[논문]기억자극의 과제 무관련 세부특징 정보가 과제 관련 세부특징에 대한 시각단기재인에 미치는 영향

현주석

doi:10.19066/cogsci.2012.23.2.005

문제 정의

본 실험에서는 이러한 두 가지 예측의 타당성을 검증함으로써 과제와 무관한 위치 정보의 변화가 공간주파수에 근거한 단기재인 반응에 미치는 영향을 조사하였다.
본 연구는 시각단기기억에 저장된 기억항목의 위치가 기억된 항목들에 대한 공간주파수 재인 반응에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위해 재인이 요구되는 기억항목들 중 한 항목의 위치와 동일 또는 서로 다른 위치에 제시된 탐사자극에 대한 피험자의 재인 반응 패턴이 기억항목들과 탐사자극 간 합산유사성의 증감에 따라 어떻게 변화하는지를 관찰하였다.
시각단기기억 정보의 위치 결합(location binding)에 관한 기존 연구는 이러한 해석과 관련이 있는 부분적인 실험 결과를 제공한다. 예를 들어, Wheeler와 Treisman[23]의 경우 기억항목의 위치와 색상을 정확히 기억해야 하는 결합 과제(binding task)에서 기억항목의 개수가 늘어날수록 색상 변화 없이 위치 변화만 발생한 경우(location swap)에 대한 변화 탐지 정확도가 상대적으로 저하되는 것을 관찰하였다.
요약하면, 본 연구는 단기재인 과제에서 기억된 항목과 재인검사 항목 간 공간 주파수 차원에서의 유사성을 평가하는 과제에서 과제와 무관하게 발생하는 공간적인 위치 변화가 합산 유사성에 근거한 재인과정에 영향을 미침을 보여주었다. 이러한 결과는 시각단기기억에 표상되는 정보가 여러 세부특징들 간 독립적으로 분리된 형태보다는 상호 공고하게 결합되어 통합된 기억 표상 형태로 저장될 가능성을 시사한다.
이러한 예측에 근거하여 본 연구는 기억된 두 항목에 뒤이어 제시된 탐사자극 간 공간주파수 차원에서의 재인을 요구하는 과제에서, 과제와 무관한 자극의 위치 정보가 합산유사성 평가 과정에 미치는 영향을 조사하였다. 시각단기기억에 저장이 요구되는 정보가 세부특징들 사이의 통합에 의해 상호 분리되기 어려운 형태로 표상이 될 경우 재인이 요구되는 항목의 공간적 위치 변화는 공간주파수 차원의 유사성 평가에 있어서 위치 변화가 없는 경우보다 합산유사성을 감소시키는 방향으로 영향을 줄 가능성이 있다.
반면에 본 연구에서 시도된 Gabor 자극에 근거한 단기재인 과제는 개별 피험자의 최소식별차이 값을 기준으로 유사성의 차이 크기를 표준화(normalize)함으로써 기억항목과 검사항목 간 유사성의 정도를 비교적 정확하게 통제할 수 있다는 장점이 있다. 이러한 통제 아래 본 연구에서는 기억항목과 매우 유사한 1-JND 미끼자극이 준거위치에 제시된 경우 비 준거위치에 비해 상대적으로 미끼자극을 표적으로 오인하는 반응이 증가하는 것을 관찰했다. 이러한 결과는 기억항목과 탐사자극이 공간주파수 차원에서의 유사성 정도가 증가해 미끼자극에 대한 정확한 변별이 어려워진 경우 과제와는 무관했던 위치정보의 기억표상이 추가적으로 재인 과정에 영향을 미쳤음을 의미한다.
피험자는 제시된 탐사자극이 두 Gabor 항목의 공간주파수 중 하나와 일치하는지 (‘Yes’) 아니면 어느 것과도 일치하지 않는지(‘No’)의 여부를 키보드상의 두 단추(‘z’ 또는 ‘/’) 중 하나를 눌러 보고하였다.

가설 설정

그림 4. (가) 합산유사성과 기억항목간유사성 수준, (나) 탐사자극 준거위치 제시여부와 기억항목간 유사성, (다) 준거위치여부와 합산유사성의 각 수준에 따른 재인반응 확률. 개별 평균치의 오차막대는 표준오차(standard error of mean)를 의미함.
본 연구는 서로 유사하거나 상이한 기억자극들에 대해 단일 탐사자극을 사용한 단기재인이 요구될 경우, 기억항목들과 재인 탐사자극(recognition probe)의 감각 표상 사이의 유사성합산값에 의해 재인 반응이 결정된다고 가정한다[1, 2]. 이와 같은 유사성합산 모형은 단기재인 과정에서 개별 기억 항목들의 기억 표상과 탐사 자극간의 유사성 평가가 선행되며, 각각의 유사성 평가치는 서로 더해져 단일 유사성 합산 값을 산출하는 것으로 가정한다.
본 연구는 서로 유사하거나 상이한 기억자극들에 대해 단일 탐사자극을 사용한 단기재인이 요구될 경우, 기억항목들과 재인 탐사자극(recognition probe)의 감각 표상 사이의 유사성합산값에 의해 재인 반응이 결정된다고 가정한다[1, 2]. 이와 같은 유사성합산 모형은 단기재인 과정에서 개별 기억 항목들의 기억 표상과 탐사 자극간의 유사성 평가가 선행되며, 각각의 유사성 평가치는 서로 더해져 단일 유사성 합산 값을 산출하는 것으로 가정한다. 최종 유사성 합산 값이 관찰자가 설정한 특정 역치(threshold)를 상회할 경우 검사항목이 기억항목들 중 하나라고 반응(target or ‘Yes’ response)하거나 역치를 하회할 경우 검사항목은 기억항목들 중 하나가 아니라고 반응(lure or ‘No’ response)하게 된다.
또한 두 자극의 유사성 계산 과정에는 물리적 자극 강도에 따라 제각기 다른 감각 표상 강도의 차이를 지각하는 개인 피험자의 특성을 고려해 웨버 상수(weber fraction)에 근거한 가중치가 반영된다[1, 3]. 특히 복수의 기억항목에 대한 재인을 요구할 경우 기억항목과 검사항목간의 유사성 평가치에 대한 단순 합산 외에 기억 항목들 간의 유사성(inter-item similarity) 또한 영향을 미치는 것으로 가정된다.
이러한 자극과 과제 구성 아래에서 검사자극에 대한 재인 반응은 크게 수직 공간주파수 차원에서의 기억항목과 검사항목 간 유사성[1]과 개별 기억항목과 검사 항목 간 위치적 유사성 및 기억항목 간 유사성에 의해 결정된다. 특히 위치 유사성 평가치는 평가의 대상이 되는 두 자극 간 공간적 거리 차이에 멀어질수록 감소하고 반대로 가까워질수록 증가하는 것으로 가정한다. 결과적으로 공간적 위치 정보를 고려한 재인 반응은 개별 기억항목과 검사항목 간의 유사성에 공간적 유사성(spatial similarity)이 가중된 값과 마지막으로 기억항목 간 유사성을 더한 최종적 합산치를 기준으로 결정된다.

제안 방법

개별 변인의 주효과 분석을 토대로 각 변인들 간 상호작용에 대한 분석이 시도되었다. 첫째, 기억항목 간 유사성 수준에 따른 기억항목과 탐사자극의 공간주파수 차원에서의 유사성 이 피험자의 재인 반응에 미치는 영향을 조사하기 위해 먼저, 탐사자극 준거위치 제시여부 변인의 두 처치 수준(탐사자극@ref vs.
매 시행에서 F₁은 80% 정반응 기준에 근거한 QUEST 절차[19]에 근거해 산출되는 Log 최소식별차이 값을 비율(%)로 환산하여 F₀에 곱한 후 원래의 F₀에 더해 최종 산출되었다. 결과적으로 개별피험자 별로 기준자극을 구성하는 4개의 공간주파수 값(1, 2, 3, 4 cycles/deg)에 대해 4개의 JND 값이 공간주파수차원에서 산출되었으며 이 값들의 평균치를 본 실험의 개별 피험자별 자극 최소식별단위 값(JND-based scaling unit)으로 사용하였다. 사전실험 과정에서 JND 산출의 원리는 근본적으로는 웨버의 법칙(Weber’s law)에 근거한 웨버 계수(Weber faction)를 구하는 원리와 동일하였다[20].
기억항목간 유사성 수준(2- vs. 4-JND memory items) 그리고 탐사자극과 기억항목 간 유사성 수준 즉 합산유사성 수준(target vs. 1-JND lure vs. 4-JND lure) 및 탐사자극의 준거위치 제시여부(probe@ref vs. @nonref) 세 변인의 처치 수준에 따른 피험자의 재인 반응의 변화 패턴을 조사하기 위해 각 변인의 처치 수준에 따른 값의 평균을 산출하여 표 1에 제시하였다.
다음으로 합산유사성에 관계없이 기억항목간 유사성 수준에 따라 탐사자극의 준거위치에 제시 여부가 피험자의 재인반응에 미치는 영향을 조사하기 위해, 먼저 탐사자극 유형 변인 즉 준거위치 및 비 준거위치 조건의 두 처치 수준에서 측정된 p(‘Yes’) 값을 서로 합산하였다.
둘째, 본 실험에서는 재인의사결정을 위한 유사성 합산과정에 기억항목들 간 유사성이 더해짐을 가정하며, 이에 근거해 기억항목들 간 유사성을 수직 공간주파수 차원에서 두 수준(2-JND와 4-JND)으로 달리하였다. 만약 수직 공간주파수와 위치 차원에 근거한 유사성 합산치에 기억항목 간 유사성 합산치가 더해진다면, 기억항목들 간 유사성이 작은 경우(예: 2-JND)에 비해 큰 경우(4-JND)에 기준위치에 미끼 자극에 제시된 경우와 그렇지 않은 경우의 p(‘Yes’) 차이가 더욱 분명해질 가능성이 있다.
이러한 Gabor 자극은 좌우 시야에 각각 서로 다른 공간주파수를 가지고 동시에 제시되었으며, 뒤이어 출현한 또 다른 Gabor 탐사자극과 사인파 함수의 주기(frequency) 차원에서의 재인이 요구되었다. 또한 시야의 좌우측에 제시된 기억항목의 위치 중 한 곳을 무선 선택하여 검사항목을 제시함으로써, 과제와 무관한 검사항목의 위치 변화가 처치되었으며, 기억항목으로 제시된 Gabor 자극들에 대해 수직 공간주파수 차원에서의 거리를 가깝거나 멀게 함으로써 기억항목들 간 유사성 또한 두 수준으로 구분하였다.
피험자는 제시된 탐사자극이 두 Gabor 항목의 공간주파수 중 하나와 일치하는지 (‘Yes’) 아니면 어느 것과도 일치하지 않는지(‘No’)의 여부를 키보드상의 두 단추(‘z’ 또는 ‘/’) 중 하나를 눌러 보고하였다. 또한 탐사자극의 제시될 양쪽 시야 중 한 시야가 무선 선택된다는 점을 사전에 피험자에게 공지함으로써, 재인반응에 있어서 기억자극과 검사자극의 위치적 유사성을 고려하지 않도록 명시적으로 처치하였다. 탐사자극은 피험자의 반응과 동시에 사라졌으며, 탐사자극이 사라진 후 100ms가 경과한 시점에 화면 중앙의 응시점이 사라짐으로써 해당 시행이 종료되었다.
마지막으로 기억항목과 탐사자극의 공간주파수 차원에서의 유사성 및 탐사자극의 준거위치 제시 여부 즉 위치적 유사성(location similarity)에 따른 피험자의 재인 반응 패턴을 조사하였다. 이를 위해 먼저 기억항목간 유사성 변인의 두 수준(inter-item distance 2- vs.
사전실험은 QUEST 절차에 의해 1, 2, 3, 4 cycle/deg 시행 당 하나씩의 JND 값을 산출하는 개별 구획이 3회 반복 실시되었으며 각 구획은 총 64시행으로 구성되었다. 세 구획 중 피험자의 과제 수행이 상대적으로 안정된 것으로 가정된 마지막 세 번째 구획에서 얻어진 네 가지의 JND 값의 평균치가 최종 산출되었으며, 이 단일 JND 값을 본실험의 Gabor 자극을 구성하는 공간주파수를 위한 JND 단위 척도화(JND-based SF scaling) 과정에서의 1-JND 단위 값으로 사용하였다.
사전실험은 QUEST 절차에 의해 1, 2, 3, 4 cycle/deg 시행 당 하나씩의 JND 값을 산출하는 개별 구획이 3회 반복 실시되었으며 각 구획은 총 64시행으로 구성되었다. 세 구획 중 피험자의 과제 수행이 상대적으로 안정된 것으로 가정된 마지막 세 번째 구획에서 얻어진 네 가지의 JND 값의 평균치가 최종 산출되었으며, 이 단일 JND 값을 본실험의 Gabor 자극을 구성하는 공간주파수를 위한 JND 단위 척도화(JND-based SF scaling) 과정에서의 1-JND 단위 값으로 사용하였다.
두 번째, 기억항목으로 제시된 두 Gabor 자극 중 하나는 뒤이어 제시되는 탐사자극의 공간주파수를 선택하는데 있어서 기준이 되는데 이를 표적자극(target stimulus)라 정의한다. 이 표적자극이 좌시야 또는 우시야에 제시되었는지에 따라 표적준거위치(LVF vs. RVF reference location)의 두 처치수준을 정의하였다. 세 번째 표적자극의 제시 시야와 탐사자극의 제시시야는 동일하거나(target@reference location) 혹은 다를 수 있었는데(target@non-reference location) 이러한 위치 일치 또는 불일치 여부에 근거해 탐사위치변인의 두 수준을 정의하였다.
이를 위해 먼저 기억항목간 유사성 변인의 두 수준(inter-item distance 2- vs. 4-JND)에서 측정된 p(‘Yes’) 값을 서로 합산하였다 [그림 4 (다) 참고].
본 연구는 시각단기기억에 저장된 기억항목의 위치가 기억된 항목들에 대한 공간주파수 재인 반응에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위해 재인이 요구되는 기억항목들 중 한 항목의 위치와 동일 또는 서로 다른 위치에 제시된 탐사자극에 대한 피험자의 재인 반응 패턴이 기억항목들과 탐사자극 간 합산유사성의 증감에 따라 어떻게 변화하는지를 관찰하였다. 그 결과, 합산유사성이 적은 경우보다 상대적으로 큰 경우 즉 탐사자극을 표적으로 재인하는 경향성이 증가하였으며 이러한 패턴은 특히 탐사자극이 표적과 동일한 위치에 제시된 경우 더욱 두드러졌다.
이와 같은 네 가지 변인들 즉 기억항목간 유사성(2) x 준거위치(2) x 탐사위치(2) x 합산유사성 변인(4)의 각 처치수준의 모든 조합에 근거한 32가지 조건에서, 탐사자극을 표적으로 재인한 시행들(‘Yes’ trials) 총 시행수를 모두 합산하여 개별 조건의 총 시행수로 나눈 비율인 p(‘Yes’) (probability of saying ‘Yes’)를 결정하였다.
사전실험의 연습시행에는 총 64 시행 그리고 본실험의 경우 128 시행이 있었으며, 사전실험에서 추가 연습을 요구한 피험자는 없었고 본실험의 경우 한 명의 피험자를 제외하고 반복 연습을 요구한 피험자는 없었다. 자료측정이 수행되는 사전실험에서는 2회의 단기휴식(short-break) 그리고 본실험에서는 15회의 단기휴식과 1회의 장기휴식(long-break)을 제공받았다.
먼저 그림 2에 도해된 바와 같이 기억항목들의 공간주파수 선택을 위한 제약 조건 형성을 위해 JND 공간 내 거리를 표상하는 1~12의 정수 값(integer value)들 중 임의의 두 값을 선택하되, 두 값의 간격은 2 또는 4의 JND 거리 값을 가지도록 처치되었다. 재인검사를 위한 검사항목의 공간 주파수 선택은 먼저 기억항목과 탐사자극의 수직 공간주파수가 동일한 표적시행(target trial)의 경우 기억항목을 위해 선택된 두 정수 값 중 하나를 무선 선택하였다. 반면 기억항목과 검사항목의 수직 공간주파수가 동일하지 않은 미끼시행(lure trial)의 경우 기억항목의 JND 값 중 하나와 1 또는 4의 거리 차이를 부여하였다.
피험자는 각각 사전실험과 본실험의 실시에 앞서 과제 수행에 있어서 편안함을 보고할 때까지 연습시행을 수행하였다. 사전실험의 연습시행에는 총 64 시행 그리고 본실험의 경우 128 시행이 있었으며, 사전실험에서 추가 연습을 요구한 피험자는 없었고 본실험의 경우 한 명의 피험자를 제외하고 반복 연습을 요구한 피험자는 없었다.

대상 데이터

본실험

본실험에서는 사전실험에서 얻어진 각 피험자의 자극 최소식별단위값 즉 JND 기준값를 기준으로 1-JND씩 거리를 두고 수직공간주파수를 달리하는 12개의 Gabor 자극이 구성되었다. 매 시행에서 기억이 요구되는 두 개의 기억항목과 재인검사가 요구되는 검사항목은 12개의 Gabor 자극들로부터 다음과 같은 원리에 의해 선택되었다.
브랜다이즈 대학 심리학 개론 과목을 수강하는 학부생 12 명이 실험에 참가하였다. 참가자는 모두 정상시력과 정상교정시력을 보고하였으며, 실험 참가에 대한 보상으로 학점의 일부분을 인정받았다.
재인 과제 수행에 앞서 실험에서 사용된 Gabor 자극의 공간주파수 차원에 대한 개별 피험자의 변별 민감도 차이를 반영하기 위하여 상하향식 계단법(up-down staircase method)에 근거해 개별 피험자의 변별 역치를 측정하였다[18]. 사전실험의 매 시행에서 사용된 Gabor 자극의 공간 주파수로는 1, 2, 3, 4 cycles/deg의 크기가 서로 다른 임의의 공간주파수 값에서 동일한 확률(25%)로 무선 선택된 하나의 공간주파수 값을 사용하였다. 기준자극과 비교가 요구되는 시야 반대편의 Gabor 자극의 공간주파수 값은 아래와 같은 원리에 의해 구성되었다.
실험에 사용된 자극은 수직 사인파(vertical sinusoidal wave)에 근거해 구성된 Gabor 자극이었다. 개별 Gabor 자극은 약 11.

데이터처리

합산된 값으로부터 기억항목 간 유사성 수준 별(2-JND vs. 4-JND)로 개별 합산유사성 수준(표적 vs. 1-JND 미끼 vs. 4-JND 미끼)에서의 p(‘Yes’) 평균값을 산출하였다[그림 4(가)] 참고.
합산된 값으로부터 기억항목간 유사성 수준(2-JND vs. 4-JND) 별로 탐사 변인의 두 처치 수준(탐사자극@ref vs. 탐사자극@nonref) 각각의 p(‘Yes’) 평균값을 산출하였다[그림 4 (나) 참고].

이론/모형

사전실험 과정에서 JND 산출의 원리는 근본적으로는 웨버의 법칙(Weber’s law)에 근거한 웨버 계수(Weber faction)를 구하는 원리와 동일하였다[20].
재인 과제 수행에 앞서 실험에서 사용된 Gabor 자극의 공간주파수 차원에 대한 개별 피험자의 변별 민감도 차이를 반영하기 위하여 상하향식 계단법(up-down staircase method)에 근거해 개별 피험자의 변별 역치를 측정하였다[18]. 사전실험의 매 시행에서 사용된 Gabor 자극의 공간 주파수로는 1, 2, 3, 4 cycles/deg의 크기가 서로 다른 임의의 공간주파수 값에서 동일한 확률(25%)로 무선 선택된 하나의 공간주파수 값을 사용하였다.

성능/효과

32개의 개별 조건에서의 p(‘Yes’)는 기억항목간 유사성 2 수준(2-JND vs. 4-JND), 위치준거자극과 탐사자극의 제시시야 간 일치 여부 2 수준(탐사@ref vs. 탐사@non-ref) 그리고 표적자극과 탐사자극의 수직 공간주파수간 일치 및 불일치 여부 3 수준(표적 vs. 1-JND 미끼 vs. 4-JND 미끼)에 근거한 2x2x3=12개의 범주 조건별로 다시 합산 및 평균되었다.
특히 위치 유사성 평가치는 평가의 대상이 되는 두 자극 간 공간적 거리 차이에 멀어질수록 감소하고 반대로 가까워질수록 증가하는 것으로 가정한다. 결과적으로 공간적 위치 정보를 고려한 재인 반응은 개별 기억항목과 검사항목 간의 유사성에 공간적 유사성(spatial similarity)이 가중된 값과 마지막으로 기억항목 간 유사성을 더한 최종적 합산치를 기준으로 결정된다.¹⁾
개별 시행내의 Gabor 자극의 수직 공간주파수는 앞서 그림 2에 예시된 바와 같이 JND 공간상의 12가지 값 중에서 시행 유형별 제약 아래 무선 선택된 세 가지 정수값에 의해 결정되는데, 이 서로 다른 정수값이 n에 해당된다. 결과적으로 세 Gabor 자극은 BaseF를 기준으로 Weber 계수에 근거한 자극 척도화 과정을 거친 12 종류의 서로 Gabor 자극 중 시행 유형에 따라 두 종류(표적시행) 혹은 세 종류(미끼시행)의 Gabor 자극을 선택함으로써 최종 구성되었다.
결과적으로 세 변인으로 압축되어 각 12개 조건 별로 최종 산출된 p(‘Yes’)는 표적을 정확히 재인(correct recognition)하거나 혹은 미끼를 표적이라고 오인(false recognition)한 확률을 의미하며, 표적과 탐사자극의 위치 유사성 그리고 공간주파수 차원에서의 유사성에 근거해 표적자극을 정확히 재인하거나 미끼를 표적으로 오인하는 경향성(tendency of recognizing the probe as a target)을 반영하는 최종 지표로 간주된다.
이러한 결과는 시각단기기억이 개별 기억항목을 구성하는 세부특징이 둘 이상인 경우 개별 항목의 세부특징들을 독립적 그리고 병렬적으로 저장하는 것이 아니라 각 항목의 세부특징간의 공고한 결합을 통해 통합적으로 표상함을 시사한다. 결과적으로 통합적 기억 표상 방식은 기억 항목을 구성하는 세부특징 개수의 증가로 인한 기억 항목의 복잡성 증가가 초래하는 기억 부담(memory load)을 상쇄시켜 효율적인 단기기억 파지를 가능하게 하는 것으로 해석되고 있다.
구체적으로 피험자가 표적 또는 미끼 자극에 해당하는 탐사자극을 표적으로 보고할 확률인 p(‘Yes’)값은 첫째, 기억항목들 간 유사성이 큰 경우 둘째, 기억 항목들과 탐사자극 간 합산유사성이 큰 경우 셋째, 탐사자극이 표적 위치에 제시된 경우 증가하였다.
이를 위해 재인이 요구되는 기억항목들 중 한 항목의 위치와 동일 또는 서로 다른 위치에 제시된 탐사자극에 대한 피험자의 재인 반응 패턴이 기억항목들과 탐사자극 간 합산유사성의 증감에 따라 어떻게 변화하는지를 관찰하였다. 그 결과, 합산유사성이 적은 경우보다 상대적으로 큰 경우 즉 탐사자극을 표적으로 재인하는 경향성이 증가하였으며 이러한 패턴은 특히 탐사자극이 표적과 동일한 위치에 제시된 경우 더욱 두드러졌다. 특히 합산유사성의 증감에 의한 재인 반응의 변화패턴은 표적과 탐사자극 위치의 동일성 여부뿐만 아니라 기억항목들 간 유사성의 증감에 의해서도 영향을 받는 것이 관찰되었는데 그럼에도 불구하고 기억항목들 간 유사성은 탐사자극의 위치 변화에 의한 재인 반응 자체에는 큰 영향을 미치지 못한 것으로 나타났다.
이는 본 연구가 상세한 수리적 모형 검증을 제공한 기존 연구[1-2, 4, 17]와 비교해 상대적으로 그 중요성을 평가받기 어려운 이유 중 하나이며 실험 결과의 일반화에 있어서도 그 타당성이 퇴색될 수밖에 없다. 넷째, 기억지연시간 중 진행되는 기억항목의 위치와 공간주파수에 대한 표상 강도의 유지(maintenance)에 있어서 두 세부특징 간에 차이가 있을 경우, 본 연구의 결과는 검사자극의 제시와 동시에 두 차원 간 동등한 비중으로 유사성이 평가된다는 가정에 위배된다. 이러한 가능성은 세부특징 간 비교적 동등한 기억파지 효율성을 가정하며 합산 유사성과 위치 유사성 및 기억항목간 유사성에 대한 동시다발적 평가에 근거해 재인반응에 요구되는 유사성 평가가 진행된다는 기존 모형의 잠정적인 가정에 위배된다.
다음으로 합산유사성 수준에 따른 평균 차이를 비교한 결과 합산 유사성이 가장 큰 것으로 간주되는 표적 조건의 p(‘Yes’) 값(.745±.105)이 가장 높았으며, 표적이 아닌 미끼시행의 경우 1-JND 미끼 조건(.650±.090)이 4-JND 미끼 조건(.164±.088)에 비해 상대적으로 p(‘Yes’)값이 높았다.
05°의 거리를 두고 시야의 좌우에 200ms 동안 제시된 두 Gabor 자극에 대하여 수직 공간주파수의 동일성 여부를 키보드의 두 단추(‘z’ 또는 ‘/’) 중 하나를 눌러 가능한 정확하게 보고하도록 요구 받았다(그림 1 참고). 두 Gabor 자극은 피험자의 반응과 동시에 사라졌으며, 탐사자극이 사라진 후 100ms가 경과한 시점에 화면 중앙의 응시점이 사라짐으로써 해당 시행이 종료되었다. 개별 시행의 종료로부터 다음 시행의 시작을 알리는 응시점의 재출현까지는 약 300-800ms의 시행간 변화시간간격(variable inter-trial interval)이 사용되었다.
이러한 상황은 본 연구에서 기억된 항목과 표상 수준에서 매우 유사한 1-JND 미끼자극에 대한 변별이 요구되는 상황에 견주어볼 수 있다. 따라서 본 연구에서 관찰된 바와 같이, 정확한 변별이 어려운 1-JND 미끼자극을 표적으로 보고하는 오반응이 준거위치 일치 시행에서 상대적으로 증가했다는 점(합산유사성x탐사위치 상호작용)은 Wheeler와 Treisman의 결합과제 조건에서 관찰된 변화탐지 정확도의 감소가 기억부담 증가로 인해 선명하지 못하게 표상된 위치 및 색상 정보가 변화탐지를 더욱 부정확하게 만들었기 때문임을 짐작하게 해 준다.
또한 합산유사성의 증가로 인한 p(‘Yes’)값의 상대적인 상승패턴은 기억항목들간 유사성이 큰 경우 그리고 탐사자극이 표적의 위치 즉 준거위치에 제시된 경우에 각각 더 분명한 것으로 나타났다.
마지막으로 탐사자극의 준거위치 제시여부에 따른 p(‘Yes’) 값을 비교한 결과 탐사자극이 준거자극 위치에 제시된 경우(.564±.272)가 그렇지 않은 경우(.451±.228)에 비해 p(‘Yes’) 값이 상대적으로 높았으며 이는 준거위치 제시여부 변인의 유의미한 주효과에 의해 지지되었다, F(1, 11) = 63.4, p < .01.
high-SF) 중 어느 값이 사용되었는지 근거한 두 종류의 표적재인 시행(correct recognition trial)이 있었다. 마지막으로 탐사자극이 표적자극과 동일하지 않았던 경우인 미끼자극의 공간주파수를 결정하는데 있어서 기준이 된 기억항목의 공간주파수와 미끼자극의 공간주파수와의 유사성 차원에서의 두 거리 간격(1- vs. 4-JND)에 근거한 두 종류의 미끼 시행이 있었다. 이와 같은 네 가지 변인들 즉 기억항목간 유사성(2) x 준거위치(2) x 탐사위치(2) x 합산유사성 변인(4)의 각 처치수준의 모든 조합에 근거한 32가지 조건에서, 탐사자극을 표적으로 재인한 시행들(‘Yes’ trials) 총 시행수를 모두 합산하여 개별 조건의 총 시행수로 나눈 비율인 p(‘Yes’) (probability of saying ‘Yes’)를 결정하였다.
먼저 기억항목간 유사성 수준에 따른 평균 차이를 비교한 결과 항목 간 유사성이 적었던 4-JND 조건(505±.243)에 비해 항목 간 유사성이 컸던 2-JND 조건(.535±.299)에서 상대적으로 p(‘Yes’)값이 증가했던 것으로 나타났으며 이는 기억항목간 유사성 변인의 유의미한 주효과에 의해 지지되었다.
본실험에서 사용된 1024회의 시행은 다음과 같은 다섯 가지 변인의 처치수준 간 조합으로 구성된 32회의 시행들이 32회 반복되었으며 반복된 모든 시행의 제시 순서는 단일 구획 내에서 무선화 되었다. 시행을 구성하는 다섯 가지 변인은 첫째, 두 기억항목간 유사성(inter-item similarity) 변인이었으며 기억항목 간 공간주파수 차원에서 가깝거나 먼 두 처치수준으로 구성되었다(2 vs.
상호작용 패턴의 정확한 해석을 위해 개별 합산유사성 수준의 교차 조합(표적 vs. 1-JND 미끼, 1-JND 미끼 vs. 4-JND 미끼, 표적 vs. 4-JND 미끼)별로 기억항목 간 유사성 변인과 합산유사성 변인의 상호작용 여부를 다시 조사한 결과 세 조합 모두에서 유의미한 상호작용이 관찰되었다, all ps<.01.
상호작용 패턴의 정확한 해석을 위해 개별 합산유사성 수준의 교차 조합(표적 vs. 1-JND 미끼; 1-JND 미끼 vs. 4-JND 미끼; 표적 vs. 4-JND 미끼)별로 준거위치 변인과 합산유사성 변인의 상호작용 여부를 조사한 결과 두 변인 간 상호작용은 표적 vs. 1-JND 미끼 구간에서만 유의미하였다, F(1, 11) =9.96, p < .01.
RVF reference location)의 두 처치수준을 정의하였다. 세 번째 표적자극의 제시 시야와 탐사자극의 제시시야는 동일하거나(target@reference location) 혹은 다를 수 있었는데(target@non-reference location) 이러한 위치 일치 또는 불일치 여부에 근거해 탐사위치변인의 두 수준을 정의하였다. 마지막으로 탐사자극이 표적자극과 동일한지 (target) 아니면 다른지(lure) 여부에 근거한 네 가지 합산유사성 변인이었다.
본실험에서 사용된 1024회의 시행은 다음과 같은 다섯 가지 변인의 처치수준 간 조합으로 구성된 32회의 시행들이 32회 반복되었으며 반복된 모든 시행의 제시 순서는 단일 구획 내에서 무선화 되었다. 시행을 구성하는 다섯 가지 변인은 첫째, 두 기억항목간 유사성(inter-item similarity) 변인이었으며 기억항목 간 공간주파수 차원에서 가깝거나 먼 두 처치수준으로 구성되었다(2 vs. 4-JND). 두 번째, 기억항목으로 제시된 두 Gabor 자극 중 하나는 뒤이어 제시되는 탐사자극의 공간주파수를 선택하는데 있어서 기준이 되는데 이를 표적자극(target stimulus)라 정의한다.
요약하면, 기억항목들간의 유사성 그리고 기억항목들과 탐사자극간 합산유사성 및 탐사자극의 준거위치제시 여부는 피험자의 재인반응에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 구체적으로 피험자가 표적 또는 미끼 자극에 해당하는 탐사자극을 표적으로 보고할 확률인 p(‘Yes’)값은 첫째, 기억항목들 간 유사성이 큰 경우 둘째, 기억 항목들과 탐사자극 간 합산유사성이 큰 경우 셋째, 탐사자극이 표적 위치에 제시된 경우 증가하였다.
탐사자극@nonref) 각각의 p(‘Yes’) 평균값을 산출하였다[그림 4 (나) 참고]. 이 평균값들을 토대로 기억항목 간 유사성 변인과 준거위치 변인(2x2)에 대한 이원변량분석을 실시한 결과, 두 변인 간 상호작용은 통계적으로 유의미하지 않았다, F(1, 11) = 3.12, p = .11. 준거위치 변인의 주효과는 유의미했으나 기억항목간 유사성 변인과 준거위치 변인 간 상호작용은 관찰되지 않았다는 점은 준거위치에 제시된 탐사자극이 비 준거위치에 제시된 탐사자극보다 표적으로 보고될 가능성이 상대적으로 높지만 그 증감 패턴 자체는 기억항목들 간 유사성 정도에 크게 영향을 받지 않음을 의미한다.
이 평균값들을 토대로 기억항목 간 유사성 변인과 합산유사성 변인(2x3)에 대해 반복측정에 근거한 이원변량분석(repeated-measure two-way anova)을 실시한 결과 두 변인 간 상호작용이 통계적으로 유의미하였다, F(2, 22) = 29.5, p < .01.
첫째, 기억항목 간 유사성 수준에 따른 기억항목과 탐사자극의 공간주파수 차원에서의 유사성 이 피험자의 재인 반응에 미치는 영향을 조사하기 위해 먼저, 탐사자극 준거위치 제시여부 변인의 두 처치 수준(탐사자극@ref vs. 탐사자극@nonref)에서 측정된 p(‘Yes’) 값을 합산(collapse)하였다.
위의 처치아래 본 실험에서는 크게 두 가지 상황에 대한 단기재인 반응 특성에 관한 예견이 가능하다. 첫째, 기억항목들과 검사항목간의 공간주파수 차원에서의 유사성 합산 과정에 과제와 무관한 위치적 유사성 합산치가 가중된 경우이다. 이 경우 탐사자극이 공간주파수 차원에서 기억항목들 중 하나와 완전히 동일하거나(표적) 아니면 현격한 차이가 있을 경우(미끼)에는 천정(ceiling)과 바닥(floor) 수준의 재인 확률[Probability of Saying ‘Yes’, p(Yes)]을 예상할 수 있다.
그 결과, 합산유사성이 적은 경우보다 상대적으로 큰 경우 즉 탐사자극을 표적으로 재인하는 경향성이 증가하였으며 이러한 패턴은 특히 탐사자극이 표적과 동일한 위치에 제시된 경우 더욱 두드러졌다. 특히 합산유사성의 증감에 의한 재인 반응의 변화패턴은 표적과 탐사자극 위치의 동일성 여부뿐만 아니라 기억항목들 간 유사성의 증감에 의해서도 영향을 받는 것이 관찰되었는데 그럼에도 불구하고 기억항목들 간 유사성은 탐사자극의 위치 변화에 의한 재인 반응 자체에는 큰 영향을 미치지 못한 것으로 나타났다.

후속연구

그럼에도 불구하고 본 연구는 첫째, 합산유사성이 공간주파수라는 연속 변인에 대한 처치에 근거를 두고 있음에도 불구하고 위치 변인에 대한 유사성 증감 처치는 좌우 시야와 같은 단속적(discrete) 수준의 처치로 제한했다. 결과적으로 위치정보의 단계적 변화가 공간주파수 차원의 합산유사성 산출 과정에 초래하는 영향에 대한 특별한 시사점을 제공하지 못한다. 둘째, 격자무늬 자극을 사용한 최근의 단기재인 연구는[17] 기억항목간 유사성(inter-item similarity) 변인이 합산 유사성에 근거한 재인 정확도를 예측하는데 있어서 비교적 중요한 역할을 하는 것을 관찰하였다.
그럼에도 불구하고 본 연구는 첫째, 합산유사성이 공간주파수라는 연속 변인에 대한 처치에 근거를 두고 있음에도 불구하고 위치 변인에 대한 유사성 증감 처치는 좌우 시야와 같은 단속적(discrete) 수준의 처치로 제한했다. 결과적으로 위치정보의 단계적 변화가 공간주파수 차원의 합산유사성 산출 과정에 초래하는 영향에 대한 특별한 시사점을 제공하지 못한다.
마지막으로 본 연구는 과제 무관련 세부특징인 위치 정보에 대한 무시(igonre) 요구가 참가자로 하여금 위치정보를 궁극적으로 선택하지 않도록 할 수 있는가에 대한 어떠한 경험적 증거도 제시하지 못한다. 이는 둘 이상의 세부특징들 간의 상호 분리되기 어려운 공고한 결합에 의한 시각단기기억 표상이 선택적 주의의 영향 없이 자동적으로 형성될 수 있는가에 대한 매우 중요한 질문임에도 불구하고 본 연구에서 시도된 검증 과정에서 뚜렷한 해답을 제공하지 못했다.
셋째, 본 연구는 유사성 합산 모형에 포함된 다양한 변수들을 연구의 편의상 명확하지 않은 가정에 근거해 임의로 제거 또는 추가했으며, 그에 대한 결과로서 마땅히 동반되어야 할 단기재인모형의 수리적 예측 가능성 및 타당성에 대한 어떠한 시사점도 제공하지 못한다. 이는 본 연구가 상세한 수리적 모형 검증을 제공한 기존 연구[1-2, 4, 17]와 비교해 상대적으로 그 중요성을 평가받기 어려운 이유 중 하나이며 실험 결과의 일반화에 있어서도 그 타당성이 퇴색될 수밖에 없다.
마지막으로 본 연구는 과제 무관련 세부특징인 위치 정보에 대한 무시(igonre) 요구가 참가자로 하여금 위치정보를 궁극적으로 선택하지 않도록 할 수 있는가에 대한 어떠한 경험적 증거도 제시하지 못한다. 이는 둘 이상의 세부특징들 간의 상호 분리되기 어려운 공고한 결합에 의한 시각단기기억 표상이 선택적 주의의 영향 없이 자동적으로 형성될 수 있는가에 대한 매우 중요한 질문임에도 불구하고 본 연구에서 시도된 검증 과정에서 뚜렷한 해답을 제공하지 못했다. 후속 연구는 이러한 다양한 제한점들을 보완할 수 있는 방향으로 시도되는 것이 바람직 할 것이다.
이는 둘 이상의 세부특징들 간의 상호 분리되기 어려운 공고한 결합에 의한 시각단기기억 표상이 선택적 주의의 영향 없이 자동적으로 형성될 수 있는가에 대한 매우 중요한 질문임에도 불구하고 본 연구에서 시도된 검증 과정에서 뚜렷한 해답을 제공하지 못했다. 후속 연구는 이러한 다양한 제한점들을 보완할 수 있는 방향으로 시도되는 것이 바람직 할 것이다.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	합산 유사성의 특성은 무엇인가?	특히 기억에 저장된 항목이 두 개 이상일 경우, 기억재인을 요구하는 단일 검사항목을 기억된 여러 항목들 중 하나였다고 판단할 가능성은 기억된 각각의 기억항목과 단일 재인 항목 간의 감각적 유사성의 평가치를 모두 더한 합산 유사성(summed similarity)에 크게 의존한다. 합산 유사성은 개별 기억항목들과 재인이 요구되는 단일 검사항목 간의 유사성이 증가할수록 기하급수적으로 늘어나는 특성이 있다[2, 4].
	통합적 기억 표상 방식의 기능은 어떻게 해석되는가?	이러한 결과는 시각단기기억이 개별 기억항목을 구성하는 세부특징이 둘 이상인 경우 개별 항목의 세부특징들을 독립적 그리고 병렬적으로 저장하는 것이 아니라 각 항목의 세부특징간의 공고한 결합을 통해 통합적으로 표상함을 시사한다. 결과적으로 통합적 기억 표상 방식은 기억 항목을 구성하는 세부특징 개수의 증가로 인한 기억 항목의 복잡성 증가가 초래하는 기억 부담(memory load)을 상쇄시켜 효율적인 단기기억 파지를 가능하게 하는 것으로 해석되고 있다.
	시각정보처리 과정에서 시각 자극의 공간적 위치(spatial location) 정보의 중요성 논란에는 어떤 것들이 있는가?	시각 자극의 공간적 위치(spatial location) 정보는 시각정보처리 과정에서 매우 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있으나, 그 특별함에 대해서는 논란의 소지가 있다. 예를 들어 사물지각(object perception)에 관한 대표적 모형인 세부특징 통합 모형(feature-integration theory, FIT)은 위치 정보가 색상이나 방위와 같은 일반적인 세부특징 정보 간 결합 및 초점주의의 이동 경로를 지정하는 등 매우 독립적인 양상을 보이므로 특별한 형태의 세부특징으로 구분되어야 한다고 주장한다[5]. 반면에 최근에 수행된 일련의 연구들은 위치 정보 또한 색상과 깊이(depth) 등과 같은 일반적인 세부특징과 유사하게 특정 세부특징 값(feature value)으로 환산될 수 있으며 따라서 위치의 변별 혹은 기억을 요구하는 과제 상황아래에서는 다른 일반적인 세부특징 차원과 동일하게 간주될 수 있다고 주장한다[6-8].

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