인지심리 매니아

출처: Cognition & The Arts

번역: 인지심리 매니아

야구경기에서 외야수가 공을 잡는 장면을 보면, 나도 저런 수비를 할 수 있을지 의문이 들 때가 있다. 날아오는 공을 잡는 능력은 우리가 생각한 것 이상으로 복잡한 과정이다. 우리 인간은 어떻게 날아오는 물체를 잡을 수 있을까?

최 근 잇따른 연구에 의하면 우리 시각 체계는 proprioception으로부터 도움을 받는 것으로 알려져 있다. proprioception은 신체 움직임을 지각하거나 물체에서 공간적 orientation이 발생했을 때 이를 인식하는 능력을 말한다. 이 능력이 날아오는 공을 잡는 데 중요한 역할을 하는 것으로 여겨지고 있다. 우리는 proprioception이 시각 체계와 어떻게 상호작용하는지 잘 알지 못한다. 그러나 최근 Bastin, Calvin, Montagne가 한 연구는 proprioception이 지각적 정보에 편향을 일으킨다는 사실을 알아냈다.

물 체 등을 잡는 과제를 통해 proprioception의 효과를 알아볼 때 연구자들은 tendon(건, 힘줄) vibration을 사용한다. 이 장치는 말 그대로 자기장을 통해 근육을 자극한다. 이런 실험을 할 땐 참가자에게 헬멧을 씌워서 머리를 움직이지 못하게 한다. 이 tendon vibration을 이용한 연구들은 특정 근육을 자극했을 때 물체의 움직임을 자극의 방향과 반대로 지각한다는 사실을 알아냈다. 예를 들어 눈의 밑 부분에 자극을 가하면, 가만히 있는 물체가 위로 움직인다고 느낀다는 것이다.

이 번 연구는 컴퓨터와 프로젝터 이용하여 가상의 장면을 스크린에 투여했다. 목표 자극은 지름이 11센티미터인 원이었다. 이 원은 화면의 오른쪽에서 왼쪽으로 직선을 그리며 움직이게 된다. 참가자들은 그 점이 정확히 중앙에 왔을 때 버튼을 누르면 된다. 버튼을 누름과 동시에 점의 위치와 실제 중심점의 차이가 기록된다. 점이 실제 중심점보다 오른쪽에 위치해있다면 +, 중심점보다 왼쪽에 있다면 - 점수를 받게 된다. 중심점과 일치한다면 0이 된다.

On the left is a diagram of the task. A target moves from right to left across the screen. When the subject judges the target has crossed the midline axis, he presses the switch, and the angle between the target's position and the path's spot on the midline axis is calculated. On the right, a rendered diagram of the vibrator and screen apparatus.

이 연구는 또 가상 환경의 효과를 알아보고자 했다. Rich 조건의 경우 목표 자극 뒤 텍스처 바닥으로 꾸며지는 반면, Poor 조건의 경우 목표 자극 외에 아무것도 화면에 제시되지 않는다. 또 참가자들을 왼쪽, 오른쪽, 중앙의 세 조건으로 나누었다. 왼쪽 조건의 경우 바이브레이터가 목의 왼쪽, 오른쪽 조건은 오른쪽만 자극하게 된다.

그 결과 tendon vibrator가 물체 움직임을 지각할 때 편향을 일으킴을 발견했다. 예상대로 왼쪽 목에 자극을 가한 조건은 왼쪽에 있는 점이 중앙에 있다고 보고하는 편향을 일으켰다(마이너스 점수를 받았다). 오른쪽의 경우 반대 결과가 나타났다. 또 시각적 환경의 영향도 발견했다. 바이브레이터의 효과는 Poor 조건에서 더 강했다. 이는 다른 시각적 정보가 없는 상황에서 오로지 proprioceptive information에 의존해야 하기 때문인 것으로 보인다. 하지만 배경화면이 있던 경우 다른 시각적 단서를 통해 물체 움직임을 파악할 수 있으므로, proprioception의 효과가 줄어든 것 같다.

An illustration of bias consequences of vibration. On the right, proprioceptive information from the vibrations on the right causes the participant to think his trunk has shifted right.

이 연구가 proprioception의 효과를 보여주기는 했지만, 어디까지나 간접적인 증거이다. 우리는 proprioceptive system이 편향을 어떻게 일으키는지 알지 못하며, tendon vibratin의 효과 역시 다른 원인의 결과일 수도 있다. 직접적인 증거를 찾을 수 있는 기술을 사용하기 전까지 우리는 장담할 수 없다. 하지만  proprioception가 우리 신체와 상대적인 물체 움직임을 파악하는데 중요한 역할을 차지함을 알수 있다. 왼쪽, 오른쪽 목에 가한 자극으로 인한 일관된 편향은 우리가 시각적 단서와  proprioception을 모두 사용함을 의미한다. 그럼에도 불구하고 우리는 시각적 단서에 조금 더 의존하는 것 같다. 

Reference

Bastin J, Calvin S, & Montagne G (2006). Muscular proprioception contributes to the control of interceptive actions. Journal of experimental psychology. Human perception and performance, 32 (4), 964-72 PMID: 16846291

출처: Cognition $ the Arts

번역: 인지심리 매니아

Prologue

지금부터 내가 시키는 대로 따라해 보자. 지금 보고 있는 컴퓨터 화면을 응시한다. 그 다음 눈을 감는다. 머리를 좌우로 흔든 다음 눈을 떠서 다시 화면을 보자. 컴퓨터 화면이 몇 초 전에 있던 그 위치에 여전히 있는가?

신기하지 않은가?

시각적 항상성

당신은 모니터가 제 자리에 있는 것처럼 보이는 게 당연하다고 생각할지 모르지만, 당연하다고 하기에는 우리 뇌가 너무 놀라운 일을 처리하고 있다. 심지어 간단한 안구 운동, 예를 들어 두 눈이 같은 방향으로 매우 빠르게 움직이는 사카드(saccades)의 경우 뇌가 시각의 항상성을 유지하는 것은 무척 어려운 일이다. 아래 그림처럼 움직이는 버스를 촬영한 사진을 생각해보자. 대부분의 카메라는 움직이는 버스를 포착하기 힘들다. 이 경우 아마추어 작가가 찍은 작품처럼 흔들린 사진이 나오게 된다.

Without visual supression, everything, including people, would look like they came out of the first family photo album Dad tried to make

만약 우리 뇌가 제대로 동작하지 않는다면, 우리 눈은 위 그림처럼 움직이는 모든 물체의 잔상만을 볼 수 있을 것이다. 정말 신기한 점은 우리가 일생 생활을 영위하는 동안에도 사카드는 끊임없이 일어나지만 아무도 그것을 눈치채지 못한다는 것이다. 우리 눈의 retina에 맺혔던 상이 잠시 후에는 다른 곳에 맺히게 될 것인데, 물체가 움직이지 않고 있다는 사실을 어떻게 알 수 있을까?

우리가 시각적 항상성을 유지할 수 있는 이유는 visual suppression 때문이다. 이 현상은 뇌가 안구 운동을 하는 동안 시각 처리를 선택적으로 막아버려서, 동일한 물체에서 얻은 미미한 불일치를 억제해 버리는 것을 말한다. 우리 뇌의 다른 기능과 마찬가지로 이 현상은 아직 완벽하게 설명되지 못하고 있다. 현재 우리 뇌가 안구 운동의 방향과 정도를 알아내는 방식은 세 가지 요소에 결정된다고 여겨진다.

1. 외부적 환경으로부터 얻은 단서, 물체나 표면 또는 공간 관련 시각적 단서를 말한다.

2. Neural outflow, 뇌가 ocular motor system에 보내는 명령을 말한다.

3. Neural inflow, 안구 운동에서 일어나는 근육의 움직임이 다시 뇌로 전달되는 것을 말한다.

1번 단서를 망막(retinal) 단서라고 부르고 2,3번을 망막 외 정보(extra-retinal information)라고 한다. 시각적 항상성에 관한 대부분의 연구는 사카드를 대상으로 이루어졌다. 그러나 눈깜빡임에 관한 연구는 적은 편이다. 두 현상이 흡사함에도 불구하고 동일한 메카니즘이 시각적 항상성에 관여하는지 알려진 바가 없다. 

Stephen Higgins는 눈 깜빡임 과정에서 시각적 항상성을 유지하는 과정이 사카드의 경우와 유사한지를 알아보고자 했다. 연구진이 관찰하고자 했던 요소는 blanking effect였다. 이 현상은 사카드 과정에서 동일한 물체로부터 얻은 두 개의 불일치하는 상이 처음에는 보이지 않다가, 짧은 간격 뒤에 다시 보이는 것을 말한다. 이렇게 되면 두 상의 불일치를 금방 찾아낼 수 있기 때문에 visual suppression 현상을 잠시 제거할 수 있다. 기존 연구는 사카드 동안 blanking 효과가 나타남을 관찰했다. 그렇다면 눈깜빡임의 경우는 어떨까?

연구자들은 기존 연구 방법을 약간 수정하기로 했다. 각 시행에서, 참가자들은 모니터 화면에 제시되는 점 하나를 응시하게 된다. 이 점은 굉장히 짧은 시간 나타났다(밀리세컨드)가 사라진다.

첫번째 실험은 참가를 나누어서 한 집단은 점이 제시된 다음 눈을 깜빡이게 하고, 다른 집단은 눈을 계속 뜨게끔 지시했다. 그 다음 점이 다시 나타나게 되는데, 점의 위치가 처음 위치보다 아래, 왼쪽  또는 오른쪽으로 바뀌게 된다. 참가자들은 점이 어느 방향으로 이동했는지를 응답해야 한다. 두번째 실험은 모든 사람들이 점 출현 후 눈을 깜빡이게 된다. 대신 참가자의 반은 blanking 기간이 삽입되고, 나머지 반은 처음 실험과 동일하게 진행된다. 세번째 실험은 첫번째 실험과 동일하지만 blinking 조건이 "simulated blinking" 조건으로 수정된 점이 다르다. 이 조건의 경우 점 출현 후 컴퓨터 화면이 잠시동안 까맣게 변하게 되는데, 이를 통해 시각적인 방해를 유도하게 된다(즉 망막에 들어온 정보를 방해하는 것이다). 연구자들은 참가자 반응의 정확도를 통해 눈 깜빡임이 visual suppression에 미치는 영향을 알아보고자 했다.

Diagram representing the task participants were asked to perform

위 그림은 두번째 실험의 절차를 설명해 놓은 것이다. 처음에 점이 출현했다가(3번째 열을 말하는 것 같다 - 역자 주) 사라진다. 그 다음 점이 무선적인 위치에 다시 출현하게 된다. 

역자 주)

blank 조건의 경우 점이 다시 출연하기 전에 피험자가 눈을 뜨게 되므로 하얀색 화면(즉 blank)를 보게 된다(5열의 그림). 반면 no blank 조건은 눈을 뜨자마자 위치가 바뀐 점을 바로 보게 된다(6열의 그림).

결과

실험 결과 눈깜빡임에서 일어나는 visul suppression 현상은 사카드의 경우와 유사한 것으로 드러났다. 먼저 연구자는 눈을 깜빡인 피험자가 방향 판단에서 훨씬 부정확함을 발견했다. 결국 visual suppression은 우리가 눈을 깜빡이는 동안 일어나는 것 같다 두번째로 방향 판단의 정확성은 blank가 삽입된 경우 더 높았다. 결국 blank 효과는 사카드의 경우처럼 눈깜빡임에도 효과가 있는 것 같다. 세번째로 simulated blinking의 경우 깜빡임이 없던 집단보다 정확도가 낮았다. 하지만 실제로 눈을 깜빡인 집단에 비해 blanking의 영향을 받지 않았다. 이는 visual suppression이 시각적 방해 뿐만 아니라 망막 외부적 정보에도 의존함을 말해준다. 결국 사카드와 눈깜빡임 간 유사성이 있는 것이다.

이 연구는 눈 깜빡임 간 시각적 항상성을 연구하는 첫걸음인 점에서 중요성을 가진다. 하지만 여전히 의문점이 남아있다. 우리는 세가지 요소가 visual suppression 과정에서 어떻게 작용하는지, 또 blanking effect가 왜 일어나는지 모른다. 이번 연구를 근거로 Higgins는 시각적 랜드마크로부터 물체의 상대적 위치를 쉽게 알 수 있다면, 그것이 중요한 요소로 기능할 수 있다고 제안했다. 또 다른 의문점은 피험자에게 눈을 깜빡이라고 '시킨' 것이 visual suppression에 어떤 영향을 미쳤는가이다. 비자발적이고 반사적인 눈 깜빡임의 경우 다른 결과를 가져왔을까? 추후 연구가 진행되면 위와 같은 질문도 해결될 거라고 본다. 현재로서는 아마추어 사진처럼 화면이 보이지 않게 열심히 일하는 우리 뇌가 감사하다고 생각하는 수 밖에 없다.

Higgins, J., Irwin, D., Wang, R., & Thomas, L. (2009). Visual direction constancy across eyeblinks Attention, Perception & Psychophysics, 71 (7), 1607-1617 DOI: 10.3758/APP.71.7.1607

출처: Cognition & Arts

번역: 인지심리학 매니아

창고, 차고, 다락방, 상자, 침대 밑, 기숙사 방..... 우리는 누구에게도 보이고 싶지 않은 자신만의 엉망진창 공간이 있다. 휴대폰 충전기, 옷, 노트북 더미 에서 파란색 셔츠를 찾는다고 상상해보자. 며칠 뒤 당신은 배터리를 찾기 위해 그 아귀지옥을 다시 뒤져야 할 것이다. 실제로 이런 경험을 해 본 경험이 있는가?

심리학자인 Carrick Williams는 인간이 잡동사니로 가득한 방에서 찾고자 하는 물건을 어떻게 기억하는지 연구했다. 이 분야의 기존 연구는 target(목표자극)과 distracter(방해자극)의 기억 정도에 초점을 맞추었다. 목표자극은 현재 찾고자 하는 물건을 말한다. 방해자극은 목표자극 주변에 널려 있지만 현재 내가 찾는 목표 물건이 아닌 대상을 말하며, 우리는 이를 무시하고 목표자극에만 집중하게 된다. 이런 연구들은 보통 시각 탐색 과제와 surprise memory test(처음에는 피험자에게 자극을 기억하라는 말을 하지 않지만, 실험 후반부에 아까 제시된 자극을 기억해보라고 하는 방법. 피험자가 예상치 못한 요구에 당황한다고 해서 surprise테스트다 – 역자 주)를 병행해서 사용한다. 피험자들은 여러개의 물건 속애서 목표 물건을 찾는 과제를 수행하게 된다. 이 때 주변에 널려있는 방해자극은 색상, 모양 등이 목표자극과 유사해서 피험자를 헷갈리게 한다. 이후 Surprise memory task에서는 두 가지 물건을 제시하고 아까 봤던 물건이 어떤 것인지 물어본다. 이 때 두 사진은 한 물체의 다른 이미지를 보여줘서 피험자가 언어적 구분을 하지 못하게 한다(예. 파란 셔츠). 이런 류의 연구들은 우리가 목표자극을 더 잘 기억한다고 설명한다. 또 목표자극과 색상이나 범주가 비슷한 방해자극도 기억이 잘 된다고 한다. 아래 그림은 파란 셔츠가 목표자극인 자극 세트의 예이다. 독자는 나중에 어떤 것을 기억하게 될까? 노란 양말? Pot?

기존 연구들은 시각 기억이 어떤 부호화 과정을 거치고 어떤 요소에 영향을 받는지 설명하지 못했다. 본 연구자는 인간이 시각 기억을 업데이트하는데 영향을 미치는 세가지 요인을 있을 거라고 가정했다. 첫번째는 전체 물건의 갯수, 두번째는 물건을 본 횟수와 시간, 세번째는 물체간 색상이나 범주의 유사성이다. 이번 실험에서 연구자는 시각 탐색 과제와 surprise memory task를 같이 사용하기로 했다. 또 아이트래커를 사용하여 피험자의 초점이 물체의 어떤 부분을 자주, 오래 봤는지 측정하기로 했다. 이 실험이 기존 실험과 다른 점은 일부 자극 세트는 2번만 제시되는 반면, 다른 자극 세트는 4번 제시된다는 것이다. 이를 통해 노출 횟수가 기억에 어떤 영향을 미치는지 아라 수 있게 되었다. 목표자극은 전체 제시 횟수의 절반 정도는 제시되지 않으며, 방해자극은 모든 자극 제시에서 나타난다.

24명의 참가자는 총 96개의 (물체)배열을 보게된다(32개의 구분되는 배열로 이루어져 있다. 이중 절반은 두번씩, 나머지는 네번씩 제시된다)를 보게 된다. 한 배열은 12장의 사진이 들어있다. 12장 중 4장은 목표자극과 색상이 비슷하고, 또 다른 네 장은 목표자극과 범주가 비슷하다. 나머지 사진은 목표자극과 아무 연관이 없다. 각 배열이 제시되기 전에 화면에 목표물체를 단어로 표시해준다. (예: ‘파란 셔츠’) 그 다음 12장의 사진이 화면에 나타난다. 참가자는 이 중 목표자극이 있는지 없는지를 판단해서 키보드를 누르게 된다. 위에서 제시했던 사진이 이 배열의 예시이다. 가장 위에는 파란 셔츠가 있고, 첫번째 줄은 목표자극과 같은 색상을 가진 물건들, 두번째 줄은 목표자극과 범주면에서 관련이 있는 물건들, 마지막은 무관한 물체들이 제시되었다

탐색 과제에 이어 참가자들은 surprise memory test를 받게 된다. 참가자는 두 장의 사진을 보고 어떤 사진이 앞전 실험에서 본 것인지 판단하게 된다. 제시되는 사진들 중 일부는 언어적 단서와는 일치하지만 시각적 단서와 불일치한 경우다. 이는 참가자가 오로지 시각 기억에만 의존하게 만들기 위함이다. 예를 들어, 파란색 폴로 셔츠가 앞 실험에서 제시되었다면, 기억 테스트에서는 파란색 티셔츠가 보기로 제시될 수 있다(앞 실험에서 제시 단어는 ‘파란 셔츠’였다. 아래 그림을 보여주게 된다면 피험자는 ‘파란 셔츠’라는 언어적 기억만으로 판단 하는 것이 곤란해진다. 둘 다 파란 셔츠이기 때문이다 – 역자 주)

참가자들은 총 128개의 기억 판단과제를 수행하게 된다.

연구자는 실험을 통해 이전 연구와 일관된 결과를 관찰할 수 있었다. 목표자극은 방해자극보다 기억이 더 잘 됐다. 또 색상이나 범주에서 목표자극과 비슷한 방해자극은 무관한 방해자극보다 기억이 더 잘 됐다. 또 2번 보여주는 것과 4번 보여주는 것에도 차이가 있었다. (당연한 얘기지만)4번 보여주는 것이 기억을 도왔다. 목표자극이 전체 시행에 반에서만 제시된 것을 감안하면, 자극이 한번 제시되는 것보다 두번 제시되는 것이 더 도움이 되는 셈이다.

아이트래커 측정 결과 또한 흥미롭다. 물체를 응시한 시간이 기억력 향상과 관련이 있었다. 또 방해자극을 아무리 오래 관찰한다고 해도 목표자극을 기억하는 데 별 지장이 없었다. 자극 제시 시간이 길어질 경우 피험자들은 방해자극을 더 오래 쳐다보는 경향이 있었다(하지만 기억이 더 향상되지는 않았다)

가장 재미있는 비교는 4번씩이나 제시된 방해자극과 1번만 제시된 목표자극의 결과일 것이다. 놀랍게도 1번만 제시된 목표자극의 재인률이 더 높았다.

연구자는 기억에 영향을 미치는 이 세가지 요인(제시 횟수, 제시 시간, 자극간 유사성)을 면밀히 분석해 봤다. 분석 결과 우리는 목표자극과 방해자극을 다른 방식으로 처리한다는 것을 알 수 있었다. 제시 횟수는 목표 자극과 관련이 있는 반면, 방해자극은 응시 시간과 관련이 있었다. 이 연구는 두 자극의 질적 차이를 밝히는 초석을 마련했다.

Williams, C. (2010). Not all visual memories are created equal Visual Cognition, 18 (2), 201-228 DOI: 10.1080/13506280802664482

출처: Cognition & Arts

번역: 인지심리 매니아

인간은 물체를 탐색하거나 잃어버린 개를 찾을 때 시각적 특징이나 일반적 의미지식을 모두 활용한다. 오늘 소개할 연구는 시각적 특징이나 일반 의미지식 중 어떤 것이 탐색 과제에 효과적인지를 탐구했다. 실종견 포스터는 그림으로 만드는 것이 좋을까, 글로 쓰는 것이 좋을까?

일 반 의미지식(general semantic knowledge)은 특정 장면에서 탐색하는 목표가 존재할 확률과 관련이 있다. 만약 당신이 다른 사람 집의 부엌에서 은수저를 찾는다면 틀림없이 주방 서랍을 먼저 열어볼 것이다. 은수저에 관한 당신의 의미지식은 탐색해야 할 범위를 좁혀주는 역할을 한다. 만약 누군가 당신에게 포크와 나이프가 정원에 있다고 말해준다면 탐색 과제는 훨씬 어려워질 것이다. 왜냐하면 정원에 떨어진 은수저에 대한 지식은 전무하기 때문이다. 시각적 특징은 물체의 공간적 레이아웃이나 특징, 문맥을 말한다. 내 방에서 츄리닝을 찾는 것은 남의 방에서 츄리닝 찾기보다 쉽다. 왜냐하면 당신은 당신 츄리닝과 당신의 방이 어떻게 생겼는지 잘 알기 때문이다.

일반 의미지식은 친숙한 장소에서 시각적 탐색과제를 돕는다. 사람들은 거실에 놓여있는 칫솔보다 화장실에 있는 칫솔을 더 빨리 찾을 수 있다. 시각적 특징 또한 탐색과제를 돕는다. 해당 물건을 찾기 전에 찾아야 할 장소를 미리 한번 보는 것은 탐색 과제를 용이하게 만든다.

일반적 의미지식과 시각적 특징이 시각 탐색 과제에 영향을 미친다면, 둘 중 어떤 경우가 탐색에 더 도움이 될까? Monica Castelhano와 Chelsea Heaven은 이 문제를 탐구해 보기로 했다.

이 연구는 32명의 학부생들을 대상으로 특정 물건을 찾기 전에 두 가지 단서를 화면에 제시한다. 첫번째 단서는 탐색을 하게 될 장소에 관한 단서이며 시각적으로 제시되거나 단어로 제시된다. 만약 탐색해야 할 장소가 부엌이라면, 첫번째 단서는 부엌의 사진을 보여주거나 또는 부엌이라는 단어를 화면에 제시하게 된다. 장소에 대한 단서가 주어진 후, 빈 화면이 제시되고 다시 탐색목표에 대한 단서가 제시된다. 만약 찾아야 할 물건이 포크라면, 참가자는 포크의 그림을 보거나 '포크'라는 글자를 보게 된다. 목표 단서가 제시된 후, '준비'라는 단어가 화면에 떠오르고 뒤이어 찾아야 할 장소가 제시된다. 이 화면은 14초동안 제시되며, 참가자는 물건을 찾은 다음 버튼을 누르면 된다.

그 결과 목표 단서를 시각적으로 본 참가자의 반응속도가 가장 빨랐다. 또, 장소에 대한 그림을 먼저 봤던 조건은 장소를 단어로 봤던 사람보다 물건을 더 빨리 찾았다. (시각적)목표 단서와 장소 단서 모두 물체 탐색에 도움을 준 것이다.

아래 그래프는 참가자들의 반응속도를 나타낸 것이다. 그림에서 알 수 있듯이 장소, 목표 단서가 전부 시각적으로 제시되었을 때 반응속도가 가장 빨랐다. 장소, 목표 단서가 전부 단어로 제시된 경우 반응속도가 가장 느렸다. 이는 일반 의미 지식이 느린 탐색으로 이어졌음을 보여준다. 장소, 목표 단서간 상호작용은 없었다. 이는 장소, 목표에 대한 정보가 동일하게 중요함을 보여준다.

물체나 탐색 공간의 시각적 특징은 일반지식보다 탐색 과제에 도움이 됐다 이 결과에 근거할 때 실종견 포스터는 사진으로 제시할 경우 효과가 크다고 예상할 수 있다. 실제로 대부분의 실종견 포스터가 사진을 사용한다는 점을 고려해보면, 사람들이 이미 이 방법의 효과를 알고 있다고 짐작할 수 있다. 당신의 사랑하는 개를 빨리 찾고 싶다면, 실종견 포스터에 '사진'을 꼬고 붙여야 할 것이다.

Castelhano MS, & Heaven C (2010). The relative contribution of scene context and target features to visual search in scenes. Attention, perception & psychophysics, 72 (5), 1283-97 PMID: 20601710

출처: Cognition & the Arts

번역: 인지심리 매니아

우 리 부모님은 눈이 좋아지려면 당근을 먹어야 한다고 말씀하셨다. 어느날 나와 동생은 깜깜한 곳에서도 눈이 잘 보이는지 당근을 엄청나게 먹어봤다. 하지만 효과는 없었다. 당근을 아무리 많이 먹어도 눈이 잘 보이지는 않는 것 같다. 눈을 잘 보이게 하는 것은 안경, 렌즈, 라식 수술, 그리고 게임이다!

Renjie Li와 동료들은 게임이 대비(contrast)에 대한 민감성을 향상시킨다는 사실을 발견했다. 이 능력은 균일한 배경화면에서 회색 그림자가 미세하게 변하는 정도를 탐지하는 능력을 말한다. 만약 자신의 능력을 테스트해보고 싶다면, 아래 있는 Campbell-Robson Contrast Sensitivity function Chart를 사용해봐도 좋다. 사진에서 검은 줄무늬와 회색 배경이 더 이상 구분되지 않을 때까지 아래에서 위로 초점을 이동하면 된다. 보통 뒤집어진 U자 모양의 결과가 나오게 된다. 이는 대비 민감성이 중간 정도의 공간 주파수에서 가장 좋다는 사실을 보여준다. 그런데 연구자들이 발견한 사실에 의하면, 게임광들의 경우 이 그래프가 훨씬 위쪽에서 그려진다는 것이다.

여 기서 짚고 넘어가야 할 것이 있다. 왜 우리가 대비 민감성에 관심을 가져야 할까? 가스불이 희미하게 남아있다던지, 깜깜한 방에서 물건을 찾는다든지, 안개 낀 밤에 운전을 하는 경우 낮은 대비에서 물건을 식별해야 한다. 더군다나 대비를 찾아내는 것이 생명과 직결되는 경우도 있다. 파일럿이 야간비행하는 경우를 생각해보자. 또는 MRI 영상결과를 보고 종양이 어디 있는지 찾아야 하는 경우도 생각해보자. 두 경우 모두 대비의 변화를 포착하는 데 민감해야 한다.

이 모든 예는 contrast sensitivity가 우리 시각 지각에서 중요한 부분을 차지하고 있음을 말해준다. 하지만 이 능력은 나이를 먹으면서 쇠퇴한다. Li와 동료들은 연구를 진행하면서 이런 능력의 쇠퇴가 단지 시각 체계의 변화만을 반영하지는 않을 거라 생각했다. 뇌 기능의 변화가 대표적인 예다. 연구자들은 뇌의 가소성이 시각 능력에 미치는 영향을 알아보고자 했다.

연구 자들은 게임광들과 게임을 잘 하지 않는 일반인을 대상으로 contrast sensitivity를 테스트했다. 이들은 각 집단의 나이를 동일하게 만들어서, 나이가 시각에 미치는 영향을 두 집단간 동일하게 만들었다. 측정 결과 젊은 사람중에서도 게임광들은 contrast sensitivity가 뛰어났다. 특히 intermediate나 high spatial frequencies에서 그랬다.

결과를 토대로 연구자들은 이 관계가 인과적 관계인지 확인하기 위해 또 다른 실험을 만들었다. 평소 게임을 하지 않던 사람들을 선정해서 9주 동안 50시간 게임을 하게 했다. 참가자들은 액션 게임을 하거나(Unreal Tournament 2004 by Atari and Call of Duty 2 by Infinity Ward) 비액션게임(심즈 2)을 하는 조건으로 나뉘어졌다. 참가자 개개인의 민감도 정도는 사전에 측정되었고, 트레이닝이 끝난 후에도 측정되었다.

나처럼 게임에 문외한인 사람들의 이해를 돕기 위해 아래에 그림을 첨부한다.

(왼쪽부터 Call of duty, Unreal Tournament 2004, 심즈)

연 구팀은 액션게임을 했던 집단의 contrast sensitivity가 훨씬 높다는 사실을 발견했다. 아래 그래프에서 막대가 짧아지는 것은 contrast sensitivity가 높음을 의미한다(대비를 빨리 찾아냈다는 뜻이다). 액션 게임을 훈련했던 참가자는 처음보다 민감성이 향상되었다. 비액션 게임의 경우 민감성이 향상되지 않았다. 더 놀라운 것은 이 효과가 1년 뒤까지 지속되었다는 점이다.

이 향상은 젊고 건강하며 정상적인 시력을 가진 성인에게서 관찰되었다. 짐작컨데, 이 훈련효과는 누구에게나 나타날 것이라고 생각한다. 시각 능력의 감퇴를 막는 일반적 절차와 병행해서 게임을 사용해도 좋을 것 같다.

그러 나 알아두어야 할 것이 있다. 이 연구에서 대비에 대한 민감성이 향상된 건 사실이지만, 어느 게임이나 동일한 효과를 가지고 있다는 말은 아니다. 실험에 사용된 게임은 복잡한 구성요소를 가지고 있다. 따라서 어떤 요소가 시각적 능력의 향상을 가져왔는지 알 수 없다. 한가지 확실한 것은 비액션 게임의 경우 (보통 게임 속도가 느리기 때문에) 이런 능력이 향상되지 않는다는 점이다.

또, 이 게임들은 너무 폭력적이다. 사람을 죽이기 위해 적절한 무기를 고르는 정확성을 요구하는 게임이다. 학자들은 폭력적인 게임이 어린이에게 부정적인 영향을 미칠것이라고 말한다. 물론, 우리가 지금 하는 얘기와는 상관없지만 말이다.

Li, R., Polat, U., Makous, W., & Bavelier, D. (2009). Enhancing the contrast sensitivity function through action video game training Nature Neuroscience, 12 (5), 549-551 DOI: 10.1038/nn.2296

Caplovitz, G., & Kastner, S. (2009). Carrot sticks or joysticks: video games improve vision Nature Neuroscience, 12 (5), 527-528 DOI: 10.1038/nn0509-527

출처: Cognition & the Arts

번역: 인지심리 매니아

전 시회에 가면 작품들을 둘러보다가 눈을 사로잡는 작품 앞에 잠깐동안 서 있게 된다. 내가 주로 좋아하는 화가는 모네와 드가이다. 나는 나만의 취향을 가지고 있다. 그런데 내 눈길을 사로잡는 작품에는 어떤 요소가 있는 것일까? 당신은 그림을 볼 때 어떤 부분에 주목하는가? Locher, Krupinski, Mello-Thoms and Nodine은 인간이 예술작품의 첫인상을 어떻게 형성하는지 연구했다.

인 간이 예술작품을 지각하는 두 가지 프로세스가 있다. 첫번째는 그림의 전체적인 느낌이나 레이아웃, 소위 그림에 '핵심'이라고 말하는 것이다. 이 프로세스는 굉장히 빠르게 일어나고 무의식적이다. 두번째는 그림의 의미를 파악하고 우리의 호기심을 충족하기 위해 그림의 요소를 관찰하는 것이다. 이 프로세스는 주의 요소를 포함한다. 만약 그림의 첫 인상이 우리 눈길을 끌지 못한다면 그림의 나머지 요소 또한 주의 깊게 보고 싶지 않다. 연구자들은 그림의 질이 감상하는 사람으로 하여금 감상에 더 많은 시간을 할애하도록 만들거라고 가정했다. 그림의 질은 그림을 구성하는 부분보다 전체적인 정서적,심미적 인상에서 결정이 될 것이라고 가정했다.

첫 번째 실험에서 참가자들은 Metropolitan Museum of Art에서 가져온 8개의 그림을 스크린을 통해서 잠깐동안 감상했다. 이들은 감상 후 그림에 대한 인상을 5가지 항목으로 기술하게 되는데, 마치 그림을 한번도 보지 못한 사람에게 설명하는 것처럼 작성하라는 지시를 받았다. 연구자들은 참가자들의 응답을 통해 어떤 요소가 그림의 첫인상에 강한 영향을 미쳤는지 관찰했다. 그 결과 대부분의 사람들은 그림의 특정 부분보다 표현, 스타일, 형태를 유심히 봤다. 이 결과는 2단계 모형의 두번째 프로세스를 지지한다. 관찰자들은 그림의 전체 구조를 파악하고 짧은 시간동안 그림의 의미를 파악하고자 했기 때문이다. 그렇다면, 관찰자들이 그림을 오래  관찰할 경우는 어떨까?

두번째 실험은 우리가 그림의 '어떤' 부분을 주목하는지 알아보기 위해 진행되었다. 우리가 그림을 볼 때 우리 눈은 어디를 주목하는가? 어떤 요소가 눈길을 끄는가? 우리 주의는 어디를 향하고 있는가?

두번째 실험에서 참가자들은 첫번째 실험에서 사용된 8개의 그림을 보게 된다. 이번에는 한 그림 당 감상할 수 있는 시간이 무제한이었다. 연구자들은 참가자가 그림에 대한 반응과 생각을 말하는 동안 안구 운동을 기록했다.

3초 정도 작품을 봤을때 참가자들은 전체 그림의 25%를 본 후였다. 첫번째 실험과 동일하게 이 참가자들 역시 그림의 특정 부분에 초점을 맞추는 경향이 있었다. 그림에 대한 평을 끝냈을 때 참가자들은 전체 그림의 46%를 훑어 본 후였다.

참 가자들은 그림의 큰 부분을 통해 그림에 대한 첫인상을 만들어냈다. 이 결과 역시 연구자들이 가정한 2단계 모형을 지지한다. 그림에 전반적 gist는 보다 세밀한 관찰과 양적인 평가로 이어지게 된다. 우리 뇌는 첫인상을 형성하는 데 익숙하기 때문에 우리가 어떤 부분에 주목을 해야 할지 잘 알고 있다. 단지 그림을 오래 쳐다보는 것 만으로는 그림에 대한 첫인상을 바꿔놓기 어렵다.

그 렇다면 전문가의 경우는 어떨까? 전문가들은 우리와 다른 각도에서 그림을 보는 것일까? 이를 알아보기 위해 연구자들은 5명의 예술가들에게 8개 그림의 주요 부분들을 파악하게 했다. 예술가들은 그림의 주변부보다 중앙에 있는 주요 구성부분에 주의를 기울였다. 즉 우리 시각 바깥보다 중심 부분을 본는 것이다. 연구자들이 안구 움직임을 분석한 결과 일반인들은 그림을 볼 때 예술가들이 주목했던 3개의 주요 부분에 초점을 맞춘다는 사실을 알아냈다. 즉, 일반인과 예술가가 동일하게 그림의 특정 부분에 주목했다는 것이다.

작 품을 감상하기 위해서 반드시 '전문가'가 되어야 하는 것은 아니다. 해마나 많은 사람들이 전시회를 찾는다. 이 연구는 어느 누구든지 그림에서 전반적 인상을 추출하고 그 작품에 추가적인 주의를 기울일지 여부를 잘 안다고 말해준다. 사람들은 Metropolitan Museum of Art에서 평균 32.5초 동안 그림 앞에 서 있는다. 이 연구는 위와 같은 상황을 실험실에서 재현해서 그림을 분석하는 인지적 능력에 영향을 미치는 요소를 밝혀냈다. 그림을 잠깐 보는 것 만으로도 작품 앞에 오래 서 있어야 할지를 알 수 있다. 모네와 드가의 작품은 나에게 강렬한 첫인상을 짧은 시간 동안 남긴 것이다.

Locher, P., Krupinski, E., Mello-Thoms, C., & Nodine, C. (2008). Visual interest in pictorial art during an aesthetic experience Spatial Vision, 21 (1), 55-77 DOI: 10.1163/156856808782713762

Prologue

법 학과를 다니던 시절 겪었던 일이다. 그 날 아침도 행정법을 듣기 위해 강의실로 뛰어갔다. 거의 100명에 가까운 학생들이 한꺼번에 떠드는 소리 때문에 강의실은 정신이 없었다. 다들 삼삼오오 그룹을 이루어서 떠들고 있었고, 나는 교수님이 아직 오지 않은 것을 다행으로 여기고 있었다.

이윽고 교수님이 들어오시고 강의가 시작되었다. 술렁이던 강의실은 이내 정리가 되었다. 떠드는 사람도, 돌아다니는 사람도 없었다. 교수님 말소리 외에는 침묵만이 있었다.

그런데 반시간이 경과할 때 쯤, 침묵을 깨고 들리는 소리가 하나 더 생겨났다. 누군가가 코를 골기 시작한 것이다. 학생들은 교수님의 목소리에 집중할 수가 없었다. 다들 이 코 고는 소리가 교수님의 귀에 들릴까봐 조마조마했던 것이다. 옆에 있는 누군가가 건드려서 깨우면 정말 좋겠다고 생각했지만, 그렇게 도와주는 친절한 사람도 옆에 없었다. 위기일발의 상황이었다.

그 학생의 코 고는 소리는 점점 심해져서 나중에는 강의실 맨 앞에까지 들릴 정도가 되었다. 그러나 소리가 정점에 도달했을 때, 학생이 자다가 깜짝 놀라서 깨는 바람에 사건이 급 마무리 되었다. 그제서야 모두들 교수님이 눈치채지 못하게 한번 미소를 짓고는 강의에 집중했다. 나도 웃음이 나오는 걸 억지로 참으면서 강의를 들어야 했다.

그 학생의 코 고는 소리는 아주 잠깐 동안만 지속되었다. 하지만, 나는 그 상황이 한 15분은 지속된 것처럼 느껴졌다. 도대체 왜 그랬을까? 여러가지 이유를 들 수 있겠지만, 나는 자신의 감정을 통제해야 하는 상황이 시간의 주관적 경험을 왜곡시켰다고 생각한다. 강의시간은 조용해야 하고, 교수님 앞에서 졸다가 코까지 고는 것은 어찌됐건 바람직한 일은 아니다. 학생들이나 나는 교수님에게 이 상황이 발각될까 조마조마한 마음을 '억제하면서' 강의를 들어야 했다. 그런데 이런 자기 통제가 시간의 흐름에도 주의를 집중하는 결과를 가져온다는 것이다. 따라서 평소 10분이라고 느꼈던 시간이 30분처럼 느껴지기도 한다는 것이다.

정말 그럴까? 다행히 이 주장을 입증할 만한 논문 하나가 있다.

출처: Psychothalamus

번역: 인지심리 매니아

자기통제와 시간의 흐름

아 인슈타인의 발견에 흥미를 가졌던 Kathleen Vohs와 Brandon Schmeichel은 자기 통제가 시간의 주관적 경험에 미치는 영향을 알아보고 싶었다. "자기 통제는 보통 자신의 행동을 모니터링하기 때문에, 시간의 흐름에도 주의를 집중하게 된다"라고 연구자는 설명했다. "이 모니터링은 자신의 행동을 주의깊게 관찰하지 않는 사람에서는 찾아보기 어렵다."

간 단히 말해서 '자기 통제(self-regulation)'는 시간의 흐름에 집중하는 것과 관련이 있다. 시간 판단에 관한 초기 연구 결과에 의하면, Tv를 시청하기전 자신이 보게 될 프로그램의 방영길이를 예측했던 집단은 프로그램을 보고 난 후 방영길이를 더 길다고 생각했다. 의식적으로 프로그램에 집중한 결과 시간의 흐름에도 집중할 수 있었기 때문으로 보인다.

따라서 의식적이고 노력이 필요한 자기 통제는 시간이 느리게 흘러간다고 느끼게 할 것이다. 이 논문의 연구자들은 이 주장의 과학적 근거를 찾아보고 싶었다.

영화 보며 눈물 참기

실험 1에서 연구자들은 참가자에게 Terms of Endearment라는 영화를 보여주었다. 

애정의 조건

감독

제임스 L. 브룩스

출연

셜리 맥클레인, 데브라 윙거, 잭 니콜슨, 대니 드비토, 제프 다니엘스, 존 리스고

개봉

1983 미국

리뷰보기

이 영화는 죽어가는 한 여성이 자신의 자녀, 남편과 어머니에게 작별인사를 하는 내용을 담고 있다. 참가자들 중 일부는 평상시 영화 보듯 이 영화를 관람한 반면, 다른 일부는 자신의 감정을 억제하거나 또는 과장하며 관람하라는 지시를 받았다. 이 조작은 다른 실험에서 참가자로 하여금 의식적 자기 통제를 하게 만드는 것으로 알려져 있다.

영화를 다 보고난 후 참가자들은 영화의 길이를 판단하게 된다. 실제 영화의 길이는 11분 23초였다.

자신의 감정을 강화하거나 억제했던 집단은 통제집단보다 영화 상영시간을 더 길다고 판단했다.




실험 2 또한 첫번째 실험과 유사했다. 다만 새로운 영화를 보여준 것이 바뀐 점이었다(Mondo Cane이라는 영화였는데 야생동물의 죽음에 관한 것이었다). 시간 판단이 정말 자기 통제에 영향을 받는 것인지 또는 일반적 정보 처리의 결과인지 알아보기 위해 재평가(reappraisal)조건을 추가해 봤다. 이 조건에 할당된 참가자는 감정을 불러일으키는 영화를 냉정한 입장에서 관람하게 된다. 연구자는 "기존 연구들은 감정의 통제로 인한 영향(예를 들어 감정을 억제할 경우 기억이 감소되는 현상)이 재평가를 하는 경우는 발견되지 않았음을 보여줬다"라고 말했다.

이번에도 참가자들은 영화를 다 보고 난 후 영화의 길이를 판단하게 된다.



실험 결과 자기 통제가 필요없었던 통제집단과 재평가 집단과 달리, 억제 조건의 참가자가 영화길이를 길게 판단했음을 알 수 있다.

대본 연습은 책읽기 보다 오래 걸려?

실험 3에 서 참가자들은 다양한 직업과 관련된 글을 소리내어 읽었다. 이 때 행동 통제 집단은 그 직업을 기술한 대로 '행동'을 해야 했다. 따라서 특정 직업이 행복하고, 웃는 특징을 가지고 있다면 참가자들도 글을 읽는 동안 그 특징들을 행동으로 따라하는 것이다(논문을 직접 읽어보지 않아서 어떤 의미인지 정확히 모르겠다 - 역자 주). 다른 조건의 참가자는 아무 지시도 받지 않았다.

4 분 23초가 경과한 뒤 참가자들은 갑자기 질문 하나를 받게 된다. 그 질문은 질문을 받기 전까지 참가자가 느낀 실험의 경과시간을 묻는다. 질문이 있은 다음 실험이 계속 진행된는데 참가자들은 자신이 느끼기에 15분이 되는 시점에서 실험을 멈출 수 있다는 말을 듣게 된다.

이번 실험의 결과도 실험 1,2의 결과와 동일했다. 행동을 통제했던 그룹(직접 행동으로 모사했던 집단)의 사람들은 실험 시간이 길다고 판단했다. 이 주관적 판단은 실험을 지속시킨 시간에도 영향을 미쳤다. 즉, 실험이 길다고 느꼈던 사람들은 15분이 채 되기도 전에 실험을 중지시켰다.

결론

이를 통해 연구자는 실험집단과 통제 능력을 연결하는 모형을 만들었다. 이 모형은 시간 지각이 중재변수의 역할을 할 것이라는 가설에 근거한다. 이 모형은 추후 실험에 의해 증거를 확보했다.

따 라서 4개의 실험을 통해 연구자는 사람의 시간 지각이 자기 통제에 필요한 자원의 고갈에 영향을 받는다는 사실을 알아냈다. 특정 인지적 통제가 개입될 때, 예를 들어 감정적 통제의 경우 사람들은 자신이 지금 하고 있는 일이 길다고 느낀다. 부담스럽거나 귀찮은 일을 할 때는 시간이 느리게 지나간다고 느낀다"

아인슈타인의 발견에 비추어서 생각해 볼 때, 매력적인 이성과 같이 있는 것은 즐거운 일이고 자기 통제가 필요 없다. 따라서 시간의 흐름을 생각하지 못하는 것이다.

Vohs, K., & Schmeichel, B. (2003). Self-regulation and extended now: Controlling the self alters the subjective experience of time. Journal of Personality and Social Psychology, 85 (2), 217-230 DOI: 10.1037/0022-3514.85.2.217.