운동학습에서의 파지와 기억의 공고화에 관한 연구 = Memory consolidation and retention in motor learning

국문 초록 (Abstract)

본 연구의 목적은 운동학습의 기술 연습 중 학습수준(연습량)에 따른 수행의 변화를 통해 학습과 파지과정에 미치는 영향을 알아봄으로써 파지와 기억의 공고화의 개념을 명확히 하고 그 매커니즘을 규명하여 절차적 기억의 공고화와 파지의 연구에 필요한 자료를 제공하는데 있다.
연구 방법은 경기도 수원에 소재한 S대학교에 재학 중인 만 19세부터 35세(평균 24.92±4.55세)의 총100명을 10개 집단으로 무선배정(random assignment)하여 Karni 등(1995)이 개발하여 사용된 FTSL(finger tapping sequence learning) 과제를 이용하였다. 이를 Superlab Pro 소프트웨어(Cedrus Co., U. S. A.) 프로그램과 MS Excel 프로그램을 이용해 각 block의 평균 반응시간 및 소요시간을 측정하였다. 각 집단의 FTSL 과제수행 중에 연습단계에서는 각 집단의 첫 block의 측정값, 마지막 block의 측정값을 이용하였으며 파지단계에서는 2일차 파지 검사 측정값 그리고 5일차 파지 검사 측정값을 분석에 이용하였다. 학습수준(연습량)에 따른 연습단계에서의 수행 변화는 각 집단이 수행한 첫 block의 평균반응시간에서 마지막 block의 평균반응시간을 빼서 산출하였다. 단 1block으로 이루어진 집단은 실행한 block의 반을 나누어 전, 후로 구분하여 계산하였다. 공고화와 파지의 효과는 연습단계 마지막 block의 평균반응시간에서 2일차 파지검사에서 측정한 평균반응시간의 차이와 2일차 파지검사의 측정치에서 5일차 파지검사 측정치의 차이 값을 이용하여 분석 하였다. 이렇게 산출된 값을 PASW Statistics 18.0을 이용하여 학습초기의 수행 값을 공변량(Covariate)으로 통제하여 학습량, 공고화와 파지에 대한 학습 수준(연습량)의 효과를 일원공변량분석(One-way ANCOVA)을 이용하여 분석하였다. 각 집단 간의 차이는 주효과에 의한 검정 중에서 Bonferroni를 이용하였으며, 통계적 유의수준은 .05로 설정하였다. 또한, 본 연구의 결과이외에 외국학술지에 개제된 문헌을 고찰하여 파지와 기억의 공고화의 개념과 매커니즘을 규명하였다. 이를 분석하여 얻은 결과는 다음과 같다.

1. FTSL과제를 이용한 운동기술 학습에서 학습수준(연습량)이 증가함에 따라 연습과정에서 수행이 향상되었다. 특히 연습량이 많았던 10block(보정된 M=106.98), 9block(M=98.17), 8block(M=91.38) 집단이 1block(M=39.19)과 2block(M=40.38) 집단 보다 수행이 통계적으로 유의하게 향상되었다(p<.05). 또한 10block(M=106.98)과 9block(M=98.17) 집단이 3block(M=54.69) 집단에 비해서 통계적으로 유의한 향상이 나타났다(p<.05).
2. 파지과정에서 학습수준(연습량)에 따른 수행의 변화를 살펴보면, 우선 2일차 파지검사에서는 1block(보정된 M=40.75), 2block(M=32.02), 3block(M=28.00) 집단이 다른 집단들에 비해 통계적으로 유의하게 높게 향상되었다(p<.05). 5일차에서는 모든 집단들에서 수행의 향상이 나타났으나 집단 간에 유의한 차이가 발견되지 않았다. 모든 집단들이 2일차와 5일차의 파지검사에서 기억의 공고화를 의미하는 off-line 향상이 나타났다. 2일차에서는 학습수준(연습량)이 적은 집단들에서 기억의 공고화가 크게 나타났으나 5일차 파지검사에서는 학습수준(연습량)의 증가에 따라 집단들 간의 수행의 변화정도가 정비례하거나 반비례하는 일정한 변화의 패턴이 발견되지 않았다.
3. 학습수준(연습량)은 기억의 공고화에 영향을 미치는 중요한 변인중의 하나이다. 또한 시간의 경과, 수면, 과제의 특성, 학습자의 자각과 간섭 등의 다양한 변인들이 기억의 공고화에 영향을 미친다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Performance changes during the practice have long been an indicator of motor learning, and various factors and mechanisms influencing such changes has been thoroughly investigated. Among such mechanisms, long-term retention and motor memory consolidation could be the most influential post-practice performance altering mechanisms. Although the effects of these mechanisms are well-documented, studies reporting the time scales of these two are rather sparse. In this study, we have attempted to segregate the retention and the consolidation by altering the amount of practice. Therefore, the purpose of this study was to identify the temporal characteristics of retention and consolidation during motor skill learning. Ten groups of subjects practiced varying amount(1 to 10 blocks) of finger tapping sequence tasks and the mean response time to complete a sequence was compared. Changes of performance during the first day acquisition period, following 12 hour retention with overnight sleep, and, finally, 4 day retention were analyzed. After the skill acquisition period, performance increased as the amount of practice increased. Especially for the groups who had greater amount of practice(8, 9, and 10 block practice groups) showed significant improvement when compared to the 1, 2, 3 block practice groups. After the 12-hour retention with sleep, performance level of all groups improved when compared to the performance at the end of the acquisition period. Further, the amount of performance improvement from the end of acquisition period was significantly greater for the 1, 2, 3 block practice groups. While such off-line performance improvement was also observed during the 4-day retention tests, there was no significant group difference. The key finding of this study was the significantly higher amount of off-line improvement observed from the participants with less amount of practice, and this suggests that the motor memory consolidation may takes place (and prefers) when the acquired skill is not yet firmly nestled in the CNS.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구의 필요성 1
• 2. 연구 목적 5
• 3. 연구 문제 6
• 4. 연구의 제한점 7
• 5. 용어의 정의 8
• Ⅱ. 이론적 배경 11
• 1. 운동학습이란 11
• 2. 운동학습과 기억 29
• 3. 운도학습과 파지 41
• 4. 운동학습에서의 기억의 공고화 48
• Ⅲ. 연구방법 55
• 1. 연구대상 55
• 2. 실험과제 및 도구 55
• 3. 실험절차 58
• 4. 자료분석 60
• Ⅳ. 연구결과 61
• 1. 학습수준에 따른 연습과정에서의 수행 변화 61
• 2. 학습수준에 따른 파지과정에서의 수행 변화 64
• 3. 학습수준에 따른 각 집단별 수행 변화 70
• Ⅴ. 논의 77
• 1. 학습수준에 따른 연습과정에서의 수행 변화 77
• 2. 학습수준에 따른 파지과정에서의 수행 변화 80
• 3. 운동기술 연습에서의 파지와 기억의 공고화 84
• Ⅵ. 결론 및 제언 95
• 참고문헌 97
• Abstract 112