단어재인 과제에서 시각적 방해자극 및 명사 심상성에 따른 청년층 및 노년층 간 수행력 비교

Abstract

정상적인 노화는 구조적 및 기능적 대뇌조직의 변화를 동반하며(Hedden & Gabrieli, 2004), 대뇌조직의 구조 변화에는 전전두피질과 해마의 부피 감소(Raz et al., 2005)가 포함되고, 50세 이후 해마의 수축이 가속화되며(Raz et al., 2004), 또한 감각 저하로 인해 시각 및 청각 자극을 식별하고 구별하는데 어려움을 초래한다(Pichora-Fuller et al., 1995; Speranza et al., 2000). 이러한 생물학적 및 전반적인 감각 및 지각에 대한 노화과정이 인지기능에 영향을 미쳐 정보처리 속도와 정확성이 떨어지고 주의력이 약해지며, 이러한 인지능력의 저하는 결국 노년층의 언어처리 과정을 어렵게 한다(Balota & Duchek, 1988; Giaquinto et al., 2007; 강혜원 & 심현섭, 2021; 김선경 & 이혜원, 2007; 조혜련 & 성지은, 2019). 언어처리 과정에서 단어를 처리하는 방법 중 하나로 나타나는 구체성 효과(concreteness effect)는 구체적인 개념을 표상하는 높은 심상성(imagery)을 가진 단어는 심상 정보(imagery information)가 추가적으로 존재하기 때문에 심상 정보를 얻기 어려운 단어보다 기억하기 더 쉽고 빠르게 처리되는 현상을 말한다(Paivio, 1971, 1986). 그러나 노년층을 대상으로 한 연구에서는 구체성 효과가 불분명하며, 선행연구에서 노년층에게서도 구체성 효과가 유지된다고 보고하는 반면(Mason & Smith, 1977; Rowe & Schnore, 1971; Roxbury et al., 2016; Whitbourne & Slevin, 1978; Witte & Freund, 1976), 구체성 효과가 연령과 함께 감소한다고 보고하기도 한다(Bruce et al., 1982; Dirkx & Craik, 1992; Peters & Daum, 2008; Rissenberg & Glanzer, 1987). 노화에 따른 구체성 효과에 대한 상반된 이론과 연구 결과에도 불구하고, 국내에서는 단어 정의하기 이외에 노년층의 심상적 처리 능력을 알아볼 수 있는 단어재인 과제 관련 연구가 부족한 실정이다. 노년층의 인지 및 언어처리 능력의 변화를 파악해보기 위해서는 노화가 구체성 효과에 미치는 영향에 대한 추가적인 연구가 필요하다. 또한 구체성 효과에서 나타나는 심상적 처리의 기여도를 평가하기 위해 단어재인 과제 시 심상적 처리를 선택적으로 간섭하는 Dynamic visual noise(DVN)를 이용한 시각적 방해자극을 사용할 수 있으며, 정확한 결과를 얻기 위해 분석 시 신호탐지이론(Signal detection theory)을 사용하여 대상자의 반응 유형(적중률, 오경보율)을 이용한 계산을 통해 재인 과정에서 대상자가 실제로 목표 자극을 명확하게 기억하고 있음을 일관적이고 신뢰성 있게 추정하기 위한 민감도(sensitivity, d′)와 목표 자극에 대해 과잉 혹은 과소로 보고하는 경향성을 분리하기 위한 반응편향(criterion, c)을 구할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 단어재인 과제에서 DVN을 이용한 시각적 방해자극 및 명사 심상성에 따른 청년층 및 노년층의 집단 간 반응 유형(적중률 및 오경보율), 민감도 및 반응편향에서 차이가 나는지 알아보고자 하며, 연령 및 작업기억용량과 반응 유형, 민감도 및 반응편향 간 상관관계에 대해 알아보고자 하였다. 본 연구의 대상자는 청년층 31명, 노년층 31명 총 62명으로, 각 연령 집단에서 무선적으로 시각적 방해자극 제시 집단 15명, 시각적 방해자극을 제시하지 않는 집단 16명으로 구분되었다. 실험자극은 단어길이, 사용빈도, 심상가를 고려하여 2음절 구체명사 40개, 추상명사 40개 총 80개를 선정하였다. 시각적 방해자극은 Chubala et al.(2018)의 연구에서 제시한 DVN을 바탕으로 제작되었다. 집단별로 구체명사 15개, 추상명사 15개, 총 30개의 명사가 시각적 방해자극 혹은 빈 화면과 함께 무작위(randomization)로 제시된 후 4분간 도시 이름 대기 과제를 실시하였으며, 이후 제시되었던 단어 30개와 제시되지 않았던 단어 30개, 총 60개의 단어를 무작위 순서로 본 후 예/아니오 반응을 하도록 하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 적중률, 오경보율, 민감도에서 모두 연령에 대한 주효과가 통계적으로 유의하였다. 노년층은 청년층보다 단어재인 과제에서 유의하게 낮은 수행력을 보였다. 이러한 결과는 노화로 인해 정보처리 속도와 정확성이 떨어지고, 주의력이 약해진다는 선행연구 결과와 일치하며(Balota & Duchek, 1988; Giaquinto et al., 2007; 김선경 & 이혜원, 2007), 노화로 인한 처리속도 저하에 의해 단어재인 과제에서 수행력이 저하된다는 선행연구와 일치하는 결과이다(강혜원 & 심현섭, 2021; 조혜련 & 성지은, 2019). 제시되는 목표 단어를 재인하는 과정에서 필요한 인지능력의 저하로 인해 목표 반응을 정확하게 선택하는 것에 대한 어려움이 나타난 것으로 해석할 수 있다. 둘째, 적중률, 민감도에서 모두 심상성에 대한 주효과가 통계적으로 유의하였다. 단어재인 시 대상자들은 추상명사보다 구체명사에서 더 높은 수행력을 보였다. 이러한 결과는 단어재인 과제에서 구체성 효과로 인해 구체명사의 적중률이 유의하게 높게 나타난다는 선행 연구와 일치하는 결과이다(Chubala et al., 2018; Parker & Dagnall, 2009). 또한 연령과 심상성 간 이차상호작용이 유의하지 않아 연령대별로 모두 구체성 효과가 나타난다고 보고하는 선행 연구와 일치하는 결과이다(Mason & Smith, 1977; Rowe & Schnore, 1971; Roxbury et al., 2016; Whitbourne & Slevin, 1978; Witte & Freund, 1976). 언어처리 과정에 있어 구체성 효과가 나타나며, 노화에 따라 감소하지 않는 것을 확인할 수 있었다. 셋째, 적중률에서 시각적 방해자극과 심상성 간의 이차상호작용이 통계적으로 유의하였다. 추상명사와 시각적 방해자극 간 적중률 차이가 구체명사와 시각적 방해자극 간 적중률 차이보다 유의하게 큰 것으로 나타났다. 이는 선행연구 중 Chubala et al.(2018)의 연구와 일치하는 결과이지만, 단어재인 시 DVN이 구체명사의 적중률에 유의하게 영향을 주었던 Parker & Dagnall(2009)의 연구와 일치하지 않는 결과이며, DVN을 이용한 시각적 방해자극이 심상적 처리에 선택적 간섭을 일으킨다는 선행연구(Dean et al., 2005; McConnell & Quinn, 2000, 2004; Quinn & McConnell, 1996)와도 일치하지 않는 결과가 나타났다. 이러한 결과는 자극 제시 방법에서 교차 양상 제시(cross-modal presentation)와 동시 제시(simultaneous presentation)의 차이로 인해 나타난 것으로 추측할 수 있다. 반면 노년층에서 시각적 방해자극와 명사 심상성 간 적중률과 오경보율의 다른 추이로 인해 민감도에서 시각적 방해자극와 명사 심상성 간 이차상호작용은 유의하지 않았다. 넷째, 연령은 시각적 방해자극이 없는 집단의 구체명사와 추상명사의 적중률과의 부적 상관관계가 유의하였으며, 시각적 방해자극이 없는 집단의 구체명사와 추상명사의 민감도 및 시각적 방해자극이 있는 집단의 추상명사의 민감도와 부적 상관관계가 유의하였다. 이러한 결과는 노화가 처리 속도에 영향을 미치는 과정에서(강혜원 & 심현섭, 2021; 조혜련 & 성지은, 2019), 노화와 단어재인 수행력 간 밀접한 관련이 있음을 뜻한다. 또한 연령은 시각적 방해자극이 없는 집단의 추상명사 반응편향과 정적 상관관계가 유의하였는데, 이는 노화가 목표 반응에 대한 경향성과 연관이 있음을 확인할 수 있다. 추가적으로 연령을 통제하여 편상관분석을 실시한 결과 시각적 방해자극이 있는 집단에서 추상명사의 적중률 및 민감도와 작업기억 간 상관관계가 통계적으로 유의하였다. 이러한 결과는 우선 단어재인에 있어 추상명사의 경우 구체성 효과가 나타나지 않아 구체명사보다 어려움을 겪을 수 있으며, 추상명사를 처리하는 동시에 시각적 방해자극을 억제하는 것은 높은 인지 처리를 필요로 하는 과제가 될 수 있다. 이러한 과정에서 개인의 작업기억용량과 추상명사의 적중률 및 민감도 간 밀접한 연관이 나타났다고 해석할 수 있다. 본 연구는 단어재인 과제를 통해 노화로 인한 언어처리 능력의 저하 및 노화가 구체성 효과에 미치는 영향에 대해 알아보고자 하였다. 본 연구를 통해 정상 노년층이 언어처리 과정에서 느끼는 어려움 및 언어처리 과정에서 나타나는 구체성 효과에 대한 이해를 높일 수 있을 것으로 기대한다. ;Normal aging structurally and functionally entails changes in cerebral tissues(Hedden & Gabrieli, 2004), and the structural changes in cerebral tissues cause a decrease in the volumes of the prefrontal cortex and hippocampus(Raz et al., 2005). In addition, the contraction of the hippocampus evidently accelerates after the age of 50(Raz et al, 2004) and many difficulties are encountered in recognizing and identifying the visual and auditory stimuli due to sensory deterioration(Pichora-Fuller et al., 1995; Speranza et al., 2000). Such a biological aging process for the overall sense and perception affects the cognitive process, thereby resulting in not only the lowered speed and poor accuracy in information processing but also the poor attention span. Consequently, the elderly typically experience difficulties in the language process due to such a decreased cognitive ability(Balota & Duchek, 1988; Giaquinto et al., 2007; Kang & Sim, 2021; Kim & Lee, 2007; Jo & Sung, 2019). The concreteness effect appears during the language processing as one of the methods that process the words and refers to the phenomenon that the words with higher imagery, which represent a specific concept, are more easily memorized and rapidly reprocessed than those, which are difficult to acquire the imagery information(Paivio, 1971, 1986). It is because there exists additional imagery information in those words. However, a study on the elderly reported that the concreteness effect has not evidently exhibited. Despite the conflicting theories and research results on the concreteness effect, it is a fact that there are insufficient studies related to the word recognition tasks that can identify the imagery processing ability of the elderly in South Korea other than word definition task. In order to identify the changes in the cognitive and language processing abilities of the elderly, it is necessary to study additionally with regard to the impacts of aging on the concreteness effect. This study, in the word recognition task, aims to examine whether there is a difference between the youth and the elderly groups in terms of response types (hit rate and false alarm rate), sensitivity, and response criterion according to the visual interference using Dynamic visual noise(DVN) as well as the noun imagery. Moreover, it intends to elucidate the correlation among the age, the working memory and response types, and the sensitivity and response criterion. This study recruited a total of 62 participants consisting of 31 for the youth group and 31 for the elderly group, and each of those two groups was randomly classified into two sub-groups, 15 with visual interference and 16 with no visual interference, respectively. Considering word length, frequency of use, and imagery value, 80 words in total including 40 concrete nouns and 40 abstract nouns in two syllables were chosen for the experimental stimulation. The visual interference was created based on the DVN presented in Chubala et al.(2018). After randomly presenting a total of 30 nouns including 15 concrete nouns and 15 abstract nouns with either visual interference or blank screens, the participants went through a task to speak out the city name for 4 minutes. Afterward, the participants were requested to respond yes or no after watching a total of 60 words in random order, consisting of 30 words presented and another 30 not presented. The results of this study are as follows. First, the main effect on all age ranges was statistically significant in hit rate, false alarm rate, and sensitivity. The elderly exhibited significantly lower performance than the youth in the word recognition task. Second, the main effects on the imagery were statistically significant in both hit rates and sensitivity. In case of the word recognition, the participants demonstrated higher performance in the concrete nouns than in the abstract nouns. Third, the secondary interactions between visual interference and imagery were statistically significant in the hit rate. Moreover, it was shown that the hit rate difference between abstract nouns and visual interference is significantly greater than that between concrete nouns and visual interference. Fourth, age had a significant negative correlation with the hit rate of both the concrete nouns and abstract nouns in the group with no visual interference, and also had a significant negative correlation with the sensitivity of the concrete nouns and abstract nouns in the group with no visual interference as well as the abstract nouns in the group with visual interference. In addition, age had a significant positive correlation with the response criterion of abstract nouns in the group with no visual interference. Additionally, the results of partial correlation analysis with controlling the age revealed that there was a significant correlation between the working memory and the sensitivity and hit rate of the abstract nouns in the group with visual interference. The results of this study showed that the decline in cognitive ability due to aging makes language processing difficult, thereby affecting the performance of word recognition, but the concrete effect was found to appear in all age groups regardless of the aging in the process of language processing. It is anticipated that this study would enhance understanding of not only the difficulties that the normal elderly feel but also the concrete effect that is shown in language processing.