. 문장 성분 간 거리 및 시제 표지 일치 여부에 따라 문장판단과제에서 정상 청년층과 노년층 집단 간 정반응율 및 반응시간의 차이가 있는지, ERP 성분의 평균 진폭(mean amplitude) 크기에 유의미한 차이가 있는지 살펴보았다. 본 연구는 정상 청년층 15명과 정상 노년 집단 17명으로 총 32명이 참여하였으며, 각 집단의 연령은 청년층 20~39세, 노년층은 60~69세로 정하였다. 총 32명의 연구 참여자 중 문장판단과제에서 60% 이상의 정반응율을 보인 대상자의 데이터만을 분석에 사용하였으며, 이러한 기준에 따라 노년층 집단에서 2명의 데이터가 분석에서 제외되었다. 본 연구의 문장판단과제는 총 90개의 실험 자극으로 구성되어 있으며, 이 중 30개 문장은 메꿈질 문장(filler sentence)으로 데이터 분석에 포함되는 문장은 총 60개로 정하였다. 실험 문장은 (시간 부사)+주어+간접목적어+직접목적어+동사 또는 주어+간접목적어+직접목적어+(시간 부사)+동사 어순을 따르는 총 5어절 길이의 문장으로 구성하였다. 주어+간접목적어+직접목적어+동사의 4어절 기본 어순에 시간 부사를 주어 앞 또는 동사 앞에 위치하여 문장 성분 간 거리를 다르게 하였다. 본 실험은 실험 자극 이외의 외부 요인을 차단하도록 쉴드룸(shield room)에서 진행하였으며, 이프라임(E-Prime2.0) 및 BrainAmp Standard, actiCAP을 사용하여 행동 데이터 및 EEG를 기록하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 자극 제시 후 100~200ms 구간에서 우측 및 전두-후두 영역에서 시제 표지 간 거리 및 시제 표지 일치 여부에 따른 문장판단과제의 평균 진폭의 집단에 대한 주효과가 유의하지 않았으나, 100~200ms 구간의 전체 평균진폭을 시각적으로 살펴본 결과 청년층 및 노년층 집단에서 모두 ELAN 반응을 확인할 수 있었다. 이는 문장의 구문 구조를 처리함에 있어서 자동적으로 일어나는 초기 반응으로 해석할 수 있다. 둘째, 자극 제시 후 300~500ms 구간에서 우측 및 전두-후두 영역에서 문장 성분 간 거리 및 시제 표지 일치 여부에 따른 문장판단과제의 평균 진폭의 집단에 대한 주효과가 유의하지 않았다. 그러나 청년층의 전체 평균 파형을 시각적으로 살펴 본 결과 좌전두 영역에서의 부적 파형을 발견할 수 있었다. 이는 청년층 집단에서 의미적 단서 즉 시간 부사에 근거하여 동사의 시제 표지 형태를 예상하였음을 반영한다. 마지막으로, 자극 제시 후 600~800ms 구간에서 우측 및 전두-후두 영역에서 문장 성분 간 거리 및 시제 표지 일치 여부에 따른 문장판단과제의 평균 진폭의 집단에 대한 주효과가 유의하였다. 노년층의 600~800ms 구간의 평균 파형을 시각적으로 살펴본 결과 해당 구간에서 정적 방향으로의 진폭의 크기가 청년층에 비해 작게 나타났다. 또한 600~800ms 구간의 평균 진폭의 크기를 전체 평균파형을 시각적으로 살펴본 결과 청년층에서는 600~800ms 구간 평균 진폭의 파형이 정적 방향으로 뚜렷하게 나타났으나, 노년층의 전체 평균파형에서는 600~800ms 구간의 정적파형이 고르게 나타나지 않았다. 이는 노년층에서 시제 표지 간 일치 및 불일치 유형을 자극 제시 후 600~800ms 구간 내에서 예측하는데 실패한 것으로 볼 수 있을 것이다. 요약하면, 문장 성분 간 거리에 따른 시제 표지 처리 과정에서 P600 효과에 대한 집단 간 차이가 유의하였다. 문장의 마지막 동사 제시 후 나타난 P600 반응은 문장의 구문 구조를 통합하고 재분석하는 하는 과정 및 시간 부사라는 의미적 단서에 근거하여 동사의 시제 표지를 예상하는 과정을 반영하는 것으로 볼 수 있다. 또한 P600 반응에 대한 청년층 및 노년층 집단 간 차이가 유의한 것을 통해 노년층 집단이 시간 부사를 단서로 동사의 시제 표지의 예측하는 데에 요구되는 작업기억 용량 즉, 문장 성분 간 거리에 따른 처리용량이 부족한 것으로 볼 수 있을 것이다.