운동 심상을 이용한 결과지식 지연간격에 따른 대뇌 감각운동영역의 활성화에 대한 탐색적 연구

권세창

doi:10.47684/jcd.2022.11.24.5.258

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자료유형: 학술저널

저자정보: 권세창 (KAIST)

저널정보: 한국코칭능력개발원 코칭능력개발지 코칭능력개발지 제24권 제5호 (통권 제85호)

발행연도: 2022.11

수록면: 258 - 267 (10page)

DOI: 10.47684/jcd.2022.11.24.5.258

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이 연구는 운동학습 과정에서 결과지식 지연간격과 결과지식 후 지연간격에 따라 상이하게 나타날 수 있는 신경생리학적 변화를 탐색적으로 알아보는 위함이다. 운동 심상을 활용하여 대뇌 감각운동영역에서 나타나는 EEG 뮤 리듬의 변화를 결과지식 지연간격(집단: KR0s, KR10s)과 결과지식 후 지연간격(조건: 0s, 3s, 10s)에 따라 실증적으로 규명하는 것이 본 연구의 주요 목적이다. 심상 능력 척도응답을 분석하여 본 연구에 적합하다고 판단되는 32명(21.28±1.27 years, Female=14)을 연구참여자로 선정하였으며, 무작위로 결과지식 지연간격에 따라 16명씩 두 집단(KR0s, KR10s)으로 나누었다. 실험과제는 6자리 숫자를 목표 반응시간에 맞춰 수행해야 하는 운동학습 과제인 key-pressing task를 사용하였다. 모든 연구참여자는 5번째 자리 숫자까지 실제 운동수행 없이 운동 심상을 통해 실험과제를 실시하도록 지시받았고, 정확한 결과지식 정보를 제공하기 위해 마지막 6번째 숫자는 목표 반응시간에 맞춰 응답 패드의 버튼을 누르도록 지시하였다. 뇌파는 11개 영역(F3, Fz, F4, C3, Cz, C4, P3, Pz, P4, O1, O2)에서 측정되었으며, 주요 관심 영역은 대뇌 감각운동영역인 C3, Cz, C4였고, EEG 뮤 리듬의 분석은 자극이 제시된 시점(6자리 숫자가 화면에 제시)으로부터 연구참여자가 3,000ms 동안 운동 심상을 통해 과제를 수행한 구간이었다. 즉, 전체 EEG 데이터에서 자극이 제시된 시점부터 운동 심상을 실시한 3,000ms의 뇌파(알파파)를 구분한 뒤, 평균화하여 분석에 사용하였다. 집단(KR0s, KR10s) 간의 결과지식 후 지연간격 조건(0s, 3s, 10s)에 대한 EEG 뮤 리듬의 차이를 확인하기 위해 2(집단)×3(조건) 반복측정 분산분석을 실시하였고, 집단 내에 결과지식 후 지연간격 조건 간의 EEG 뮤 리듬의 차이를 알아보기 위해 일원분산분석을 실시하였다. 그 결과, 결과지식 지연 집단 간에 주 효과(3s 조건: KR0s<KR10s, 10s 조건: KR10s<KR0s)가 나타났고, 집단×조건에 대한 상호작용 효과가 나타났다. 또한, KR0s 집단 내에서 결과지식 후 지연간격 조건 간에 통계적으로 유의미한 차이(0s<3s<10s)가 나타났고, KR10s 집단 내에서도 조건 간에 통계적으로 유의한 차이(0s,10s<3s)가 관찰되었다. 이러한 결과는 운동을 학습함에 있어 결과지식을 제공하는 시점 전·후의 지연 간격이 신경생리학적으로 긴밀한 상관관계를 형성하고 있으며, 운동수행과 관련이 있는 감각운동영역의 효율적인 활성화에 영향을 미칠 수 있음을 의미한다. 즉, 종료한 수행에 대한 오류를 처리할 시간이 상대적으로 짧더라도 제공받은 결과지식의 정보를 처리할 수 있는 시간이 적절하게 제공된다면 다음 운동수행에서 감각운동영역의 효율적인 활성화를 유도할 수 있을 것으로 기대된다. 더불어, 신경생리학적 연구에서 운동 심상이 운동학습관련 과제로써 활용될 수 있음을 EEG 뮤 리듬 측정을 통해 확인하였다.

The main purpose of this study was to investigate the neurophysiological changes in the cerebral sensorimotor areas according to the knowledge of result delay (group: 0s and 10s) and post knowledge of result delay (condotion: 0s, 3s and 10s) interval using motor imagery. Based on the results of MIQ, 32 people (21.28±1.27 years, Female=14) were selected as the study participants, and participants were randomly divided into two groups (KR0s and KR10s). For the EEG experiment, a key-pressing task (6-digit number) as the motor learning task was used. All study participants were instructed to perform the experimental task through motor imagery without actual motor performances until the 5th digit number, and to press the button of the response pad according to the target reaction time when the last 6th digit was presented. EEG was measured in 11 areas (F3, Fz, F4, C3, Cz, C4, P3, Pz, P4, O1, O2), and the main regions of interest were C3, Cz and C4 which are cerebral sensorimotor areas. To determine the difference in EEG mu rhythm for post KR delay (0s, 3s, 10s) between groups (KR0s, KR10s), 2 (group) × 3 (condition) ×4 (block) repeated measures ANOVA was performed, and , 3 (condition) × 4 (block) repeated measures ANOVA was performed to verify the difference in EEG mu rhythm between post KR delays conditions within each group. As a result, there was a main effect between the groups (3s condition: KR0s < KR10s, 10s condition: KR10s < KR0s), and an interaction effect for group × block and group × condition appeared. In addition, in the KR0s group, a main effect (0s < 3s < 10s) was shown between the post KR delay conditions, and an interaction effect on condition × block was also shown. Furthermore, a significant main effect (0s, 10s < 3s) was observed between conditions even within the KR10s group, and an interaction effect on condition × block was also observed. These results imply that there can be meaningful neurophysiological correlations between KR delay and post KR delay, and it can be related to the efficient activation of sensorimotor areas. In other words, it is expected that if the time to process the provided KR information is provided appropriately, efficient activation of the sensorimotor area can be induced in the next motor performance even if the time to process the error for the completed performance is relatively short.

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