세부특징부재 탐색과제에서 네-점 차폐와 역행패턴 차폐가 표적 변별에 미치는 영향

현주석 한국인지및생물심리학회 2010 한국심리학회지 인지 및 생물 Vol.22 No.4

When two stimuli are briefly displayed in sequence at a location in the visual field, backward masking, in which identification of the preceeding stimulus is hindered by a subsequent mask stimulus, is induced. This study aimed to test the object-substitution hypothesis (Enns & Di Lollo, 1997, 2000) recently proposed for the mechanism of backward masking by observing the effect of four-dot and pattern-backward masking on target identification in a feature-absent search. Experiment 1 and 2 combined feature-absent search in which a target without a Vernier offset is searched after and multiple-masking paradigms to prevent immediate attention to a salient mask, and thus minimized target recognition errors by spatially focused attention onto a subsequent pop-out mask. The drop of target identification accuracy by increasing number of displayed items (setsize effect) was more evident as a mask-offset delay increases under the four-dot masking and as a mask-onset delay decreases under the pattern-backward masking respectively. The results indicate that both visual masking may occur due to object-substitution during a perceptual processing stage rather than a post-perceptual attentive or than a sensory interaction stage. 시야의 한 위치에 연이어 순간적으로 제시된 두 자극이 있을 경우 후행 자극은 선행 자극의 변별을 어렵게 만드는 역행 차폐 현상을 초래한다. 본 연구는 최근 역행 차폐 현상을 설명하기 위한 새로운 모형으로 제시된 객체-대체 가설(object-substitution hypothesis)(Enns & Di Lollo, 1997, 2000)의 타당성을 조사하기위해, 네-점(four-dot) 및 역행패턴(pattern-backward) 차폐가 세부특징 부재(feature-absent) 탐색 과제의 표적 변별에 미치는 영향을 관찰하였다. 실험 1과 2에서는 버니어 상쇄(Vernier offset)가 부여되지 않은 표적을 탐색하는 과제와 다중 차폐(multiple masking) 패러다임을 사용하여 단일 차폐 자극으로의 공간적 주의 집중에 의한 표적 변별 오류의 발생 가능성을 최소화하였다. 그 결과, 네-점 차폐는 차폐소멸 지연시간이 늘어날수록 그리고 역행패턴 차폐는 차폐출현 지연시간이 줄어들수록 항목 개수의 증가에 따른 탐색 정확도의 감소 패턴이 더욱 두드러지게 나타났다. 이러한 결과는 두 차폐가, 초점 주의가 큰 영향을 미치는 지각 후(post-perceptual) 처리 단계나 감각적(sensory) 상호작용 단계보다는, 지각적(perceptual) 처리 단계에서 표적 변별을 방해함을 의미하며 따라서, 지각적 처리 단계의 객체-대체 현상에 의해 시각 차폐가 발생할 가능성을 시사한다.

시각적 탐색에서 표적에 의해 유발된 N2pc 성분의 특성 및 측정

현주석 한국인지및생물심리학회 2008 한국심리학회지 인지 및 생물 Vol.20 No.4

This review aims to specify problems and to explain the reason why they occur when measuring event-related potentials (ERPs)--N2pc(N2 post-contralateral) component often used in recent studies of visual attention. For these purposes, an overview of N2pc measurement technique to observe an attention shift in visual search was provided, and several solutions for the problems were discussed. Presence of N2pc component is determined according to a more negative-going potential in EEG amplitude measured from the electrodes that are contralateral to the target than those ipsilateral, elicited about 200ms after the search array onset. Generally, the amplitude difference between the contra- and ipsilateral electrodes becomes maximal when attention shifts to the target location, and the moment of this attention shift can be sought by systematic tests of the amplitude and latency of N2pc component. N2pc measurement requires high signal-to-noise ratio, and this can be accomplished by minimizing any noise occurring when EEGs are initially recorded online. Eye movements to a target position can exaggerate the N2pc contra-ipsi difference and thus trials with saccades toward the target position are typically rejected rather than corrected. To minimize lateralized readiness potentials (LRPs) possibly evoked by any lateralized search target, it is recommended to use only one hand for responses while switching the hand across blocks to counterbalance handedness. 본 논문은 최근 시각적 주의 연구에서 자주 사용되는 사건관련전위(Event-Related Potentials, ERPs)인 N2pc (N2 post-contralateral) 성분 측정 과정에서 반드시 고려되어야 할 유의점과 그 이유를 설명하였다. 이를 위해 시각 탐색 과제(visual search)를 사용한 주의 전환(attentional shift) 과정에 대한 연구에서 사용되는 N2pc 측정법을 개괄하고, 측정 과정에서 발생할 수 있는 문제점에 대한 해결책을 제안하였다. N2pc 성분의 유무는 외측 표적(lateralized target)을 포함한 시각 탐색 과제에서 탐색 자극 제시 후 약 200ms후에, 표적이 속한 시야의 대측(contralateral-to-target) 두피에 위치한 전극에서 측정된 전위가 동측 (ipsilateral-to-target)에 비해 음극화되는 정도에 근거한다. 일반적으로 표적으로 주의가 전환되는 시점에 대측과 동측의 전위 차이는 가장 현저해지며, 이는 N2pc의 진폭 측정뿐 아니라 발현 시점에 대한 체계적인 조사를 필요로 한다. 비교적 진폭이 작고 발현시간이 짧은 N2pc의 특성상 주의 전환 시점의 정확한 측정을 위해서는 높은 수준의 신호-대-잡음 비율(signal-to-noise ratio)이 필요한데, 이는 충분한 반복 시행의 확보와 측정 당시의 여러 잡음을 최소화시킴으로써 달성될 수 있다. 표적 방향으로의 안구 운동은 N2pc 파형에 큰 영향을 미칠 수 있는데 안구 운동 시행은 교정 보다는 제거를, 그리고 외측화된 표적으로 인한 외측 대기 전위(lateralized readiness potentials, LRPs)의 영향을 최소화하기 위해서는 한손만을 사용하되 반응에 사용되는 양손을 구획별로 바꿔주는 역균형화가 권장된다.

시각작업기억 연구를 위한 변화탐지 과제의 방법론적 제약 및 이론적 시사점에 대한 고찰

현주석 한국인지및생물심리학회 2017 한국심리학회지 인지 및 생물 Vol.29 No.3

변화탐지 과제는 시각작업기억의 정보처리 특성을 이해하기 위한 과제로 널리 사용되어 왔다. 그러나 과거 분명치 않았던 변화탐지 과제의 여러 방법론적 제약들에 대한 재고의 필요성이 최근에 이르러 제기된 바 있다. 본 개관 논문에서는 이러한 변화탐지 과제의 방법론적 심층 논리를 소개하고 최근 지적된 과제 활용에 있어서의 제약들에 대한 이해를 시도하였다. 또한 이러한 제약 아래 방법론적 개선이 요구되는 변화탐지 과제의 주요 사안들을 구체적으로 논의하고 이에 비추어 관찰된 실험 결과에 대한 보수적인 해석이 필요함을 강조하였다. Change detection tasks have been widely used for understanding the information processing properties of visual working memory. Nevertheless, there has been a recent concern against the use of change detection task due to its several methodological limitations that had been unnoticed in the past. The present review introduced the methodological backbone of change detection task, aiming toward an understanding of recent challenges against its use. The study further discussed several major aspects of change detection task in detail that would demand methodological improvement, and accordingly emphasized the necessity of conservative interpretations on the observed experimental results.

기억 표상과 지각적 입력 간 비교 과정을 통해 본 시각작업기억 표상의 특성

현주석 한국인지및생물심리학회 2009 한국심리학회지 인지 및 생물 Vol.21 No.4

To examine properties of visual working memory (VWM) representations, event-related potentials were measured during the comparison process between memory and perception in a change-detection task. Subjects were asked to detect an orientation change upon a memory display onset after remembering a few orientation bars, and the memory set size was varied from 1 to 6. Onset latencies of attention shift triggered by a memory-perception difference were measured by N2pc component onset time, and the latencies were constant regardless of the number of items in the display. The results indicate that the comparison between VWM representations and perceptual inputs occurs very rapidly and is accomplished immediately upon a test display onset, and further that the representations in VWM are stored into 3-4 fixed-resolution slots. 시각 작업 기억에 저장되는 정보의 표상 특성을 조사하기 위해, 변화 탐지 과제에서 기억 항목과 검사 항목이 비교되는 과정을 사건 관련 전위 측정법을 통해 관찰하였다. 피험자는 기억 항목으로 제시된 막대들의 방위 변화를 검사 항목과의 비교를 통해 탐지하도록 요구되었으며, 각 변화 탐지 시행 내에서 기억해야 할 항목의 개수는 1~6개로 변화되었다. 기억과 검사 항목 간 차이에 의해 촉발되는 주의 전환 시점을 N2pc 성분의 발현 시간을 통해 추정한 결과, 항목 개수 증가에 관계없이 주의 전환 시점은 일정하였다. 이는 기억과 검사 항목 간 비교 처리 과정이 매우 신속하며 즉각적으로 수행됨을 의미하며, 기억에 저장된 정보의 표상이 3~4개의 독립된 고정해상도 슬롯들에 저장됨을 시사한다.

시각작업기억과 지각입력 간 비교 처리 과정에서의 선별적 변화 탐지의 특성

현주석 한국인지및생물심리학회 2009 한국심리학회지 인지 및 생물 Vol.21 No.3

Comparison between visual working memory (VWM) representation and incoming perception has been reported to be rapid and immediate (Hyun, Woodman, Vogel, Niese, & Luck, 2003). The present study further tested if a visual change in an ignored or in other words, a task‐irrelevant feature dimension would be detected while a relevant feature dimension is paid attention for change‐detection. Electrophysiological index of change‐induced shift of attention (e.g., N2pc) indicated that the irrelevant change does not appear triggering the shift of attention to a location of the change. When increased the number of changes however, subjects were more distracted than when there was only a single change. The results indicate that comparison between solid VWM representation and incoming perception occurs in an automatic fashion but can operate selectively in a controlled manner if necessary. 시각작업기억과 유입되는 지각정보와의 비교 처리는 매우 신속하고 즉각적임이 알려져 있다(Hyun, Woodman, Vogel, Niese, & Luck, 2003). 본 연구는 피험자에게 개체들의 특정 세부특징 차원에서 발생하는 변화를 탐지하도록 하고, 다른 무시된(ignored) 즉, 과제 무관련 세부특징 차원에서 변화를 유발시켜 무관련 변화가 탐지될 수 있는가를 검사하였다. 무관련 세부특징 탐지 여부를 알아보기 위해 표적 탐지에 따른 주의 전환과 동시에 나타나는 사건관련전위인 N2pc(N2 post contralateral component)를 측정하였다. 그 결과 무관련 차원에서의 변화는 변화가 탐지된 위치로 주의 전환을 유발시키지 않는 것으로 나타났다. 그러나 무관련 차원에서 발생하는 변화의 개수를 한 개에서 네 개로 증가시켰을 경우 피험자는 변화가 한 개였던 경우에 비해 무관련 차원의 변화들에 의해 과제수행에 좀 더 방해를 받은 것으로 나타났다. 이 결과는 시각작업기억 표상과 유입되는 지각적 표상간의 비교는 매우 신속하고 무한용량 처리 과정인 동시에 필요한 경우, 통제적 처리 기제에 의해 선별적으로 수행될 수 있음을 의미한다.

차폐 자극이 시각 작업 기억 비교 과정에 미치는 영향

현주석 한국인지및생물심리학회 2008 한국심리학회지 인지 및 생물 Vol.20 No.3

Change-detection necessitates comparison of visual working memory (VWM) representations with perceptual inputs (Hyun, 2006). The current study tests masking interference with consolidation of test items being compared with sample items in memory. Subjects performed a change-detection task where they were asked for reporting a color change between two sets of colored boxes. In masking trials, complex pattern masks were presented at each item position 17ms after the test display disappeared. Change-detection performance was worse in masking trials than no-masking trials, and Event-related potentials (N2pc) was virtually absent when masks were present. The interference effect observed both behaviorally and electrophysiologically supports for the presence of a comparison process between memory and perceptual inputs. 변화 탐지 과제(change-detection task)에서 시각 작업 기억에 저장된 정보는 감각 기관을 통해 유입되는 정보와 비교(comparison)되는 과정을 필요로 한다(Hyun 2006). 본 연구에서는 검사 항목이 제시된 직 후 차폐 자극을 제시하여 차폐에 의한 변화 탐지 정확도의 변화와 검사 항목에 의해 유발된 사건 관련 전위의 변화를 조사하였다. 피험자는 색상을 서로 달리하는 네 개의 정사각형과 뒤이어 제시된 또 다른 네 개의 정사각형간 색상 변화의 유무를 보고하는 변화 탐지 과제를 수행하였다. 검사 자극이 사라진 후 약 17ms 후 색상 차폐 자극이 각 사각형의 위치에 제시되었다. 변화 탐지 정확도는 차폐 자극이 제시된 조건에서 저하되었으며, 검사 자극에 의해 유발된 사건 관련 전위(N2pc) 또한 그 발현 정도가 현저히 저하되었다. 이는 검사 자극에 뒤이어 제시된 패턴 차폐 자극이 작업 기억에 저장된 정보를 감각 표상과 비교하는 과정을 방해함을 의미한다.

행동적 연구 사례에 근거한 시각작업기억의 이해

현주석 한국인지및생물심리학회 2011 한국심리학회지 인지 및 생물 Vol.23 No.1

Visual Working Memory (VWM) has been known to short-term retain 3-4 item-worth object information for around 10 seconds, and is considered important for understanding higher cognitive functions in human. The present study reviews conceptual definitions of VWM and its major properties, and introduces behavioral testing paradigms in recent VWM studies. The study also overviews topics requiring further experimental testing by VWM researchers as well as introducing the controversial debates on the model of VWM represenation. 시각작업기억은 3-4개 항목 정도의 객체근원적 정보를 10여초 내외동안 단지 파지하는 기억저장소로 알려져 있으며 인간의 고등인지기능을 이해하는데 있어서 중요한 정보처리체계로 간주되고 있다. 본 개관 논문은 시각작업기억의 개념적 정의 및 주요 특성을 정리하고, 경험적 검증 과정에 대한 정확한 이해를 돕기 위해 최근 시각작업기억 연구 사례에서 사용된 행동적 실험법을 상세히 소개하였다. 또한 최근 논란의 중심에 서 있는 시각작업기억 표상 논쟁을 개괄하고, 기억 연구자들의 추가적인 검증을 요구하는 주제들을 간략히 조망하였다.

Dissociating models of visual working memory by reaction-time distribution analysis

현주석 ELSEVIER 2017 ACTA PSYCHOLOGICA Vol.173 No.-

선분 운동 착시를 통해 본 주의 효과의 공간적 패턴

현주석(Joo-seok Hyun),정상철(Sang Chul Chong),정찬섭(Chan Sup Chung) 한국인지과학회 1998 인지과학 Vol.9 No.4

주의 효과의 공간적 패턴이 점진적 감소 모형이 규정하는 것과 같은지를 알아보기 위하여 주의 유도점과 선분간 거리의 함수로써 선분 운동 착시가 어떻게 달라지는가를 조사하였다. 주의는 십자형 자극을 회전시킴으로써 유도되었다. 두 개의 선분이 주의 유도점으로부터 서로 다른 거리에 동시에 제시되었을 때에는 주의 유도점과 가까운 선분의 운동 착시가 더 현저한 것으로 보고됨으로써 점진적 감소 모형이 지지되었다. 주의가 공간적으로 떨어진 두 점에 유도되었을 때는 이심률에 따라 두 점 사이에 제시된 선분의 운동 착시 방향이 달리 지각되었다. 두 점의 이심률이 4.5도 이내 일 때는 그 두 점 사이에 제시된 선분이 주의가 유도된 쪽으로 부터 반대편으로 운동하는 것으로 지각되었다. 반면에 4.5˚ 이상일 때는 주의가 유도된 쪽을 향해 선분이 운동하는 것으로 지각됨으로써 주의 효과의 공간적 패턴이 중심-흥분 주변부-억제적 구조일 가능성을 시사하였다. In order to test whether the spatial profile of visual attention is consistent with the predictions of the gradient model. change in the magnitude of line-motion illusion was investigated as a function of the distance between a locus of attention and a taget line. Attention was induced by rotating a cross-shaped stimulus. When two lines located at different distances from the locus of attention were presented at the same time. the line-motion illusion of the nearer one was reported more vivid. which is an evidence supporting the gradient model. When attention was simultaneously induced to two spatially separated spots, the direction of line-motion illusion appeared to change depending on the eccentricity of the spots. While their eccentricity fell within 4.5˚ v.a., a line presented inbetween them was perceived as moving from the attention-induced side. However, it was perceived as moving towards the attention-induced side when the eccentricity fell beyond 4.5˚ , suggesting that the spatial profile of visual attention may have an excitatory-center and inhibitory-surround structure.

시각작업기억 표상에 대한 고정해상도 슬롯 모형과 탄력적 자원 모형 사이의 쟁점에 대한 개관

현주석(Joo-Seok Hyun) 한국인지과학회 2015 인지과학 Vol.26 No.4

본 연구는 시각작업기억의 표상 특성에 대해 상반되는 주장을 펼치고 있는 고정해상도 슬롯 모형과 탄력적 자원 모형을 개관하고, 두 모형 간 상충을 해소하기 위한 노력이 필요함을 강조하였다. 이를 위해 고정해상도 슬롯과 탄력적 자원모형을 태동시킨 객체 및 병렬 저장 가설을 살펴보고 두 모형의 상반되는 주장에 대한 이론적 근거를 소개하였다. 다음으로 두 모형을 지지한 구체적인 연구사례를 통해 경험적 지지 증거의 객관성을 평가하고 관련 신경생리학적 모형에 대한 이해를 시도하였다. 마지막으로 두 모형 간의 상충을 해소하기 위한 이론적 그리고 방법론적 재고와 이를 달성하기 위한 수렴적 증거 확보의 필요성을 강조하였다. The presnt study reviewed two contrasting models, fixed-resolution slot versus flexible-resource hypotheses, for the representational characteristics of visual working memory (VWM), and emphasized the necessary efforts for resolving their conflicting arguments. To accomplish this goal, the review explored the background hypotheses of the object-based versus parallel independent storage models, and introduced theoretical bases for their contrasting claims. The review then evaluated validity of empirical evidence provided in the studies to support each model, and attempted an understanding of their neurophysiological background. The study further emphasized the necessity of theoretical and methodological reconsiderations to resolve their conflict as well as the necessity of obtaining converging pieces of evidence to accomplish the resolution.