공백도약과제에서 시간적 예상이 반응시간에 미치는 효과

Abstract

시각자극탐지과제에서 시각자극을 향해 도약안구운동 (saccadic eye movement)이 발생할 때, 응시자극 (fixation stimulus)의 종료와 시각자극의 개시 사이에 두 자극이 모두 제시되지 않는 공백 (gap)이 있으면 응시자극이 종료됨과 동시에 시각자극이 나타났을 때보다 반응 시간이 단축된다. 이를 공백효과 (gap effect)라 한다. 공백효과가 나타나게 되는 원인에 대해서는 확실하게 알려진 바가 없다. 본 논문은 공백기간을 달리하였을 때 공백효과가 공백기간에 의해 조절되는 것을 확인하였으며, 이를 통해서 공백효과의 기원을 지연된 시간으로 인한 시간적 예상에 기반하여 설명하고자 한다. 첫 번째 실험은 공백효과를 확인하는 실험으로, 공백기간을 달리하고 응시자극의 기간을 일정하게 하여 도약반응시간 (saccadic reaction time, SRT)을 측정하였다. 두 번째 실험은 첫 번째 실험과 반대로 응시기간 (fixation duration)을 달리하고 공백은 넣지 않았다. 이렇게 함으로써 응시기간이 도약반응시간을 조절하는지를 확인할 수 있다. 세 번째 실험은 응시기간과 공백기간을 모두 조작하여 도약반응시간을 측정하였다. 첫 번째 실험을 통해서 공백효과를 확인하였고, 두 번째 실험을 통해서 응시기간이 길어짐에 따라 도약반응시간이 짧아지는 응시효과 (fixation effect)를 보았다. 앞의 두 조건의 결과를 비교하였더니 공백효과와 응시효과가 유사한 패턴을 보였다. 세 번째 실험을 통해서 응시기간으로 인한 시간적 예상이 공백이 시작되면서 초기화되는 현상을 관찰하였다. 또한 시간적 예상효과를 위험율의 관점에서 보았으며 위험율이 반응시간과 얼마나 유사한지를 분석하였다. 그 결과 위험율은 시간적 예상에 대한 개념적 이해를 도와주는 방법으로 적합하지만 구체적인 모델로 실험에 적용될 수는 없음을 보았다. 결론적으로 본 연구에서는 공백효과의 주된 감소 요인을 경고신호 (warning signal) 에 의한 시간적 예상에서 찾을 수 있음을 보였다. 이에 더해 공백효과에 대한 기존의 연구와 비교를 통해 공백효과를 설명하기 위해서는 주의로 인한 경고신호의 인지와 이로 인한 시간적 예상효과가 고려되어야 함을 제안한다.

When a temporal gap is introduced between the offset of fixation target and the onset of saccadic target in a visually-guided saccade task, saccadic reaction time (RT) is reduced, known as the gap effect. In the present study, I attempted to explain the origin of the effect based on temporal anticipation of upcoming target. In Experiments 1, I determined the effects of the gap duration while keeping the duration of fixation constant. In Experiment 2, I tested the effects of fixation duration while keeping the gap duration constant. The increase in the duration of both gap and fixation while keeping the other one constant similarly reduced RT, suggesting a common mechanism underlies both gap and fixation effects. In Experiment 3 in which both gap and fixation duration were varied, the gap effects were the same as Experiment 1, whereas the fixation effects were weakened compared to Experiment 2. These results suggest that both gap and fixation effects were mediated by hazard rate that reflects augmented temporal anticipation as fixation or gap duration increased, and that in the gap condition, the augmentation of anticipation due to fixation is partially reset by the start of gap period. As a consequence, the main source of the gap effect is the temporal anticipation by using foreperiod with dynamic warning signal. To explain the gap effect, perception of the warning signal and the effect of temporal anticipation should be considered.