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문제 정의
- 본 연구는 특성불안 수준에 따라 분노자극에 의해 유발된 자율신경계 반응의 차이를 확인하였다. 사용된 분노/중립자극은 효과적으로 해당 정서를 잘 유발한 것으로 나타났다.
- 요약하면, 본 연구는 특성불안자의 분노정서에 의해 유발되는 자율신경계 반응 특성을 확인하였다. 이는 자율신경계 반응이 특성불안자의 분노 경험을 측정하고자 할 때 객관적인 지표로 활용될 수 있음을 시사한다.
- 정서와 자율신경계 반응 간 관련성을 검토하여 정서-특정적 자율신경계 반응을 제안한 Kreibig(2010)에 따르면, 분노는 교감신경계의 활성화와 부교감신경계 억제의 양상을 보이는데, 심박률과 혈압은 상승하고, 심박변이도는 감소하는 양상을 보이는 것으로 확인하였다. 이를 근거로, 본 연구에서는 특성불안에 따른 분노-특정적 자율신경계 반응 특성을 확인하였다. 이를 위하여 분노유발을 위한 동영상 자극을 제시하는 동안 심전도, 호흡, 피부전기반응 그리고 피부온도를 측정하여 자율신경계 반응 특성을 관찰하였다.
가설 설정
- 이를 위하여 분노유발을 위한 동영상 자극을 제시하는 동안 심전도, 호흡, 피부전기반응 그리고 피부온도를 측정하여 자율신경계 반응 특성을 관찰하였다. 특성불안이 높은 이들에서는 특성불안이 낮은 이들에 비해 분노가 유발될 때 교감신경계의 활성을 반영하는 지표들의 값은 증가하고, 부교감신경계의 활성을 반영하는 지표의 값은 감소할 것으로 가설을 설정하였다.
제안 방법
- 기저선을 측정하는 동안에는 모니터 화면에 흰색 바탕에 검은색 ‘+’ 자극을 제시하였다.
- 분노자극에서 분노를 경험하지 않은 3명과 중립자극에서 정서적 중립을 경험하지 않은 1명의 실험 참가자를 제외한 56명(불안집단 29명, 통제집단 27명)의 데이터를 분석에 사용하였다. 또한 분노조건과 중립조건에서 각각 안정상태와 정서상태에 대한 생리 반응 지표들을 산출하였고, 이들 정서상태의 측정 지표들의 값에서 안정상태의 값을 감산하여 그 차이값을 분석에 사용하였다. 자율신경계 반응 지표들이 집단과 정서에 따라 차이가 있는지 여부를 검증하기 위하여 반복측정 이원변량분석을 실시하였다.
- 휴식을 취한 후, 다음 정서자극을 제시하여 자극의 이월 효과를 최소화하였다. 또한 순서 효과를 배제하기 위하여 실험참가자별로 자극 제시순서를 역균형화하였다.
- 안정상태 분석구간은 각 정서자극이 제시되기 전기저선 30초를 사용하였고, 정서상태 분석구간은 정서자극이 끝나기 전 30초를 사용하였다. 분석에 사용한 지표로는 심전도에서 심박률(heart rate, HR), NN 간격의 표준편차(standard deviation of NN interval, SDNN), 심박주기 제곱의 평균제곱근(root mean square of successive difference, RMSSD), 심박변이도의 저주파성분(low frequency, LF), 심박변이도의 고주파성분(high frequency, HF), 그리고 저주파성분과 고주파성분의 비율(LF/HF ratio), 호흡에서 호흡주기(respiration rate, RR)를, 피부전기활동에서 피부전도수준(skin conductance level, SCL)을, 피부온도에서 최대피부온도(maximum skin temperature, maxSKT)를 산출하였다.
- 자율신경계 반응 지표들이 집단과 정서에 따라 차이가 있는지 여부를 검증하기 위하여 반복측정 이원변량분석을 실시하였다. 상호작용효과가 유의한 경우에는 자극의 종류별로 단순주효과분석을 실시하였다.
- 그 동안 실험자는 실험 참가자에게 실험 절차에 대한 설명을 하고 생리 신호 측정을 위하여 실험 참가자의 신체에 전극을 부착하였다. 시각자극은 실험 참가자로부터 1m 앞에 놓인 LCD 모니터로 제시하였으며, 청각자극은 실험 참가자로부터 2m 앞 좌우에 놓인 스피커(BR 1800, Britz, USA)를 통해 제시하였다. 실험은 60초 동안 생리 반응의 기저선(baseline)을 측정한 후, 하나의 정서자극을 제시하고 그 동안의 생리 반응을 측정하였다.
- 5m 크기의 외부로부터의 잡음(artifact)이 차폐가 되는 실험실에서 이루어졌다.실험 참가자가 실험실에 입실하면, 충분한 안정기를 가지면서 실험실 환경에 적응하였다. 그 동안 실험자는 실험 참가자에게 실험 절차에 대한 설명을 하고 생리 신호 측정을 위하여 실험 참가자의 신체에 전극을 부착하였다.
- 실험 참가자를 모집하기 위하여 대전 소재 대학교에 재학 중인 대학생을 대상으로 한국판 상태-특성불안검사(State-Trait Anxiety Inventory; Han et al., 1993)의 특성불안 질문지를 실시하였다(80점 만점). 한국판 상태-특성불안검사는 Spielberger 등(1970)은 개발한 상태-특성불안검사를 Han 등(1993)이 한국판으로 표준화한 것이다.
- 시각자극은 실험 참가자로부터 1m 앞에 놓인 LCD 모니터로 제시하였으며, 청각자극은 실험 참가자로부터 2m 앞 좌우에 놓인 스피커(BR 1800, Britz, USA)를 통해 제시하였다. 실험은 60초 동안 생리 반응의 기저선(baseline)을 측정한 후, 하나의 정서자극을 제시하고 그 동안의 생리 반응을 측정하였다. 기저선을 측정하는 동안에는 모니터 화면에 흰색 바탕에 검은색 ‘+’ 자극을 제시하였다.
- 수집한 생리 신호는 심전도(electrocardiogram, ECG), 호흡(respiration), 피부전기활동(electrodermal activity, EDA), 그리고 피부 온도(skin temperature, SKT)이었다. 심전도를 측정하기 위하여 양측 손목과 왼쪽 발목에 전극을, 피부전기활동 측정을 위하여 왼손 중지와 검지의 가운데 마디에 전극을 부착하였고, 피부온도 측정을 위하여 왼손 네 번째 손가락의 끝마디에 센서를 부착하였다. 호흡 센서는 밴드형 센서로 흉곽에 부착하여, 호흡에 따른 부피변화를 측정하였다.
- 안정상태 분석구간은 각 정서자극이 제시되기 전기저선 30초를 사용하였고, 정서상태 분석구간은 정서자극이 끝나기 전 30초를 사용하였다. 분석에 사용한 지표로는 심전도에서 심박률(heart rate, HR), NN 간격의 표준편차(standard deviation of NN interval, SDNN), 심박주기 제곱의 평균제곱근(root mean square of successive difference, RMSSD), 심박변이도의 저주파성분(low frequency, LF), 심박변이도의 고주파성분(high frequency, HF), 그리고 저주파성분과 고주파성분의 비율(LF/HF ratio), 호흡에서 호흡주기(respiration rate, RR)를, 피부전기활동에서 피부전도수준(skin conductance level, SCL)을, 피부온도에서 최대피부온도(maximum skin temperature, maxSKT)를 산출하였다.
- 이를 근거로, 본 연구에서는 특성불안에 따른 분노-특정적 자율신경계 반응 특성을 확인하였다. 이를 위하여 분노유발을 위한 동영상 자극을 제시하는 동안 심전도, 호흡, 피부전기반응 그리고 피부온도를 측정하여 자율신경계 반응 특성을 관찰하였다. 특성불안이 높은 이들에서는 특성불안이 낮은 이들에 비해 분노가 유발될 때 교감신경계의 활성을 반영하는 지표들의 값은 증가하고, 부교감신경계의 활성을 반영하는 지표의 값은 감소할 것으로 가설을 설정하였다.
- 또한 분노조건과 중립조건에서 각각 안정상태와 정서상태에 대한 생리 반응 지표들을 산출하였고, 이들 정서상태의 측정 지표들의 값에서 안정상태의 값을 감산하여 그 차이값을 분석에 사용하였다. 자율신경계 반응 지표들이 집단과 정서에 따라 차이가 있는지 여부를 검증하기 위하여 반복측정 이원변량분석을 실시하였다. 상호작용효과가 유의한 경우에는 자극의 종류별로 단순주효과분석을 실시하였다.
- 자극 제시가 끝나면, 실험참여자는 그 자극에 대한 정서 평가를 수행하였다. 정서자극을 시청하였을 때 어떤 정서를 느꼈는지, 그 강도는 어느 정도이었는지(7점 척도)를 질문하여 평가하게 하였다. 정서 평가를 수행한 후에 실험 참가자들이 그들의 정서 상태 및 자율신경계 반응이 기저선 수준으로 회복되도록 약 5분의 휴식시간을 갖게 하였다.
- 분노자극은 시청각이 조합되어 있는 동영상으로, 한 남성이 버스기사를 폭행하는 모습이 촬영된 CCTV 영상의 일부(90초)였다. 중립자극은 12장의 의자 사진을 각 5초씩 60초 간 제시하여 정서적으로 중립을 유지하도록 조작된 것이었다. 보고된 분노자극의 적합성은 97%이었고, 그 효과는 7점 만점에서 평균 6.
- 심전도를 측정하기 위하여 양측 손목과 왼쪽 발목에 전극을, 피부전기활동 측정을 위하여 왼손 중지와 검지의 가운데 마디에 전극을 부착하였고, 피부온도 측정을 위하여 왼손 네 번째 손가락의 끝마디에 센서를 부착하였다. 호흡 센서는 밴드형 센서로 흉곽에 부착하여, 호흡에 따른 부피변화를 측정하였다. 표본율(sampling rate)은 250samples/sec이었고, 각 신호의 증폭기를 통해 신호를 증폭한 후, MP150 A/D 변환기(Biopac Inc.
- 정서 평가를 수행한 후에 실험 참가자들이 그들의 정서 상태 및 자율신경계 반응이 기저선 수준으로 회복되도록 약 5분의 휴식시간을 갖게 하였다. 휴식을 취한 후, 다음 정서자극을 제시하여 자극의 이월 효과를 최소화하였다. 또한 순서 효과를 배제하기 위하여 실험참가자별로 자극 제시순서를 역균형화하였다.
대상 데이터
- , 2003; Richards & Casey, 1991). 본 연구에서 사용된 분노자극은 기존의 동영상 자극에서 사용하는 영화 혹은 드라마의 일부가 아닌 실제 폭행 장면이 촬영된 CCTV이었다. 이 때문에 실험참가자들은 보다 높은 몰입감으로 인해 분노자극에 많은 주의가 기울여져 HR이 감소했을 가능성이 있다.
- 특성불안 점수는 54-58점이 ‘약간 높은 불안’, 59-63점이 ‘상당히 높은 불안’, 64-80점이 ‘매우 높은 불안’을 의미한다(Kim, 1978). 본 연구에서는 응답을 완료한 질문지의 특성불안 점수를 분석하여 54점 이상이었던 30명과 54점미만인 30명(남자 33명, 여자 27명, 연령 범위: 만 19~25세)을 실험 참가자로 최종 선정하였다. 특성불안 점수가 54점 이상인 자들은 불안집단, 54점 미만인 자들은 통제집단으로 분류하였다.
- 분노자극에서 분노를 경험하지 않은 3명과 중립자극에서 정서적 중립을 경험하지 않은 1명의 실험 참가자를 제외한 56명(불안집단 29명, 통제집단 27명)의 데이터를 분석에 사용하였다. 또한 분노조건과 중립조건에서 각각 안정상태와 정서상태에 대한 생리 반응 지표들을 산출하였고, 이들 정서상태의 측정 지표들의 값에서 안정상태의 값을 감산하여 그 차이값을 분석에 사용하였다.
- , USA)를 사용하였다. 수집한 생리 신호는 심전도(electrocardiogram, ECG), 호흡(respiration), 피부전기활동(electrodermal activity, EDA), 그리고 피부 온도(skin temperature, SKT)이었다. 심전도를 측정하기 위하여 양측 손목과 왼쪽 발목에 전극을, 피부전기활동 측정을 위하여 왼손 중지와 검지의 가운데 마디에 전극을 부착하였고, 피부온도 측정을 위하여 왼손 네 번째 손가락의 끝마디에 센서를 부착하였다.
- 실험은 가로 5m, 세로 2.5m 크기의 외부로부터의 잡음(artifact)이 차폐가 되는 실험실에서 이루어졌다.실험 참가자가 실험실에 입실하면, 충분한 안정기를 가지면서 실험실 환경에 적응하였다.
데이터처리
- 호흡 센서는 밴드형 센서로 흉곽에 부착하여, 호흡에 따른 부피변화를 측정하였다. 표본율(sampling rate)은 250samples/sec이었고, 각 신호의 증폭기를 통해 신호를 증폭한 후, MP150 A/D 변환기(Biopac Inc., USA)와 AcqKnowledge version 4.1 프로그램(Biopac Inc., USA)을 이용하여 컴퓨터에 저장하였다.
이론/모형
- 본 연구에서는 Park 등(2011)의 연구에서 타당도가 검증된 동영상 자극을 분노자극과 중립자극으로 사용하였다. 분노자극은 시청각이 조합되어 있는 동영상으로, 한 남성이 버스기사를 폭행하는 모습이 촬영된 CCTV 영상의 일부(90초)였다.
성능/효과
- HR에 대한 이원변량분석 결과, 집단의 주효과는 유의하지 않았다(F(1,54)=0.528, ⧍η2 =.010, n.s.).
- LF에 대한 이원변량분석 결과, 집단의 주효과는 유의미한 것으로 나타났고(F(1,54)=8.611, ⧍η2 =.138, p<.01), 정서자극의 주효과는 유의미하지 않은 것으로 나타났다(F(1,54)=2.035, ⧍η2 =.036, n.s.).
- RMSSD에 대한 이원변량분석 결과, 집단의 주효과는 유의하지 않은 것으로 나타났다(F(1,54)=0.021, ⧍η2 =0, n.s.).
- maxSKT에서 집단의 주효과는 유의미하지 않은 것으로 나타났으나(F(1,54)=3.310, ⧍η2 =.058, n.s.), 통제자극에 비해 분노자극에서 그 값이 유의하게 증가한 것으로 나타났다(F(1,54)=12.898, ⧍η2 =.193, p<.01).
- 단순주효과분석 결과, 분노자극에서는 불안집단이 통제집단에 비해 HF가 유의하게 감소하였다(F(1,54)=42.793, ⧍η2 =.442, p<.001).
- 단순주효과분석 결과, 분노자극에서는 통제집단이 불안집단과 비교하여 RR이 유의하게 감소한 것으로 나타났으나(F(1,54)=10.384, ⧍η2 =.161, p<.01), 중립자극에서는 집단 간 유의한 차이가 나타나지 않았다 (F(1,54)=0.105, ⧍η2 =.002, n.s.).
- 단순주효과분석 결과, 불안집단은 통제집단에 비해 분노자극에서 유의하게 증가한 것으로 나타났고(F(1,54)=44.347, ⧍η2 =.451, p<.001), 중립자극에서는 두 집단 간 차이가 유의미하지 않은 것으로 나타났다(F(1,54)=0.004, ⧍η2 =0, n.s.).
- 단순주효과분석 결과, 통제집단에 비해 불안집단에서는 분노자극의 LF가 유의하게 증가하였고(F(1,54)=42.793, ⧍η2 =0.442, p<.001), 중립자극에서는 차이가 없었다(F(1,54)=0.230, ⧍η2 =0.004, n.s.).
- 또한 집단과 정서자극의 상호작용효과가 유의미한 것으로 나타났다(F(1,54)=11.744, ⧍η2 =.179, p<.01).
- 반면에 정서자극의 주효과는 유의미한 것으로 나타났는데(F(1,54)=7.030, ⧍η2 =.115, p<.01), 분노자극이 중립자극에 비해 HR이 감소한 것으로 나타났다.
- , 1996). 본 연구에서는 불안집단이 분노조건에서 SDNN의 값이 유의미하게 증가하여, 부교감신경계가 활성화된 것을 확인할 수 있었다. LF, HF와 LF/HF ratio는 주파수 영역(frequency domain)에서 산출되는 지표이다.
- 사용된 분노/중립자극은 효과적으로 해당 정서를 잘 유발한 것으로 나타났다. 분노정서는 두 집단 모두 90% 이상 유발되었고, 경험한 분노의 강도는 7점 척도에서 5점 이상으로 나타났다. 중립자극 또한 불안집단에서는 100%, 통제집단에서는 96.
- 본 연구는 특성불안 수준에 따라 분노자극에 의해 유발된 자율신경계 반응의 차이를 확인하였다. 사용된 분노/중립자극은 효과적으로 해당 정서를 잘 유발한 것으로 나타났다. 분노정서는 두 집단 모두 90% 이상 유발되었고, 경험한 분노의 강도는 7점 척도에서 5점 이상으로 나타났다.
- 집단과 정서자극의 상호작용효과는 유의한 것으로 나타났다(F(1,54)=5.512, ⧍η2 =.093, p<.05).
- 특성불안에 따른 분노자극에 의해 유발된 자율신경계 반응의 차이를 확인한 결과, 집단과 정서자극간 상호작용효과가 있었던 자율신경계 반응 지표로는 SDNN, LF, HF, LF/HF ratio, RR이었다. LF, HF, LF/HF ratio와 RR에서는 집단 간 주효과가 유의미하였으며.
- 이를 통해, 분노자극에 의해 유발된 교감신경의 활성화를 조절하여 항상성을 유지하기 위하여, 빠르고 빈번하게 호흡을 하여 부교감신경의 활성화를 도운 것으로 볼 수 있다. 호흡 주기의 증가와 함께, 심혈관 지표 중 부교감신경의 활성 지표인 SDNN와 HF에서도 통제집단은 불안집단에 비해 그 값이 증가하였다. 이러한 변화는 부교감신경의 활성이 증가한 것을 의미하여 활성화된 부교감 신경이 HR에 영향을 주었을 가능성이 있음을 시사한다.
후속연구
- 추후 연구에서는 시간에 따른 자율신경계 반응의 변화를 특성불안 수준에 따라 관찰할 필요가 있다. 불안이 높은 자들은 정서 조절에 어려움을 보이는 것으로 보고되고 있는데, 이 때 특성불안 수준에 따라 분노가 유발이 된 후 중립상태로 회복이 되었을 때 자율신경계 반응에서 변화가 있는지를 관찰할 필요성이 있다.
- 또한 우울 등의 다른 정신장애 관련 성향을 통제하지 못하였다. 추후 연구에서는 이를 통제한 순수한 불안의 효과를 관찰하여야 한다.
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