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문제 정의
- 수행지식의 상대적 빈도(relative frequency with KP feedback)에 관한 연구는 결과지식에 비해 많이 이루어지지 않았다. 따라서 본 연구는 체중부하 및 이동 과제의 수행과 학습능력에 있어 운동학적 되먹임과 동시 되먹임 유형에 따른 차이와 상대적 빈도의 효과에 대하여 알아보았다.
- 운동과제를 학습하는데 있어서 결과지식 형태의 되먹임에 관한 연구들은 많이 진행되 었지만 수행지식과 같은 운동학적 되먹임의 상대적 빈도에 대한 연구보고는 매우 적었다(Vander Linden 등, 1993). 본 연구는 근골격계 손상이 없는 건강한 성인에서 체중이동 과제를 학습하는데 있어서 수행지식의 형태 및 상대적 빈도의 효과를 알아보고자 하였다.
- 운동학습의 선행 연구들에서 운동기술(motor skill)의 수행과 학습에 대하여 수행지식의 상대적 빈도에 대한 효과가 제대로 평가되지 않았다. 본 연구는 근골격계 손상이 없는 건강한 성인에서 체중이동 과제를 학습하는데 있어서 수행지식의 형태 및 상대적빈도의 효과를 알아보고자 설계되었다. 본 연구결과는 운동학적 되먹임이 체중이동 과제 수행시에 사용될 때 유도가설을 따른다는 것을 보여준다.
가설 설정
- 1) 습득단계에서는 동시 되먹임을 받은 그룹이 100%와 50%의 수행지식을 받은 그룹보다 수행능력이 좋을 것이다.
제안 방법
- 이 힘측정판은 좌 · 우 2개의 100㎏ load cell(BCA-100L, 카스, 서울)로 구성되고 이는 힘 변환기(force transducer)와 연결되었다. 체중 이동시 기계적 자극은 힘 변환기로부터 전기적인 신호로 변환되어 AD converter와 증폭기(amplifier)를 거쳐 컴퓨터 화면에 제시되었고, 동시에 컴퓨터에 내장된 프로그램으로 입력시켜 자료를 분석하였다. 되먹임은 컴퓨터 화면을 통해 제공되었다(그림 1).
- 운동과제는 좌우로 체중을 부분적으로 이동시켜 미리 정해진 COP 궤적(COP template)을 따라가는 것이다. COP의 궤적은 미리 프로그램 되어 컴퓨터 화면에 제시되도록 하였다. 원형 궤적은 첫 번째 시도(trial)때부터 보여주었다.
- 되먹임 군간의 편위(bias)를 최대한 제거하기 위하여 습득 및 파지단계의 시도횟수와 파지검사 시 되먹임을 제공하지 않는다는 정보를 피험자에게 제공하지 않았다. 피험자는 본 실험에 들어가기 전에 좌우로 체중이동시 컴퓨터 화면상에서 변화하는 것을 연습하였다. 시도하는 기간은 1회에 12초로, 5번의 연습을 실시하였다.
- 피험자는 본 실험에 들어가기 전에 좌우로 체중이동시 컴퓨터 화면상에서 변화하는 것을 연습하였다. 시도하는 기간은 1회에 12초로, 5번의 연습을 실시하였다. 연습기간 동안은 피험자가 수행해야할 과제인 COP 궤적은 보여주지 않고 우측에 제시되는 시간에 대한 정보만을 제공하였다.
- 습득단계 동안 운동학적 되먹임은 컴퓨터 화면상에 제시되고, 상대적 빈도는 모니터의 시작/멈춤(on/off) 아이콘을 클릭함으로 조절하였다(그림 1). 피험자가 체중이동 과제를 실시한 결과를 보여주는 시기 및 빈도에 따라 세 개의 군으로 나누었다. 1) 100% 동시 되먹임 군: 과제수행동안 지속적인 운동학적 되먹임을 제공하였다.
- 먼저 기립자세에서 ‘시작’이라는 명령에 의해 각 과제를 시작하고, 각 시도가 끝난 후에 8초 동안 목표 궤적(target template)을 피험자 자신이 수행한 체중이동 궤적(tracking)과 비교하도록 화면에 제시하였다. 수행지식 제공 후 다음 시도까지의 지연간격은 5초로 하였다.
- 습득단계에서는 한 블록에 10번의 시도를 하여, 총 6 블록을 수행하였다. 각 블록간에는 1분간 휴식하였고, 3번째와 4번째 블록 사이에는 5분 동안 휴식하였다.
- 1분간의 휴식시간은 정신적인 피로(mental fatigue)의 효과를 감소시키고 실험자가 자료를 컴퓨터에 저장시키는 시간으로 사용되었다. 3번째와 4번째 블록사이 5분 동안의 휴식시간 역시 정신적인 피로를 최소화하기 위하여 긴장을 풀기 위한 스트레칭, 일어서기, 간단한 체조 등을 하도록 하였다.
- 습득단계 후 10분간의 휴식을 취하고 단기 파지검사(immediate retention test)를 실시하였다. 파지검사는 모든 피험자가 되먹임이 제공되지 않는 동일한 환경에서 측정하였다.
- 습득단계 후 10분간의 휴식을 취하고 단기 파지검사(immediate retention test)를 실시하였다. 파지검사는 모든 피험자가 되먹임이 제공되지 않는 동일한 환경에서 측정하였다. 파지 검사는 10번 시도의 2개 블록으로 구성되었다.
- 파지 검사는 10번 시도의 2개 블록으로 구성되었다. 두 번째 장기 파지검사(delayed retention test)는 단기 파지검사 후 24시간이 지난 후 단기 파지검사와 동일한 조건하에서 검사하였다. 파지 검사 시에도 각 블록간에는 1분간 휴식하였다.
- 습득단계를 위해서는 마지막 요인에 대해 반복 측정한 3×6(되먹임 군×시도블럭) ANOVA를 시행하였다. 체중이동 궤적과 원형 궤적 사이의 정확도를 결정하기 위해 오차합(error sum)을 종속변수로 사용하였다. 오차합은 각 12초간의 시도에서 대상자가 움직임 궤적과 미리 정해진 궤적간의 체중 이동시 나타나는 차이로 10회 시도의 평균을 그 블록의 오차합으로 하였다.
- 체중이동 궤적과 원형 궤적 사이의 정확도를 결정하기 위해 오차합(error sum)을 종속변수로 사용하였다. 오차합은 각 12초간의 시도에서 대상자가 움직임 궤적과 미리 정해진 궤적간의 체중 이동시 나타나는 차이로 10회 시도의 평균을 그 블록의 오차합으로 하였다. 오차의 합을 구하는 공식은 아래와 같다.
- 각각의 파지검사에서는 마지막 요인에 대해 반복 측정한 3×2(되먹임 군×시도블럭) ANOVA를 습득단계와 동일하게 시행하였다. 파지검사의 두 단계는 단기간의 효과와 장기간의 효과를 구분하기 위해 분리하여 분석하였다.
- 각각의 파지검사에서는 마지막 요인에 대해 반복 측정한 3×2(되먹임 군×시도블럭) ANOVA를 습득단계와 동일하게 시행하였다. 파지검사의 두 단계는 단기간의 효과와 장기간의 효과를 구분하기 위해 분리하여 분석하였다. 모든 F 검정을 위해 유의수준 α는 .
- 모든 대상자들은 단기 기억검사와 동일한 방법으로 24 시간 후에 장기 기억검사를 실시하였다. 장기 기억검사 두 블록간에는 차이가 있었으며(p〈.
대상 데이터
- 본 연구는 근골격계 손상이 없는 22～32세(평균: 24.7세)의 건강한 성인 남녀 22명을 대상으로 실시하였다. 이 중 이튿날의 장기 파지단계에 불참한 6명의 대상자는 탈락하였다.
- 이 중 이튿날의 장기 파지단계에 불참한 6명의 대상자는 탈락하였다. 16명의 연구대상자 중 남자는 10명, 여자는 6명이었으며, 대상자의 몸무게의 평균은 67.2 ㎏이었다. 모든 대상자들은 실험의 특수한 목적에 대하여 훈련이나 검사를 받은 적이 없고, 실험 장치에 대한 사전경험이 없는 자로 하였다.
- 압력중심(center of pressure: COP) 이동을 이용한 체중이동을 측정하기 위하여 상품화된 힘측정판(force plate, 휴먼테크, 원주)을 사용하였다. 이 힘측정판은 좌 · 우 2개의 100㎏ load cell(BCA-100L, 카스, 서울)로 구성되고 이는 힘 변환기(force transducer)와 연결되었다.
- 피험자는 기립자세(하지의 무릎 및 고관절이 0°가 된 상태에서 팔, 다리, 체간, 머리의 움직임이 없는 상태)에서 힘측정판 위에 선다. 운동과제는 좌우로 체중을 부분적으로 이동시켜 미리 정해진 COP 궤적(COP template)을 따라가는 것이다.
- 파지검사는 모든 피험자가 되먹임이 제공되지 않는 동일한 환경에서 측정하였다. 파지 검사는 10번 시도의 2개 블록으로 구성되었다. 두 번째 장기 파지검사(delayed retention test)는 단기 파지검사 후 24시간이 지난 후 단기 파지검사와 동일한 조건하에서 검사하였다.
데이터처리
- 습득단계를 위해서는 마지막 요인에 대해 반복 측정한 3×6(되먹임 군×시도블럭) ANOVA를 시행하였다. 체중이동 궤적과 원형 궤적 사이의 정확도를 결정하기 위해 오차합(error sum)을 종속변수로 사용하였다.
- 05인 경우를 유의한 차이가 있다고 간주하였다. Greenhouse-Geisser에 의한 방법으로 자유도(degree of freedom; DF)를 좀더 작게 수정한 F 검정으로 일변량 분산분석을 실시하였다. 반복요인의 전체 효과 간에 차이를 단순히 검정하기보다 가설을 대비의 형태로 검정하기 위하여 전체 검정의 유의수준이 α가 되도록 조정해주는 다중비교법을 적용하였다.
- 반복요인의 전체 효과 간에 차이를 단순히 검정하기보다 가설을 대비의 형태로 검정하기 위하여 전체 검정의 유의수준이 α가 되도록 조정해주는 다중비교법을 적용하였다. 본 실험에서는 Bonferroni 방법을 적용하여 사후검정하였다.
- 습득단계는 마지막 요인(last factor)에 대해 반복 측정한 3×6(되먹임 군×시도블럭) ANOVA를 실시하였다. 그림 2에서 시도 블럭 간에 운동학적 되먹임군의 오차합의 변화를 볼수 있다.
이론/모형
- Greenhouse-Geisser에 의한 방법으로 자유도(degree of freedom; DF)를 좀더 작게 수정한 F 검정으로 일변량 분산분석을 실시하였다. 반복요인의 전체 효과 간에 차이를 단순히 검정하기보다 가설을 대비의 형태로 검정하기 위하여 전체 검정의 유의수준이 α가 되도록 조정해주는 다중비교법을 적용하였다. 본 실험에서는 Bonferroni 방법을 적용하여 사후검정하였다.
성능/효과
- 둘째, 대부분의 운동학습 연구들에서는 외적 되먹임의 효과를 평가할 때 과제가 끝난 후에 피험자에게 되먹임을 제공하였다. 그러나 임상에서는 환자가 운동수행을 할 때 치료사에 의해 동시에 되먹임을 제공하는 경우가 많으며, 운동과제를 습득, 재습득 하는 과정 동안 수행(performance)에 대한 동시 되먹임의 효과와 동시 되먹임의 파지검사 (retention test) 및 전이검사(transfer test)에서의 효과에 관한 연구들은 환자뿐만 아니라 정상인을 대상으로 한 연구조차 미흡한 실정이다(Vander Linden 등, 1993; Winstein 등, 1996).
- 2) 단기 및 장기 파지검사에서는 동시 되먹임보다는 100% 및 50%의 수행지식 그룹이 더 적은 오차 값을 가질 것이다.
- 3) 파지단계에서는 100% 보다는 50%의 상대적 빈도의 수행지식 되먹임을 제공받은 그룹이 파지능력이 더 좋을 것이다.
- 피험자가 체중이동 과제를 실시한 결과를 보여주는 시기 및 빈도에 따라 세 개의 군으로 나누었다. 1) 100% 동시 되먹임 군: 과제수행동안 지속적인 운동학적 되먹임을 제공하였다. 2) 100% 상대적 빈도군: 각 습득 시도(acquisition trial) 후에 시각적인 운동학적 되먹임(visual kinematic feed back)을 제공하였다.
- 1) 100% 동시 되먹임 군: 과제수행동안 지속적인 운동학적 되먹임을 제공하였다. 2) 100% 상대적 빈도군: 각 습득 시도(acquisition trial) 후에 시각적인 운동학적 되먹임(visual kinematic feed back)을 제공하였다. 3) 50% 상대적 빈도군: 시각적 운동학적 되먹임을 2번에 한번 꼴로 제공하였다.
- 05). 동시에 되먹임을 제공받은 군이 가장 큰 오차의 합을 나타내었으며, 100%, 50% 운동학적 되먹임 군 순으로 오차 합이 적음을 보였다. 이러한 오차합의 차이는 되먹임 군간에 통계적으로 유의하였다(p〈.
- 수행지식의 상대적 빈도(relative frequency with KP feedback)에 관한 선행연구에서 Weeks와 Kordus(1998)는 축구의 던져넣기(throw-in) 기술을 학습하는데 100%와 33%의 수행지식을 비교하였다. 이때 33%의 수행지식을 제공받은 군이 습득단계, 파지검사 및 전이검사에서 높은 수행정도와 학습능력을 보였다. Vander Linden 등(1993)은 정상 성인의 팔굽관절 등척성 운동 학습에 있어서 수행지식의 100%, 50% 상대적 빈도와 100% 동시 되먹임을 비교하였다.
- 그들의 연구에서 습득단계에서는 동시에 수행지식을 제공받은 군이 수행정도가 월등했지만 파지검사에서는 수행지식을 제공한 그룹이 학습효과(learning effect)가 좋았다. 빈도에 있어서는 습득단계에서는 빈도에 따른 수행능력의 차이를 보이지 않았지만 파지단계에서는 100% 보다는 상대적으로 적은 빈도(50%)에서 파지능력이 좋은 결과를 보였다. 이상의 선행연구들에서 운동학적 되먹임의 제공시기 및 상대적 빈도는 운동기술(motor skill)에 따라 습득, 파지 그리고 전이단계에서 수행정도와 학습능력에 차이가 있었다(Vander Linden 등, 1993; Weeks와 Kordus, 1998).
- 본 연구는 근골격계 손상이 없는 건강한 성인에서 체중이동 과제를 학습하는데 있어서 수행지식의 형태 및 상대적빈도의 효과를 알아보고자 설계되었다. 본 연구결과는 운동학적 되먹임이 체중이동 과제 수행시에 사용될 때 유도가설을 따른다는 것을 보여준다. 근골격계 손상이 없는 건강한 성인에서 상대적으로 적은 운동학적 되먹임을 적게 제공할 때 파지단계와 같이 되먹임이 없는 환경에서 더 나은 학습능력을 보임을 알 수 있었다.
- 본 연구결과는 운동학적 되먹임이 체중이동 과제 수행시에 사용될 때 유도가설을 따른다는 것을 보여준다. 근골격계 손상이 없는 건강한 성인에서 상대적으로 적은 운동학적 되먹임을 적게 제공할 때 파지단계와 같이 되먹임이 없는 환경에서 더 나은 학습능력을 보임을 알 수 있었다.
- 그림 2에서 시도 블럭 간에 운동학적 되먹임군의 오차합의 변화를 볼수 있다. 표 1에서 되먹임 군에 따른 체중이동 능력의 차이는 없었으며(p=.0508), Greenhouse-Geisser 방법으로 자유도를 수정한 결과에서 시도 블록간에는 유의한 차이가 있었지만, 되먹임 군과 시도블럭간의 교호작용은 통계적으로 유의하지 않았다(표 1).
- 05). 되먹임 군의 평균간 대비에 대한 사후검정 결과 동시에 되먹임을 제공한 군과 50%의 운동학적 되먹임을 제공받은 군간의 차이가 통계적으로 유의하였다(p〈.05).
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