시선추적을 활용한 문장읽기에서 노년층의 지각 폭 연구

Abstract

As the elderly age, they simultaneously experience a decline in biological function and cognitive function (Caplan et al., 2011). Reading ability provides deeper insight into how cognitive processes change due to aging (Wright, 2016), and provides a window to examine in- depth changes in information processing patterns due to cognitive aging in that reading processing requires various cognitive abilities and self-regulated processes (Kim & Choi, 2010; Stine-Morrow et al., 2006; Stine-Morrow, 2007). One of the interesting factors affecting the limitations of information processing related to reading comprehension among older people is the perceptual span, which is the extent to which useful information is extracted from the fixation of one gaze. However, in Korea, studies analyzing online measurement on the relationship between reading comprehension and perceptual span for the elderly are insufficient. Therefore, through this study, the effect of perceptual span on reading ability due to aging was confirmed through online measurement variables using eye-tracking techniques to find makers that could contribute to aging early and further neurological diagnosis. Accordingly, this study investigated the size of the perceptual span of the elderly through reading comprehension accuracy, words per second, and mean fixation duration for the normal youth and elderly groups. This study had a total of 38 participants including 20 normal young people and 18 normal elders for each group, and the data were analyzed by the offline (read comprehension accuracy) and online (words per second, mean fixation duration) measurement variables through a total of 4 conditions (No window, 1W, W+1, W+2) using an eye-tracker. The perceptual span task consisted of 40 canonical stimulus sentences and 20 filler sentences, a total of 60 questions, in which postpositions and adjectives were added, while maintaining the framework of 'subject-object-verb'. The sentence comprehension questions were organized in the form of 'Yes or No' question to measure the accuracy of the subject's reading comprehension. The results of this study are as follows. (1) As a result of examining the reading comprehension accuracy, there was no significant differences in the reading comprehension accuracy in the youth and the elderly group. In addition, the main effect for within group and the two-way interaction were also not statistically significant. This could be interpreted as not affecting the reading comprehension accuracy of each group because the difficulty of the task was low and the cognitive load that required the subject's cognitive function and working memory did not appear. (2) As a result of analyzing words per second and mean fixation duration, both measurement variables showed significant differences between the youth and the elderly groups. This can be interpreted as the difficulty of formation of text-base symbols due to the decline in word encoding ability when entering new information due to the normal aging process of the elderly. The main effect within the perceptual span was also statistically significant, and these results were found to be due to the significantly low performance of words per second and mean fixation duration at 1W condition. The performance at 1W condition was significantly lowered in both the elderly and young groups because the window size of 1W condition was smaller than the perceptual span of the two groups, resulting in an effect of interfering with the visual field. Finally, significant two-way interaction is likely to be driven from the remarkable decline in the performance of the elderly compared to the youth at 1W. It could be interpreted as the aging-effect caused by an increase in cognitive demand according to the smallest window size. This study measured the perceptual span of the elderly in sentence reading and confirmed that aging affects the size of the window that can perceive information in the reading situation. This is meaningful as a basic study to discover the markers that identify the characteristics of groups with communication disorders or difficulty in reading. Furthermore, it has clinical significance in that it can contribute to identifying problems in the online reading process due to reading difficulties and limited perceptual span in the neurolinguistic disorder group due to aging.;노인은 나이가 들어감에 따라 생물학적 기능의 쇠퇴 및 인지 기능의 저하를 동시에 경험하게 된다(Caplan et al., 2011). 읽기 능력은 노화로 인한 인지과정이 어떻게 변화하는지 이해하는데 더 깊은 통찰력을 제공하며(Wright, 2016), 읽기 처리는 다양한 인지능력과 자기조절 처리과정이 요구된다는 점에서인지노화(cognitive aging)로 인한 정보처리 양상의 변화를 심층적으로 살펴볼 수 있는 창을 제공한다(김영진, 최광일, 2010; Stine-Morrow et al., 2006; Stine- Morrow, 2007). 노년층의 읽기 이해와 관련한 정보처리의 제한에 영향을 미치는 흥미로운 요인 중 하나는 한 시선의 고정(fixation)에서 유용한 정보가 추출되는 범위인 지각 폭(perceptual span)이다. 그러나 아직까지 한국에서는 노년층을 대상으로 읽기 이해와 지각 폭과의 관련성에 대해 온라인 측정결과를 분석한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구를 통해 노화에 따른 지각 폭이 읽기 능력에 미치는 영향을 시선추적기법을 이용한 온라인 측정변수(online measure)를 통해 확인하 여, 조기에 노화에 따른 변화와 더 나아가 신경학적 진단에 기여할 수 있는 표지(marker)를 찾아보고자 하였다. 이에 따라 해당 연구는 청년과 노년 집단을 대상으로 읽기 이해 정확도, 초당 낱말수, 평균 시선 고정 시간을 통해 노년층의 지각 폭 크기를 알아보았다. 본 연구는 정상 청년층 20명과 정상 노년층 18명을 대상으로 실시하였으며, 시선추적기를 이용하여 총 4가지 조건(No window, 1W, W+1, W+2)으로 구성된 지각 폭 측정 과제 및 문장이해 질문을 통해 두 집단의 오프라인(읽기 이해 정확도) 및 온라인 측정변수(초당 낱말수, 평균 시선 고정 시간)를 분석하였다. 지각 폭 측정 과제는 ‘주어-목적어-동사’의 틀을 유지한 채로 처소격 및 도구격 조사와 형용사를 추가한 정형화된 자극문장 40개와 메꿈질 문장(filler sentence) 20개, 총 60개 문항으로 구성하였다. 문장이해 질문은 ‘예/아니오’ 형식으로 구성하여 대상자의 읽기 이해 정확도를 측정하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 읽기 이해 정확도를 살펴본 결과, 청년층 및 노년층에서 읽기 이해 정확도에 유의한 차이를 보이지 않았다. 또한, 지각 폭 조건 내 주효과 및 이차상호작용 주효과도 통계적으로 유의하지 않게 나타났다. 이는 과제의 난이도가 낮아 대상자의 인지기능 및 작업기억을 요하는 인지부하가 나타나지 않았기 때문에 각 집단의 읽기 이해 정확도에 영향을 미치지 않았던 것으로 해석할 수 있었다. 둘째, 초당 낱말수 및 평균 시선 고정 시간 분석 결과 두 측정변수 모두 청년층 및 노년층 집단 간 유의한 차이를 보여 주효과가 나타났다. 이는 노년층이 정상적인 노화과정으로 인해 새로운 정보를 입력할 때의 부호화(encoding)능력의 저하로 인한 텍스트 기저 표상 형성의 어려움 때문으로 해석할 수 있다(김해윤 외, 2018; 문선현 외, 2021). 지각 폭 조건 내 주효과 또한 통계적으로 유의하였는데, 이러한 결과는 1W에서의 초당 낱말수 및 평균 시선 고정 시간의 수행력이 유의하게 낮기 때문인 것으로 나타났다. 노년층과 청년층 집단 모두 1W에서의 수행도가 유의하게 낮아졌는데, 그 이유는 해당 지각 폭 조건이 두 집단의 지각 폭 보다 작기 때문에 시야를 방해하는 효과가 나타난 것으로 보았다. 마지막으로, 집단 및 지각 폭 간 이차상호작용 분석 결과 평균 시선 고정 시간에서 유의한 결과가 나타났다. 이러한 이차상호작용은 1W에서 청년층에 비해 노년층의 평균 시선 고정 시간이 유의하게 증가된 것에 기인하며, 이는 가장 작은 창 크기에 따라 제한된 언어정보 제시로 인해 인지부하가 증가한 조건에서 노년층이 더 큰 어려움을 보인 것으로 해석할 수 있었다. 본 연구는 문장 읽기에서 노년층의 지각 폭을 측정하여 노화가 읽기 상황에서 정보를 지각할 수 있는 창 크기에 영향을 미친다는 것을 확인하였다. 이는 언어장애 혹은 읽기에 어려움을 가진 집단의 특성을 파악하는 표지(marker)를 발견하기 위한 기초 연구로서 의미가 있다. 더 나아가 향후 노화에 따른 신경언어 장애군에게 나타나는 읽기의 어려움 및 제한된 지각 폭으로 인해 온라인 읽기 처리 과정에서 나타나는 문제점을 파악하는데 기여할 수 있다는 점에서 임상적 의의를 갖는다.