그림 설명하기 과제에서 그림 유형에 따른 정상 청년층과 노년층의 연결 발화 및 안구 운동 패턴 비교

Abstract

고령인구의 급속한 증가 추세에 따라, 정상적 및 병리적 노화로 인한 인지 및 언어적 결함을 파악하기 위한 언어 평가의 중요성이 대두되고 있다. 노화로 인해 주의력, 작업기억, 처리 효율성과 같은 인지 기능이 저하됨에 따라 언어 산출 측면에서 단어 인출의 결함, 문법적 복잡성의 저하, 주제 유지 능력의 감소가 나타난다(문지윤 & 손은남, 2019; Cohen & Burke; 1993; Kemper et al., 2001; Kemper & Sumner, 2001). 구어 표현력의 저하는 노년층의 사회적 활동 참여를 방해하고, 정신적인 건강에 부정적인 영향을 줄 수 있으므로(Burda, 2014; Thornton & Light, 2006), 노년층의 발화 산출의 결함을 조기에 발견하여 진단할 수 있는 효과적인 평가 과제가 요구된다. 언어 산출을 평가하기 위하여 다양한 과제가 쓰이고 있으나, 노년층이 실제 일상생활에서 경험하는 구어 표현의 어려움을 반영하기 위해서는 연결 발화(connected speech) 평가가 유용하다. 연결 발화를 수집하기 위해서 가장 널리 쓰이는 방법은 그림 설명하기 과제로, 어휘-의미적 표현력을 평가하기에 유용하며, 쉽고 빠르게 시행할 수 있고, 다양한 집단 간에 보다 객관적으로 발화의 수행력을 비교할 수 있다는 장점이 있다(Boucher et al., 2019; Boschi et al., 2017; Mueller et al., 2018). 그림 설명하기 과제를 통해 노화로 인한 언어 산출의 변화를 연구한 문헌들은 단어 인출, 어휘 다양성, 유창성 등의 측면에서 다소 상반되는 보고를 보이고 있다(Boucher et al., 2019; Cooper, 1990). 이와 같은 언어학적 측정치는 오프라인 측정변수(offline measure)로, 외현적인 발화로 드러나지 않는 안구 운동과 같은 온라인 측정변수(online measure)를 함께 분석한다면 발화 산출을 위한 인지적 과정에 대한 단서를 얻을 수 있다. 즉, 그림 설명하기 과제를 위해 소요되는 인지적 노력에 대하여 알아보기 위해 대상자가 과제를 수행할 때의 시선을 추적하여, 그림을 바라보는 안구 운동의 패턴을 분석할 수 있다. 따라서 본 연구는 그림 설명하기 과제에서 대상자의 시선을 추적하여 시선고정의 횟수(fixation count)와 시간(fixation duration)을 분석하고, 이를 통해 노년층의 실시간 발화 산출 과정에 대한 정보를 얻고자 하였다. 한편, 현재 국내에서 그림 설명하기 과제를 위해 가장 많이 사용하는 그림은 파라다이스 한국판 웨스턴 실어증 검사 개정판(Paradise-Korean Western Aphasia Battery-Revised, PK-WAB-R; 김향희 & 나덕렬, 2012)의 ‘해변가 그림’이다. 해변가 그림의 한 가지 특징은 그림에 포함된 행위의 수가 많지 않아, 적은 수의 동사 산출을 유도한다는 점이다. 이에, 상대적으로 많은 수의 행위가 포함된 한강 그림(최유미 외, in preparation)과, 해변가 그림으로 그림 설명하기 과제를 실시하고, 그림 유형에 따라 집단 간 수행에 차이가 나타나는지 알아보고자 하였다. 이를 위하여 연결 발화에서 분당 CIU 수(Correct Information Unit; Nicholas & Brookshire, 1993)와 명사 및 동사의 수를 분석하였다. 종합하면, 본 연구의 목적은 정상 청년층과 노년층을 대상으로 한강 그림과 해변가 그림을 사용하여 그림 설명하기 과제를 실시하고, 과제를 수행하는 동안의 시선을 추적하여 그림 유형에 따라 연결 발화와 시선의 움직임에 집단 간 유의한 차이가 나타나는지 확인하는 것이다. 본 연구에는 정상 청년층 24명, 정상 노년층 22명으로 총 46명이 참여하였다. (1)언어학적 측정치로 분당 CIU 수와 명사 및 동사의 수를, (2)시선추적 측정치로 시선고정의 횟수와 시간을, (3)CIU 발화 시점과 시선(AOI)의 실시간 대조 측정치로 CIU 발화 이전 평균 시선고정 횟수와 시간을 분석하였다. 그 결과, 한강 그림과 해변가 그림을 유의하게 구별하는 변수는 분당 CIU 수와 명사 및 동사의 수였다. 한강 그림에서 더 많은 분당 CIU수와, 더 많은 명사 및 동사의 수가 나타났다. 이는 더 많은 행위를 포함한 한강 그림이 해변가 그림보다 더 많은 정보량과 낱말의 산출을 유도할 수 있다는 점을 시사한다. 청년 및 노년 집단을 유의하게 구별하는 변수는 분당 CIU 수, 산출된 명사 및 동사의 수, 시선고정 횟수와 시간, CIU 발화 이전 평균 시선고정 시간이었다. 노년층은 청년층에 비해 분당 CIU 수와 산출된 명사 및 동사의 수가 유의하게 더 낮았는데, 노화로 인하여 담화 상황에서 정보 전달의 효율성과 낱말 인출 능력이 낮아졌다고 해석할 수 있다. 또한, 노년층에게서 더 많은 시선고정 횟수와 더 긴 시선고정 시간이 나타나, 발화를 산출하는 데 소요되는 인지적 노력이 청년층보다 증가하였다. 마지막으로, 더 긴 CIU 발화 이전 평균 시선고정 시간은, CIU 산출을 위해 AOI를 탐색하고 발화를 준비하는 과정에서의 노년층의 인지적 부담이 청년층보다 더 크다는 것을 시사한다. 그림 유형과 집단 간 유의한 상호작용 효과를 나타낸 변수는 산출된 명사 및 동사의 수와 CIU 발화 이전 평균 시선고정 횟수였다. 노년층은 청년층보다 적은 수의 명사와 동사를 산출했으며, 이러한 집단 간 차이가 해변가 그림보다 한강 그림에서 더 크게 나타나, 더 많은 행위가 묘사된 그림을 설명할 때 산출하는 낱말의 수가 노년층은 청년층만큼 증가하지 않았다. 또한, 청년층과 달리 노년층은 해변가 그림보다 한강 그림에서 더 많은 CIU 발화 이전 평균 시선고정 횟수를 보였는데, 이를 통해 노년층은 시각적으로 더 복잡하고 밀집된 한강 그림에서 더 부가된 인지적 요구를 경험하였다고 해석할 수 있다. 본 연구를 통해 노화로 인한 연결 발화 및 안구 운동의 특징을 파악하였으며, 발화 산출과 시선고정의 시점을 대조하여 발화 준비에 소요되는 인지적 노력을 측정하였다. 본 연구는 국내에서 처음 실시된, 그림 설명하기 과제와 시선 추적 기술을 접목한 다중양식(multimodal) 연구로, 노화로 인한 발화 산출의 어려움을 온라인 측정변수로 확인하였다는 의의를 갖는다.;Aging is accompanied by impaired cognition and language production. With the rapid increase in the aging population, language assessment is emphasized in the clinical diagnosis of pathologic aging and neurogenic diseases. Connected speech analysis can be used to approximate the everyday verbal production abilities of the aging population, and the picture description task is the useful tool which is used most frequently to collect the connected speech sample. In Korea, ‘Beach’ picture(Kim & Na, 2014) is widely used for the picture description task. One of the characteristics of the picture is that it depicts a relatively small number of actions. Accordingly, the connected speech sample elicited from ‘Beach’ picture includes a limited number of verbs. Considering that Korean speakers tend to omit nouns and rely more on verbs to convey meaningful information, this study compared the performance of the picture description task between ‘Beach’ picture and ‘Han River’ picture(Choi et al., in preparation), in which the latter includes more actions. From the connected speech sample, the number of CIUs per minute and the number of produced nouns and verbs were analyzed. It is a promising method to combine the picture description task with eye-tracking technology because eye movements can reflect intrinsic cognitive efforts. Analyzing eye movements can inform about participants’ cognitive processing which cannot be observed by overt speech production. In sum, this study aimed to investigate the age-related difference in connected speech and eye movements in healthy adults during a picture description task, analyzing fixation count and fixation duration in terms of eye-tracking measure. Twenty-four young adults(ages 19-32) and 22 older adults(ages 59-78) participated in this study. They described two pictures, ‘Han River’ and ‘Beach’ picture, while their eye movements were recorded and monitored as they perform the task. The result revealed that the number of CIUs per minute and the number of produced nouns and verbs significantly differed between two picture types. ‘Han River’ picture elicited more CIUs per minute and showed more nouns and verbs in both groups, indicating that it enables to collect increased informativeness and verbs compared to ‘Beach’ picture. The variables that showed a significant difference between two age groups were the number of CIUs per minute, fixation count, fixation duration, and mean fixation duration before the production of CIU. This reveals the aging effect: the older adults showed decreased efficiency in conveying information verbally and manifested increased cognitive effort for language production. The mean fixation count before the production of CIU showed a significant interaction effect between the picture type and age group. The elderly showed more fixation counts in the description of ‘Han River’ picture, which indicated that they experienced increased cognitive load when describing the more complex and cluttered picture. This study is meaningful in that it is the first multimodal approach to studying language production in Korea, incorporating online measures with the analysis of connected speech. Eye movements in combination with connected speech revealed a significant age-related deficit in cognitive efforts needed for speech production.