초록

타 인종 얼굴은 자신과 동일한 인종 얼굴에 비해 인식능력이 떨어지는데, 이것을 인종 간 얼굴인식 효과라 한다. 인종 간 얼굴인식 효과는 각 인종 얼굴의 전체적 처리과정 중에서 발생하는 차이에서 비롯된다고 알려져 있고, 이러한 전체적 처리과정은 주로 낮은 공간주파수(Low Spatial Frequency: LSF) 정보를 사용하는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 이 사실들에 기반을 두어 공간주파수 정보가 인종 간 얼굴인식 효과에 미치는 영향을 지각적 수준에서 알아보았다. 실험 1에서는 인종 간 얼굴인식 효과가 자극의 입력 수준에서 일어나는지를 알아보기 위해 양안경합 패러다임을 사용하여 참가자와 동일한 인종 얼굴자극과 타 인종 얼굴자극의 지각시간을 비교하였다. 또한, 동일한 패러다임을 사용하여 낮은 공간주파수 정보만을 포함한 얼굴자극과 높은 공간주파수 정보(High Spatial Frequency: HSF)만을 포함한 얼굴자극의 지각시간을 비교하였다. 그 결과, 동일한 인종 얼굴자극 지각 시간이 타 인종 얼굴자극 지각 시간보다 길었으며, LSF 정보만을 포함한 얼굴자극이 HSF 정보만을 포함한 얼굴자극 보다 길게 지각되었다. 실험 2에서는 얼굴에 포함된 공간주파수 정보 간의 우세관계가 양안경합 상황에서 나타나는 인종 간 얼굴인식 효과에 미치는 영향을 알아보았다. 그 결과, 참가자와 동일한 인종의 얼굴자극이 LSF 정보를 포함하고 있을 때, 인종 간 얼굴인식 효과가 강하게 나타났으며, 반대로 동일한 인종의 얼굴자극이 HSF 정보만을 포함하고 있을 때는 인종 간 얼굴인식 효과가 나타나지 않았다. 본 연구의 결과들은 낮은 공간주파수 정보가 인종 간 얼굴인식 효과에 중요한 역할을 한다는 것을 시사한다.

Abstract

The own-race effect (ORE) is a phenomenon of which people are better at recognizing faces of their own race (SR) compared to those of other races (OR). According to Tanaka, Kiefer, & Bukach (2004), the ORE is caused by different levels of holistic process between SR and OR faces. On the other hand, the holistic process mainly relies on low spatial frequency (LSF) information (Derulle & Fagot, 2005; Flevaris, Robertson, & Bentin, 2008; Goffaux & Rossion, 2006; Harel & Bentin, 2009). Based on those two findings, we investigated the interaction between ORE and spatial frequency at perceptual level using a binocular rivalry paradigm. In Experiment 1, we observed the ORE at perceptual level and the perceptual dominancy of LSF face over HSF face. In Experiment 2, we investigated how different spatial frequency information influenced the ORE. Through the experiments, we found that the ORE was observed only when SR face had LSF information. These results show that LSF information in SR face is an important factor of the ORE.

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Abstract

Humans are remarkably good at interpreting the identity and intentions of other people based on “body language” - dynamic cues portraying bodily movements. Befitting the important social significance of this perceptual ability, the human brain contains neural machinery uniquely responsive to the kinematics specifying human activity, including “biological motion” portrayed using just a small number of motion tokens specifying articulations of the body and limbs. We have established stimulus conditions that dissociate neural activity produced by presentation of biological events outside of conscious awareness from neural activity associated with conscious visual awareness of those events. We have used those stimulus conditions in concert with functional magnetic resonance imaging (fMRI) to measure neural responses in the posterior superior temporal sulcus (STSp), a crucial component in the neural network believed to underlie perception of biological motion. STSp was activated only when people actually perceived biological events and not when those events were registered outside of conscious awareness. These results provide direct evidence in support of the growing conviction that STSp, situated uniquely at the confluence of dorsal and ventral stream pathways, is intimately involved in actual perception of biologically relevant events.

초록

초등학교 저학년 시기에 습득하는 기초 수학 능력은 청소년기와 성인기 수학 능력의 근간이 된다. 기억에 기반한 효율적인 인지 책략(cognitive strategy)의 사용은 초기 학령기의 수학 문제 풀이 능력의 향상에 가장 크게 기여하는 요소이다. 본 연구는 초등학교 2학년부터 3학년까지 일 년 동안 수학 능력 발달과 관련한 뇌 활동의 변화를 기능적 자기 공명 영상(fMRI)을 이용하여 종단적으로 분석하였다. 연구 결과, 2학년과 비교하여 3학년 시기에 아동들의 문제 풀이의 정확도와 속도가 모두 향상되었다. 이학년 시기에 수행이나 책략 사용 면에서 발달 수준이 더 저조했던 아동들이 일 년 후 수행이나 책략 사용 면에서 더 큰 향상을 보였다. 뇌 활동 분석을 통해 아동의 수학 문제 해결 능력의 발달과 관련하여 해마 및 그 주변 영역을 포함하는 내측 측두엽(medial temporal lobe), 외측 전전두엽(lateral prefrontal cortex)과 이를 포함한 전두-두정 주의 신경망(fronto-parietal attention network), 복측 시각 피질(ventral visual stream) 영역의 중요성을 확인하였다. 이는 수학적 지식이 안정적인 기억 표상으로 저장되고 인출되는 과정에 연합 학습(associative learning)과 의미적 기억(semantic memory) 과정에 중추적 역할을 하는 내측 측두엽과 하향식 주의/인지 통제 체계(top-down attention/cognitive control system)의 역할이 중요함을 시사한다. 또한 복측 시각 피질의 활동은 숫자와 기호들을 신속하게 재인(recognize)하여 효율적으로 처리할 수 있도록 하여 문제 풀이 속도의 향상에 기여하는 것으로 해석할 수 있다.

Abstract

Acquisition of basic mathematical skills during early elementary school years serves as a critical foundation for mathematical development in adolescence and adulthood. The present study examined longitudinal changes in children’s behavior and brain activity during mathematical problem solving. Over a 1 year interval, children became more accurate and faster at math problem solving. Children who performed worse at 2nd grade showed greater performance improvements at 3rd grade. Children who were lower in retrieval use for problem solving showed greater increase in retrieval use after a year. We found significant over-additive increases in activation from 2nd to 3rd grade for Addition vs. Control problem solving in the anterior temporal cortex important for semantic memory. Individuals with greater increase in retrieval use had greater activation increase in the lateral prefrontal cortex and the fronto-parietal attention network. Performance improvements were positively correlated with activation increases mainly in the medial temporal lobe and the ventral visual stream. These findings indicate that the development of mathematical problem solving is dependent on the contribution of the fronto-parietal top-down attention and medial temporal lobe memory systems. In addition, higher order visual cortex in the ventral visual stream known to be important for visual symbol recognition seems to contribute to accurate and efficient math problem solving.

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이 연구는 자극 정서성이 전역/국지처리에 미치는 효과가 작업기억 용량(working memory capacity, WMC) 개인차에 따라 어떻게 달라지는지 밝히기 위해 수행되었다. 이 연구에서는 정서적 사진자극을 제시한 후 전역처리 또는 국지처리를 요구하는 자극을 제시하고서, 전역/국지자극 식별에 걸리는 반응시간, 그리고 전역자극과 국지자극이 일치하는 조건과 불일치하는 조건 사이의 반응시간 차이(간섭량)를 조사하였다. 전역/국지처리 자극의 밀도(고밀도/저밀도)와 자극의 정서가(부정/중립/긍정)가 참가자의 WMC(고용량/저용량)에 따라 반응시간과 간섭량에 어떤 영향을 미치는지 분석하였다. 연구 결과, WMC가 작은 사람은 WMC가 큰 사람에 비해 전반적으로 느린 반응속도를 보여주었다. 특히, WMC가 큰 사람은 국지처리의 경우 긍정자극에서 가장 큰 간섭량을 보였으며, 다음으로 부정자극과 중립자극 순이었다. 전역처리에서는 정서가에 따른 간섭량의 차이가 없었다. 반면, WMC가 작은 사람은 전역처리와 국지처리에 관계없이 중립자극이나 긍정자극에 비해 부정자극에서 가장 큰 간섭량을 보였다. 이 결과는 WMC가 큰 사람의 경우 전역처리 우세성(국지처리에서 전역형태에 의한 간섭)을 보이며, 긍정정서에서 전역처리 우세성이 가장 현저함을 보여준다. 반면, WMC가 작은 사람의 경우 중립자극이나 긍정자극에 비해 부정자극이 제시된 경우에 방해자극에 의한 억제가 잘 이루어지지 않았음을 시사한다.

Abstract

The aim of this study was to investigate how emotional valence effect on global/local processing was influenced by individual differences in working memory capacity (WMC). Each trial of global/local visual processing task consisted of an emotional stimulus (positive/neutral/negative) followed by an hierarchical global/local stimulus. The reaction time data showed that participants with high WMC were overall faster than those with low WMC. The analysis of interference effect in high WMC demonstrated that the interference by an irrelevant global-level stimulus on local processing was larger under positive stimuli than under negative or neutral stimuli. But, in high WMC, the interference by local-level stimuli on global processing showed no emotional valence effect. On the other hand, low WMC showed larger interference effect under negative stimuli than under neutral or positive stimuli on both global and local processing. The results suggest that high WMC showed global dominance especially under positive stimuli, but low WMC showed more difficulty in controlling interference under negative stimuli than positive or neutral stimuli.

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Abstract

When responding to numerals with left-right keypresses, performance is better for pairings of small numbers to left responses and large numbers to right responses than for the opposite pairings. Two accounts have been proposed to explain this Spatial Numerical Association of Response Code (SNARC) effect: the horizontal number line account which ascribes the SNARC effect to numbers coded as left or right and the polarity correspondence account which attributes it to the magnitude information being coded as a positive or negative polarity. This study examined whether the SNARC effect is due to the spatial correspondence between the number location on the number line and the response location, or to the correspondence between the polarity codes of the number magnitudes and response locations. When participants responded to the magnitude of an Arabic numeral presented at the left or right to fixation in Experiment 1, the SNARC effect was constant regardless of spatial correspondence between the stimulus and response locations. In contrast, when the numeral was presented above or below fixation in Experiment 2, the SNARC effect was smaller for the up-left/down-right pairings than for the up-right/down-left pairings. These results support a view that polarity correspondence contributes to the SNARC effect.

초록

이 논문은 영장류를 이용하여 뇌-인지-행동을 연구하기 위해서 지난 2004년부터 서울대학교에서 성공적으로 운영하고 있는 소규모 영장류시설의 설계와 운영에 관한 것이다. 논문의 목적은, 영장류시설의 평면 설계를 중심으로 내부 각 구역의 기능과 운영 절차를 소개함으로써, 소규모 시설에서 관리자 및 동물의 안전과 건강에 관련한 엄격한 기준에 따라 영장류 연구를 계획하고 수행할 연구자들과 기관이 참고할 수 있는 자료를 제공하기 위한 것이다. 미국 한림원(National Academies)이나 영국 의학연구이사회(Medical Research Council) 등에서 마련한 국제적 기준과 더불어, 본 논문에서 기술한 영장류시설의 설계와 동선을 참고함으로써, 시설 운영에 필요한 사항들을 설계 과정에서부터 미리 예상, 계획하여 시행착오를 줄이면서 효율적인 연구 계획을 할 수 있을 것으로 확신한다. 실험용 영장류의 유지에 관한 사항들은 그 자체로 많은 내용들을 포함하기 때문에 본 논문의 범위를 벗어나지만, 시설의 설계와 운용에 관련된 한에서 간략히 다루었다.

Abstract

This report introduces a small-scale primate facility for brain, cognition, and behavior researches that has been in use since 2004 at the Seoul National University, Seoul Korea. The goal of the current report is to provide starting researchers and institutions with first-hand information regarding physical floor plan and operational principles of a compact but meeting high standards of safety and health for both attenders and animals. Along with the ‘Guide for the Care and Use of Laboratory Animals’, prepared by the U.S. National Academies, and the ‘Care of Primates Used in Scientific Procedures’, prepared by the U.K. Medical Research Council, the contents described in the current report will hopefully help starters to understand and plan necessary spaces and procedures, reducing trial and errors. We deal with animal maintenance only to such an extent that it is related with facility and its operation.