ISSN (Online) Commun Sci Disord 2021;26(1): Original Article Age-Related Differences in Korean Wor

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1 ISSN (Online) Commun Sci Disord 221;26(1):162-1 Original Article Age-Related Differences in Korean Word Recognition Associated with Phonological Rules and Word Frequency: An Event-Related Potential (ERP) Study Hye Won Kang, Hyun Sub Sim Department of Communication Disorders, Ewha Womans University, Seoul, Korea Correspondence: Hyun Sub Sim, PhD Department of Communication Disorders, Ewha Womans University, 52 Ewhayeodae-gil, Seodamun-gu, Seoul 376, Korea Tel: Fax: Received: January 3, 221 Revised: February 1, 221 Accepted: February, 221 This article is based on a part of the first author s Master thesis. Objectives: The purpose of this study was to investigate age-related differences according to frequency of words and use of phonological rules in the Korean word recognition process between younger and elderly groups through Event-Related Potentials (ERP) analysis. Methods: A total of 35 participants participated in this experiment. They were asked to judge whether the pronunciation of visual words was identical to the corresponding auditory words. Behavioral data and electrophysiological data were collected. Results: Behavioral results revealed that the elderly group showed significantly lower accuracy and longer response time than the younger group. ERP analysis showed that there was no significant difference between the two groups in the 15-3 ms range. However, for the younger group, the N component was observed in the 3-5 ms range regardless of word frequency when the phonological rule was not applied and was more apparent under the low word frequency condition. The topographic patterns of the grand average ERP waveforms for the elderly group showed that the N component appeared only under high word frequency when the phonological rule was not applied. However, when the phonological rule was applied, the N component was observed only under the condition of low word frequency. Conclusion: Differences in the pattern of applying phonological rules associated with word frequency were found between groups. The current study indicates that word frequency and aging may affect the ability to apply phonological rules. The result of age-related differences in ERP analysis reflects a decline in the simultaneous neural processing of phonological and semantic information. Keywords: Aging, Korean word recognition, Phonological rule, Word frequency, P2, N 노년은나이가들어감에따라생물학적기능의쇠퇴및인지기능의저하를동시에경험하게된다 (Caplan, DeDe, Waters, Michaud, & Tripodis, 211). 정상적인노화과정에서도뇌는구조적, 기능적으로변화할수있고이로인해감각, 지각, 기억능력등이감퇴될수있다. 특히노화와관련하여나타나는여러가지어려움중하나인인지능력감소는의사소통및언어능력에지대한영향을주는것으로보고되고있다 (Ball & Owsley, 1993; Kramer & Willis, 22). 이러한인지능력감소에따른언어능력변화를측정하는 것은단어및문장등다양한수준에서이루어질수있다. 특히, 단어처리과정연구는단어재인시발현될수있는다양한정보중초기철자와관련된음운정보및의미정보를통합하여살펴볼수있다는점에서의의가있다. 단어재인 (word recognition) 은제시된단어를보고의미를파악하는전반적인인지처리과정을뜻한다 (Cunningham & Stanovich, 1993). 단어재인과정시시각적으로제시되는문자의모양을파악하고분석하는단계에서부터단어의빈도에영향을받는다. 의미적 Copyright 221 Korean Academy of Speech-Language Pathology and Audiology This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License ( which permits unrestricted noncommercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

2 단어재인시음운규칙적용여부및단어빈도에따른청년층및노년층의 ERP 성분비교분석 강혜원외 상호연결성이강한고빈도단어 (high frequency word) 를재인할때는어휘-의미통로가활성화되어철자정보만으로도신속히심성어휘집 (mental lexicon) 에저장되어있는동일단어와연결이이루어지게된다. 이는자소 (grapheme)-음소 (phoneme) 가일치하는규칙단어는물론자소-음소가불일치하는불규칙단어까지재인이가능하게된다. 하지만의미적상호연결성이약한저빈도단어 (low frequency word) 를재인할경우, 우선단어를표기에대응되는소리로전환하는과정을거친후심성어휘집에접근하게된다. 따라서단어재인시고빈도단어의경우에는활성화수준이높아단어의규칙성에상관없이빠르고정확하게재인이이루어지나, 저빈도단어의경우표기-음운전환 (grapheme-phoneme conversion) 절차가요구되어심성어휘집에도달하기까지의시간지연이발생하게되고, 활성화수준이낮아져정확도및반응시간이감소하게된다 (Lee, 1996; Lee, Kwon, & Lee, 21). 또한원활한단어재인을위해서는한글의특성인음운규칙 (phonological rule: 음절과음절이만나 2음절을구성하는경우음이달라지는현상을규칙화시켜놓은것 ) 을이해하고활용하는능력, 즉음운지식이요구된다. 이러한음운규칙에관한지식은연령이증가함에따라정교화되어야하며초등학교고학년이후에는습득된음운인식능력을통해실제로적용할수있게된다 (Lim & Kim, 2). 그러나노년기에들어서면인지및정신적능력이아동이성장하는과정의역순으로감퇴한다 (Raz & Kennedy, 29). 또한노화로인한뇌영역활성화의감소는언어처리능력에영향을미쳐단어를재인하는과정에영향을주게된다. 신경학적으로젊은청년층의경우우반구 (right hemisphere) 영역의두정엽 (parietal region) 을통해단어재인이이루어지지만, 우측두정엽 (right parietal region) 의경우좌측두정엽 (left parietal region) 에비해노화에취약한영역으로, 이로인해두정엽에의존하는과제역시노화에영향을받는다 (Yoon, 211). 이러한신경학적측면에서의노화현상은단어판단여부및반응시간과관련된수행력저하로나타난다 (Lee, Lee, Song, & Kim, 21). Burke, MacKay 와 James (2) 의연구에의하면노년층은음운및철자와관련된회상을하는데어려움을보인다. 특히어휘의개념을음운과철자의형태로연결할때친숙도및음운유사성이낮은단어에서더큰어려움을보인다. 또한구문구조의복잡성및인지처리부담이요구되는과제의경우, 인지기능및주의력감소로인해노년층의수행력이감소된다 (Hutchinson & Beasley, 1976; Lee & Sung, 215). 이렇듯노화로인한언어능력수준저하의양상은다면적이고복잡한인지처리능력과관련되어있다. 노년층을대상으로단어재인시음운및의미와관련된언어처 리능력을살펴본선행연구는이름대기, 의미및범주판단, 음독, 읽기, 쓰기등과같은과제를통해정반응률및반응속도를분석하는행동측정방식으로이루어져왔다. 이러한연구방법은과제를수행할때호흡, 조음및발성기관, 손운동등이개입되기때문에언어처리과정 (language processing) 을온전히분석하는데제약이있으며, 수행결과만을제시해주기때문에신경학적처리 (neural processing) 가뇌에서어떻게일어나는가를확인하고해석하기에는어려움이있다. 따라서본연구는단어재인과정에서단어빈도및음운규칙적용여부에따라청년층과노년층간어떠한차이가있는가를사건관련전위 (event-related potential, ERP) 를통해알아보고자하였다. 사건관련전위 (ERP) 는뇌에서일어나는인지과정의정보처리를나타내는것으로특정정보가포함되어있는자극이제시된이후해당자극과관련하여일정기간동안일어나는뇌의전기적활동을의미한다. ERP는뇌에서발생하는신경학적처리과정을실시간반영할뿐만아니라언어처리단계를반영하는특정 ERP 성분파형들을보여준다 (Kwon, Nam, & Lee, 215). ERP 성분중 P2 성분은의미처리이전에발현되는철자및음운처리와관련이있는초기성분으로, 자극제시후약 2 ms대에양의 (positive) 방향으로발생하는진폭 (amplitude) 을의미한다. P2 성분은목표자극과점화자극간의음운적인유사성이클수록, 음운적유사성이낮은조건및무관련조건에비해성분의파형이양의방향으로더크게나타난다 (Kong et al., 21; Kwon et al., 215). 예를들어, Kwon, Lee와 Nam (211) 은한국어의무의미단어를시각적으로제시할때첫음절의음운음절빈도 (phonological syllable frequency) 와철자음절빈도 (orthographic syllable frequency) 중어느빈도가 P2 에영향을미치는가를조사하였다. 예를들어, 접합 의첫음절 접 은발음상으로는 / 저 / 로실현된다. 즉, 접합 의첫음절은표기상으로는 접 이지만발음상으로는 / 저 / 인것이다. 전자를철자음절, 후자는음운음절이라일컫는데, 무의미단어내각조건의첫음절에위치하는빈도를조절하여실험을진행하였다. 연구결과, 단어의첫음절에나타나는음운음절빈도가높을때보다낮을때에 P2 의활성화가크게나타났다. 반면철자음절빈도는 P2에영향을미치지않았다. 이러한연구결과는한국어에서음운적요인이철자적요인보다 P2 성분의활성화에중요한기여를한다는것을시사한다. N 성분은의미처리와관련이있는성분으로자극제시후 3-5 ms 사이에관찰되며음의 (negative) 방향으로발생되는진폭을의미한다. 즉, N 성분은목표자극과점화자극이관련이없거나의미적오류 (violation) 가감지될때활성화된다 (Kutas & 163

3 Hye Won Kang, et al. Age-Related Differences in Phonological Rules and Word Frequency Federmeier, 211). 단어의빈도와관련해서는고빈도단어보다저빈도단어에서부적파형이관찰된다 (Federmeier, Van Petten, Schwartz, & Kutas, 23). Van Petten과 Kutas (199) 는청년층을대상으로문장의처음 (the first open-class words), 문장의중간 (intermediate open-class words), 문장의마지막 (sentence-terminal words) 에사용빈도가서로다른단어를위치시킨후, 문장내단어위치에따른빈도효과를살펴보았다. 그결과, 사용빈도가낮은단어에서부적성분이발현되었으며, 문장의처음에위치하였을때빈도효과가나타나위치에따른단어빈도효과역시유의한것으로나타났다. 이러한연구결과는 N 성분이의미처리와관련되어나타난다는것과동시에의미적연결성이낮은자극에반응하는성분임을시사한다. 또한단어재인과정에서빈도가미치는효과는단어가포함된문장및문맥을통해통합적관점에서처리되는것임을시사한다. 또한 N 성분은철자 ( 표기 ) 및음운정보와관련되어나타나기도한다 (Mcpherson, Ackerman, Holcomb, & Dykman, 199; Praamstra & Stegeman, 1993). Kwon, Choi와 Lee (216) 의연구는단어의청각적재인시단어를표기가일치되게읽은경우 ( 철자일치 ) 와음운이일치되게읽은경우 ( 철자불일치 ) 를통해표기가일치되게읽은경우 N 파형의부적진폭을보고하였다. Meng, Jian, J., Shu, H., Tian과 Zhou (2) 의연구는성인집단에서는음운불일치와철자 (Chinese characters) 불일치가 N에미치는영향력에차이가없으나, 아동집단에서는음운불일치때보다철자불일치한상황일때 N이더활성화가된다고보고하였다. 따라서이연구는철자불일치와음운불일치가 N 성분에영향을미치는정도가성인과아동에따라다르다는것을시사한다. 최근한국에서도 ERP를활용하여음운및의미처리와관련된연구 (Choi & Sim, 219; Won & Sim, 22) 가실시되었다. Choi와 Sim (219) 의연구는정상청년층을대상으로단어재인시의미유무및음운규칙적용여부에따라처리과정이다른가를살펴보았다. 그결과, 의미단어에서는음운규칙이적용되지않았을때 ( 철자일치 ) 가음운규칙이적용되었을때 ( 철자불일치 ) 보다 N25 성분이더활성화되었고, 무의미단어에서는유의미한차이가없었다. N25은하위-어휘처리 (sublexical processing) 수준의자소-음소대응처리를반영한다 (Grainger & Holocomb, 29). 이러한연구결과는자소-음소전환처리는단어의미유무에따라서로각기다른통로로활성화됨을시사한다. Won과 Sim (22) 의연구는단어재인시한국어원어민및이중언어사용자를대상으로음운규칙적용여부에따른활성화정도를살펴보았다. 그결과, 음운판단과제의행동분석에서는한국어원어민및이중언어사용자사이에 집단간유의미한차이가나타나지않았으나, N25 성분에서두집단간평균진폭이유의미한차이를보였다. 이러한연구결과는이중언어사용자가한국어원어민보다자소-음소를처리하는능력이제한되어있음을보여준다. 또한 P2 성분에서는집단및음운규칙적용여부에따른유의한차이가나타나지않았지만 N 성분에서는음운규칙적용여부간차이가나타났다. 위에서언급된선행연구들은비교집단없이단일집단을통해연구가진행되었거나주로청년층을대상으로한연구이다. 또한한국에서실시된노년층의언어처리능력에관한 ERP 연구들 (Jo & Sung, 21; Yoo & Sung, 21) 은문장처리수준에서의연구가주를이루고있다. 따라서본연구에서는청년층과노년층을대상으로단어재인시처리과정을행동분석및 ERP 분석을통해살펴봄으로써, 단어재인시나타나는단어빈도에따른음운규칙적용양상이노화를감지할수있는주요한언어적지표가될수있는지알아보고자하였다. 이를위하여본연구는 (1) 청년층과비교하여노년층이음운규칙을적용하는데단어의빈도에따라얼마나어려움을보이는가를정반응률과반응시간을측정하여행동분석을하였고, (2) 단어의빈도에따른음운규칙적용여부의 ERP 특성을집단간 P2과 N을비교하여살펴보았다. 연구방법연구대상본연구에는청년층 17명 ( 여성 1명, 남성 7명 ), 노년층 1명 ( 여성 9명, 남성 9명 ), 총 35명이참여하였다. 청년층은만 2-29세, 노년층은만 6-69세로집단을구성하였다. 노년층의연령기준은노인복지법, 국민기초생활보장법, 고령자고용촉진법에서규정하는노년연령의평균치를구하여 6세이상으로연령기준을선정하였다. 모든대상자는공통적으로 (1) 한국어가모국어이고, (2) 교육년수가 년이상으로고등교육을마친자로청년층및노년층간교육년수를유의한차이가없도록일치시켰고, (3) 오른손잡이및시력또는교정시력이정상이며, () Christensen, Multhaup, Nordstrom과 Voss (1991) 의건강선별설문지 (Health Screening Questionnaire, HSQ) 를실시하여인지및신경학적, 정신적이상이없음을확인하였고, (5) Kang (26) 의한국판간이정신상태검사 (Korean version of Mini-Mental State Examination, K-MMSE) 의결과가연령, 교육수준에따라 16%ile 이상정상범위에속하는자만본연구의대상자로선정하였다. 또한 (6) 순음청력검사기기 (GSI 1) 를이용하여각 Hz (1,-2,,,-1,-5-25) 및 db ( ) 를순차적으로들려주고청력에이상이없는 16

4 단어재인시음운규칙적용여부및단어빈도에따른청년층및노년층의 ERP 성분비교분석 강혜원외 Table 1. Descriptive information on participants Group Gender Age (year) Education (year) Male Female Mean (SD) Range Mean (SD) Range Younger (2.9) (1.35) -16 Elderly (2.95) (2.26) -1 Total (2.99) (1.5) -1 자들만대상자로선정하였으며, (7) 노년층의경우추가적으로 Kang 과 Na (23) 의서울언어학습검사 (Seoul Verbal Learning Test, SVLT) 를실시하여해당결과가연령, 교육수준에따라정상범위 (16%ile) 내속하는자에한해본연구의대상자로선정하였다 (Kang, Jang, & Na, 2). 집단간교육년수에유의한차이가있는지확인하기위하여일원배치분산분석 (one-way ANOVA) 을실시한결과, 두집단간교육년수는통계적으로유의미한차이가없는것으로나타났다 (F(1,33) =.66, p>.5). 본연구에참여한각집단대상자정보를 Table 1에제시하였다. 실험과제단어빈도및음운규칙선정실험에사용한단어는모두의미단어로 2음절명사단어 1개를선정하였다. 한국어어휘중 2음절로구성된단어는가장높은빈도로보고되고있으며 (Lee, 2) 선행연구 (Lee & Kim, 23) 에따르면조사가결합된형태나동사, 형용사, 부사등의품사활용형은무의미단어로오인될가능성이높다고보고하였다. 또한한국어에서명사어휘는 2음절이대다수를이루고 3음절이상인경우복합어의빈도가높아져본연구에서는 2음절로구성된명사형단어로한정하였다. 단어는모두자소-음소의호응관계가성립되지않은불규칙단어로선정하였으며단어의절반 (5개) 씩고빈도조건과저빈도조건으로분류되었다. 단어빈도는국립국어원의세종말뭉치 (National Institute of Korean Language, 21) 를사용하여빈도색인을기초로하였으며 Lee 등 (21) 논문의빈도범위를참고하되노년층대상자를고려하여본연구에맞게설정하였다. 고빈도단어 ( 빈도범위 : 5565) 의평균은 621.3, 저빈도단어 ( 빈도범위 : 253) 의평균은 7.2로통계적으로유의한차이가있었다 (F(1,9) = p<.1). 또한각빈도조건내에서음운규칙적용여부간단어빈도차이를통제하였다. 고빈도단어의경우음운규칙적용시단어빈도평균 , 음운규칙미적용시단어빈도평균 으로통계적으로유의미한차이가없었으며 (F(1,) =.5, p>.5) 저빈도단어의경우역시음운규칙적용시단어빈도평균 7.16, 음운규칙미적용시단어빈도평균 7.2 로통계적으로유의미한차이가없었다 (F(1,) =., p>.5). 또한음운규칙의경우 Lim (26), Lee (199) 의논문을참고하여발생빈도백분율이.1% 보다높은 개의음운규칙 ( 장모음화, 경음화, 음절말장애음중화, 연음화, 단모음화, 비음화, 두음법칙, 구개음뒤의 y-탈락, 격음화, ㅎ탈락, 유음화, ㄴ삽입 ) 가운데필수적으로음운규칙이적용된발음이표준발음으로인정되는음운규칙을선정하였으며이는경음화 (6.3%), 연음화 (3.1%), 격음화 (.57%), 유음화 (.35%), 비음화 (.2%) 에해당된다 (Lim, 26). 본연구에서는음운규칙중해당 5가지규칙으로제한하여살펴보았다. 음운판단과제실험과제는 1개의실험문항, 5개의메꿈 (filler) 문항으로실험문항은모두 2음절불규칙의미단어로구성하였다. 메꿈문항또한규칙단어와불규칙단어들을사용하여정상문항과오류문항의비율을동일하게맞추었다. 본연구는음절수에따른수행능력을살펴보는것이아닌음운판단수행력을판단하는실험이기때문에음절수에따른수행력의영향을제거하고음운변동이일어날수있는최소한의음절인 2음절로음절수를제한하였다. 피험자는화면에제시되는단어를음운규칙을적용하여읽고이후들려오는청각자극과비교하여정오를판단해야했다. 피험자에게제시된청각자극은음운규칙 ( 경음화, 연음화, 격음화, 유음화, 비음화 ) 을적용하여읽은올바른형태단어 5개, 음운규칙을적용하지않고자소-음소를일치시켜읽은오류형태단어 5개였다. 음운규칙이적용되는단어는경음화 2개, 연음화 2개, 격음화 2개, 유음화 2개, 비음화 2개총 1개로각음운규칙별절반씩나누어 1개의단어는시각자극과청각자극이일치하게배분하였으며나머지절반은시각자극과청각자극이불일치하도록배분하였다. 실험조건및자극의예는 Table 2에제시하였으며, 실험에사용된자극단어목록은 Appendix 1에제시하였다. 청각자극녹음실험에사용된모든청각자극은아나운서출신여성이디지털녹음기 (Sony, ICD-UX56F) 로방음이되는조용한쉴드룸에서녹음하였다. 청각적자극은디지털녹음기에의해 2비트, 96 khz로디지털신호로변환되어저장되었다. 청각적자극에사용된 2음절 165

5 Hye Won Kang, et al. Age-Related Differences in Phonological Rules and Word Frequency Table 2. Example of stimulus words Phonological rules Examples of visual stimulus Type of sound stimulus Examples of auditory stimulus Tensification ʈɕʰʌl do ( 철도 ) Inconsistent in spelling ʈɕʰʌl ʈ*o ( 철또 ) Consistent in spelling ʈɕʰʌl do ( 철도 ) Liason miʈ ɯm ( 믿음 ) Inconsistent in spelling midɯm ( 미듬 ) Consistent in spelling miʈ ɯm ( 믿음 ) Aspiration pʰok hɛŋ ( 폭행 ) Inconsistent in spelling pʰokʰɛŋ ( 포캥 ) Consistent in spelling pʰok hɛŋ ( 폭행 ) Liquidization non ɾi ( 논리 ) Inconsistent in spelling nol li ( 놀리 ) Consistent in spelling non ɾi ( 논리 ) Nasalization ɕim ɾi ( 심리 ) Inconsistent in spelling ɕim ni ( 심니 ) Consistent in spelling ɕim ɾi ( 심리 ) 단어는평균길이가 952 ms ( 범위 51-1,236 ms) 였다. 연구절차실험진행절차실험자극은총 15개문항으로피험자마다 E-Prime 내무작위배열 (randomization) 로제시되었다. 또한, 실험전예제문항을실시하여피험자에게과제에대한이해를충분히시켰다. 예제문항은음운규칙별 2개씩총 1개의문항을무작위로제시하였으며피험자의과제수행방식의이해를돕기위해각예제문항당피험자의반응에대한피드백이제공되었다. 본실험이시작되면 + 표시가 5 ms 동안화면가운데나타나피험자시선을고정시키고곧바로 5 ms 동안빈화면이제시되었다. 이후 2음절단어의시각자극이모니터중앙에 ms 동안나타났다사라진뒤곧바로해당 2음절단어의청각자극을빈화면과함께최대 5, ms 동안제시하였다. 청각자극제시이후, 화면에제시된단어를스피커로들려주는아나운서가올바르게읽어자연스럽다고판단되면키보드오른쪽의 O 버튼을, 혹은올바르게읽지않아부자연스럽다고판단되면키보드왼쪽의 X 버튼을정확하고신속하게누르도록지시하였다. 피험자가반응하면 5 ms의빈화면이나타나고그후눈을깜박이면서다음문항을준비하도록 1,5 ms의시간을제시하였다. 전체 15개문항실험의총소요시간은 2분정도소요되었고 5문항마다약 1분간휴식하였다. 해당음운판단과제의자극제시절차는 Figure 1과같다. ERP 실험피험자가음운판단과제를수행하는동안뇌전도 (EEG) 가녹화되었으며실험자극외외부요인으로인한전파를차단하기위해쉴드룸 (shield room) 안에서 Brain Product사의 BrainAmp Standard와 acticap을이용하여실험을진행하였다. 피험자의두피에 5 ms Figure 1. Design of phonology judgment task. Fp1, Fp2, F7, F3, F, F, FC5, FC1, FC2, FC6, T7, C3, Cz, C, T, TP9, CP5, CP1, CP2, CP6, TP1, P7, P3, Pz, P, P, O1, O2, VEOG 의총 29 개의은 / 염화은 (Ag/AgCI) 으로제작된전극을국제표준방 식인 1-2 system (Jasper, 195) 에따라부착하였다. 또한피험자 의오른쪽눈아래약 1-15 mm 위치에눈깜박임을감지하기위한 전극 (electrode) 을부착하고안전도 (electrooculogram, EOG) 를측 정하였으며기준전극 (reference electrode) 을피험자의양쪽유양돌 기 (mastoids) 에각각부착하였다. 뇌파신호는 5 Hz 로샘플링되 었으며각전극의저항은 1 KΩ 이하로유지하였다. 분석에포함된 전극은 Left anterior (Fp1, F3, FC5, FC1, F7), Left posterior (CP5, CP1, P7, P3, O1), Right anterior (Fp2, F, FC2, FC6, F), Right posterior (CP2, CP6, P, P, O2) 이다. 자료분석 음운판단과제정반응률은피험자가화면에제시된단어를스피 커로들려주는아나운서의발음이자연스러운지혹은부자연스러 운지를판단한반응을분석하였다. 단어의유형별로정반응한목 표단어수를유형별전체목표단어수로나누어백분율 (%) 로계산 하였다. + 5 ms ms Visual stimulus 5, ms Auditory stimulus 5 ms 반응시간은청각자극이제시된순간부터정오판단을위해버 튼을누른시간까지를 E-prime 을통해측정하였다. 음운판단과제 의반응시간은밀리세컨드 (millisecond, ms) 단위로측정하였으며 반응시간은피험자가정반응한문항만분석하였다. #### 1,5 ms 166

6 단어재인시음운규칙적용여부및단어빈도에따른청년층및노년층의 ERP 성분비교분석 강혜원외 피험자가음운판단과제를수행하는동안얻은 EEG 데이터를 The MathWorks 의 MATLAB R213b 내 EEGLAB (v..2..5b) 프로그램을통하여분석하였다. 피험자들이음운판단과제에서정반응한문항들을대상으로 25 Hz에맞추어다시샘플링한후청각자극제시전 2 ms을기저선 (baseline) 으로청각자극이제시된후 ms까지총 1, ms의구간 (epoch) 을잘랐다. 또한인지작용과관련한뇌파추출을위해.1-3 Hz 범위내에서필터링하였으며, 눈깜박임등을보정하고기타잡음 (artifacts) 들을제거하였다. 이러한과정을거친다음남은시행들을조건별로추출하였다. 이후조건별평균을내고각집단평균 ERP 파형을구하였다. 실험에참여한 35명 ( 청년 17명, 노년 1명 ) 의자료가행동데이터분석을위해사용되었으며데이터전처리과정에서잡음 (artifacts) 으로인해노년층 2명이제외되어총 33명 ( 청년층 17명, 노년층 16 명 ) 의자료가 ERP 데이터분석을위해사용되었다. 본연구의첫번째연구문제인집단 ( 청년층, 노년층 ) 간음운규칙적용여부 ( 적용, 미적용 ) 및단어빈도 ( 고빈도, 저빈도 ) 에따른단어재인시정반응률 (%) 및반응시간 (ms) 에서유의한차이를보이는지알아보기위하여삼원혼합분산분석 (three-way mixed ANO- VA) 을실시하였다. 두번째연구문제인반구영역 ( 좌반구, 우반구 ) 및전후방영역 ( 전방, 후방 ) 에서집단 ( 청년층, 노년층 ) 간음운규칙적용여부 ( 적용, 미적용 ) 및단어빈도 ( 고빈도, 저빈도 ) 에따른단어재인시 ERP 평균진폭 (mean amplitude, μv) 에서유의한차이가있는지알아보기위하여오원혼합분산분석 (five-way mixed AN- OVA) 을실시하였다. 통계적분석은 SPSS ver.25 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 를사용하였다. 연구결과정반응률음운규칙적용여부및단어빈도에따른음운판단과제의집단간정반응률의차이를알아보기위해집단, 음운규칙적용여부, 단어빈도를독립변인, 음운판단과제의정반응률을종속변인으로하는삼원혼합분산분석 (three-way mixed ANOVA) 를실시하였 다. 음운규칙적용여부및단어빈도에따른집단별정반응률 (%) 의 평균, 표준편차는 Table 3 에제시하였고, Figure 2 에는평균및표준 오차를제시하였다. 음운규칙적용여부및단어빈도에따른음운판단과제의집단 간정반응률에서집단에대한주효과가통계적으로유의하였다 (F(1,33) = 32.99, p<.1). 즉, 청년층의평균정반응률이노년층의 평균정반응률에비해유의하게높은것으로나타났다. 빈도에대 한주효과도통계적으로유의하였다 (F(1,33) = 32., p<.1). 즉, 고빈도에서의평균정반응률이저빈도에서의평균정반응률에비 해유의하게높은것으로나타났다. 또한음운규칙적용여부에대 한주효과역시통계적으로유의하였다 (F(1,33) = 5.16, p<.1). 즉, 음운규칙이적용된조건에서의정반응률이음운규칙이적용 되지않은조건에서의정반응률에비해유의하게높은것으로나 타났다. 빈도와음운규칙적용여부간이차상호작용은통계적으로유의 하지않았다 (F(1,33) =3.275, p>.5). 그러나빈도와집단간의이차상 호작용이통계적으로유의하였다 (F(1,33) = 6.35, p <.5). 노년층에 서의빈도간정반응률의차이가청년층에서의빈도간정반응률 의차이보다유의하게큰것으로나타났다. 즉, 청년층과비교하여 노년층의경우고빈도에비해저빈도에서더큰수행력지체를보였 다. 또한음운규칙적용여부와집단간이차상호작용역시통계적 으로유의한것으로나타났다 (F(1,33) =1.22, p<.1). 노년층에서 의음운규칙적용여부간정반응률의차이가청년층에서의음운 Accuracy (%) Inconsistent Consistent Inconsistent Consistent High frequency Younger Elderly Low frequency Figure 2. Accuracy on the phoneme judgement task for each condition of younger and elderly groups (error bar based on standard error). Table 3. Descriptive statistics of accuracy (%) on the phoneme judgement task for each condition of younger and elderly groups Word frequency Consistency Younger (N= 17) Elderly (N= 1) High frequency Inconsistent in spelling 95.6 (3.32) (5.5) Consistent in spelling 91.6 (5.75) 7.67 (1.21) Low frequency Inconsistent in spelling 92.7 (6.1) 1.5 (1.9) Consistent in spelling.9 (7.6) 65.9 (13.1) 167

7 Hye Won Kang, et al. Age-Related Differences in Phonological Rules and Word Frequency 규칙적용여부간정반응률의차이보다유의하게큰것으로나타났다. 즉, 청년층과비교하여노년층의경우음운규칙이적용된경우에비해음운규칙이적용되지않은경우에서더낮은정반응률을보였다. 빈도, 음운규칙적용여부, 집단간삼차상호작용은통계적으로유의미하지않은것으로나타났다 (F(1,33) =.3, p>.5). 삼원혼합분산분석 (three-way mixed ANOVA) 결과는 Table 에제시하였다. 도통계적으로유의하였다 (F(1,33) = 27.21, p<.1). 고빈도에서의평균반응시간이저빈도에서의평균반응시간에비해유의하게빠른것으로나타났다. 또한음운규칙적용여부에대한주효과역시통계적으로유의하였다 (F(1,33) = , p<.1). 즉음운규칙이적용된조건에서의반응시간이음운규칙이적용되지않은조건에서의반응시간에비해유의하게빠른것으로나타났다. 빈도와음운규칙적용여부간이차상호작용은통계적으로유 반응시간음운규칙적용여부및단어빈도에따른음운판단과제의집단간반응시간의차이를알아보기위하여집단, 음운규칙적용여부, 단어빈도를독립변인, 음운판단과제의반응시간을종속변인으로하는삼원혼합분산분석 (three-way mixed ANOVA) 를실시하였다. 음운규칙적용여부및단어빈도에따른집단별반응시간 (ms) 의평균, 표준편차는 Table 5에제시하였고, Figure 3에는평균및표준오차를제시하였다. 음운규칙적용여부및단어빈도에따른음운판단과제의집단간반응시간에서집단에대한주효과가통계적으로유의하였다 (F(1,33) =.21, p<.1). 즉청년층의평균반응시간이노년층의평균반응시간에비해유의하게빠른것으로나타났다. 빈도에대한주효과 Reaction time (ms) 2,2 2, 1, 1,6 1, 1,2 1, 6 2 Inconsistent Consistent Inconsistent Consistent High frequency Younger Elderly Low frequency Figure 3. Reaction time on the phoneme judgement task for each condition of younger and elderly groups (error bar based on standard error). Table. ANOVA results from the accuracy (%) on the phoneme judgement task Distributed source Sum of squares Degree of freedom Mean square F Between factor Group,2. 1, *** Error, Within factor Frequency 2, , *** Frequency Group * Error 2, Consistency 3, , *** Consistency Group ** Error 2, Frequency Consistency Frequency Consistency Group Error *p <.5, **p <.1, ***p <.1. Table 5. Descriptive statistics of reaction time (ms) on the phoneme judgement task for each condition of younger and elderly groups Word frequency Consistency Younger (N= 17) Elderly (N= 1) High frequency Inconsistent in spelling 1,16.3 (75.22) 1, (27.5) Consistent in spelling 1,111.9 (.39) 1,611.9 (33.67) Low frequency Inconsistent in spelling 1,92.9 (1.56) 1,57.76 (27.1) Consistent in spelling 1,2.9 (157.17) 1,7.22 (25.1) 16

8 단어재인시음운규칙적용여부및단어빈도에따른청년층및노년층의 ERP 성분비교분석 강혜원외 의하지않았다 (F(1,33) =.13, p>.5). 그러나빈도와집단간의이차상호작용이통계적으로유의하였다 (F(1,33) = 2.56, p<.1). 노년층에서의빈도간반응시간의차이가청년층에서의빈도간반응시간의차이보다유의하게큰것으로나타났다. 즉청년층과비교하여노년층의경우고빈도에비해저빈도에서반응시간이더느렸다. 음운규칙적용여부와집단간이차상호작용역시통계적으로유의한것으로나타났다 (F(1, 33) =1.7, p<.1). 노년층에서의음운규칙적용여부간반응시간의차이가청년층에서의음운규칙적용여부간반응시간의차이보다유의하게큰것으로나타났다. 즉유의한이차상호작용은청년층과비교하여노년층의경우음운규칙이적용된경우에비해음운규칙이적용되지않은경우에서더긴반응시간을보인것에기인하는것으로해석된다. 빈도, 음운규칙적용여부, 집단간삼차상호작용은통계적으로유의미하지않은것으로나타났다 (F(1,33) = 2.59, p>.5). 삼원혼합분산분석 (three-way mixed ANOVA) 결과는 Table 6에제시하였다. 평균진폭 (mean amplitude, μv) 크기분석음운규칙적용여부및단어빈도에따른 ERP 분석의집단간전체평균파형 (grand average wave forms) 에대한결과는 Figure ( 청년층 ), Figure 5 ( 노년층 ) 에제시하였다. 집단모두 P2의진폭은약 2 ms에서나타났으며 N의진폭시작점은약 3 ms에서나타났다. 유의한주효과와상호작용은분석구간별로나누어통계적효과가의미하는바를보다상세하게기술하였다. P2 (15-3 ms) 반구영역및전후방영역에서의음운규칙적용여부및단어빈 도에따른집단간자극제시후 15-3 ms 구간평균진폭에서집단, 음운규칙적용여부및빈도에대한주효과가통계적으로유의하지않았다. 반구영역에대한주효과가통계적으로유의하였다 (F(1,31) = 6.25, p<.5). 즉, 자극제시후 15-3 ms 구간에서우반구의평균진폭 (.279 μv ) 이좌반구의평균진폭 (-.219 μv ) 에비해유의하게큰것으로나타났다. 전후방영역에대한주효과역시통계적으로유의하였다 (F(1,31) = 2.992, p<.1). 전방영역의평균진폭 (.9 μv ) 이후방영역평균진폭 (-.2 μv ) 에비해유의하게큰것으로나타났다. 반구영역및전후방영역에대한이차상호작용이통계적으로유의하였다 (F(1,31) =1.7, p<.1). 즉, 우반구에서전후방영역간평균진폭의차이가좌반구에서전후방영역간평균진폭의크기차이보다유의하게큰것으로나타났다. 그외상호작용은유의하지않았다. N (3-5 ms) 반구영역및전후방영역에서의음운규칙적용여부및단어빈도에따른집단간자극제시후 3-5 ms 구간평균진폭에서집단에대한주효과가근사적으로유의 (marginally significant) 하였다 (F(1,31) = 3.92, p=.52). 즉, 자극제시후 3-5 ms 구간의청년층의평균진폭 (-1.3 μv ) 이노년층의평균진폭 (-.77 μv ) 에비해음의방향으로더크게나타났다. 그외주효과는유의하지않았다. 음운규칙적용여부및집단간이차상호작용역시근사적으로유의 (marginally significant) 하였다 (F(1,31) = 3.632, p =.66). 즉, 노년층에서음운규칙적용여부에따른평균진폭의차이가청년층에서음운규칙적용여부에따른평균진폭의차이보다더작은것 Table 6. ANOVA results from the reaction time (ms) on the phoneme judgement task Distributed source Sum of squares Degree of freedom Mean square F Between factor Group 7,617, ,617, *** Error 5,66, ,3.66 Within factor Frequency 1,317, ,317, *** Frequency Group 156, , *** Error 29, , Consistency 1,77, ,77, *** Consistency Group 213, , ** Error 5, , Frequency Consistency 27, , Frequency Consistency Group 17, , Error 223, ,773.2 *p <.5, **p <.1, ***p <

9 Hye Won Kang, et al. Age-Related Differences in Phonological Rules and Word Frequency Left anterior N Right anterior P2 Left posterior Right posterior (μv) (ms) Inconsistent in spelling Consistent in spelling High frequency Left anterior N Right anterior P2 Left posterior Right posterior (μv) (ms) Inconsistent in spelling Consistent in spelling Low frequency Figure. Grand-average event-related potential (ERP) waveforms of four conditions at four regions for younger adults. 17

10 단어재인시음운규칙적용여부및단어빈도에따른청년층및노년층의 ERP 성분비교분석 강혜원외 Left Left anterior N Right anterior P2 Left posterior Right posterior (μv) (ms) Inconsistent in spelling Consistent in spelling High frequency Left anterior Right anterior N P2 Left posterior Right posterior (μv) (ms) Inconsistent in spelling Consistent in spelling Low frequency Figure 5. Grand-average event-related potential (ERP) waveforms of four conditions at four regions for elderly adults

11 Hye Won Kang, et al. Age-Related Differences in Phonological Rules and Word Frequency.5 Consistent in spelling Inconsistent in spelling.5 Consistent in spelling Inconsistent in spelling Mean amplitude (μv) Mean amplitude (μv) Younger Elderly -3 Younger Elderly Figure 6. Comparison between consistent in spelling and inconsistent in spelling in younger and elderly groups at left hemisphere. 으로나타났다. 음운규칙적용여부및반구영역, 집단간삼차상 호작용이통계적으로유의하였다 (F(1,31) =.2, p<.5). 즉, 우반 구에서음운규칙적용여부에따른집단간평균진폭의차이가좌 반구에서음운규칙적용여부에따른집단간평균진폭의차이보 다큰것으로나타났다. 이에따라음운규칙적용여부및반구영 역, 집단간삼차상호작용에대해반구영역별로음운규칙적용여 부및집단간이원분산분석 (two-way ANOVA) 을통한사후검정 을실시한결과, 좌반구에서는음운규칙적용여부에따른집단간 차이가유의하지않았으나 (p>.5) 우반구에서는음운규칙적용 여부에따른집단간차이가유의하였다 (F (1,31) = 6.6, p<.5). 즉, 유의한삼차상호작용은우반구, 청년층집단에서음운규칙적용 여부간평균진폭차이가노년층에비해유의하게큰것에기인한 다. 삼차상호작용그래프는반구별로 Figures 6, 7 에제시하였다. 빈도, 음운규칙적용여부, 반구영역, 전후방영역, 집단간오차상 호작용이통계적으로유의하였다 (F(1,31) =1.6, p<.1). 이에따 라집단별로빈도, 음운규칙적용여부, 반구영역, 전후방영역간 사원분산분석 (four-way ANOVA) 을통해사후검정을실시한결 과, 노년층에서는빈도, 음운규칙적용여부, 반구영역, 전후방영 역간사차상호작용이통계적으로유의하지않았으나 (p>.5) 청년 층에서는빈도, 음운규칙적용여부, 반구영역, 전후방영역간사 차상호작용이통계적으로유의하였다 (F(1,16) =.75, p<.1). 이에 따른사후검정으로청년층집단에서음운규칙적용여부에따른 빈도, 반구영역, 전후방영역간삼원분산분석 (three-way ANO- VA) 을실시하였다. 그결과, 음운규칙미적용에서반구영역, 전후 방영역, 빈도간삼차상호작용이유의하였다 (F(1,16) =17.56, p<.1). 반구영역, 전후방영역, 빈도간 MMATRIX 를사용하여사후 검정을실시한결과, 고빈도일때우반구전후방영역의평균진폭 차이가좌반구전후방영역의평균진폭차이보다음의방향으로 큰것에비해저빈도일때우반구전후방영역의평균진폭차이가 좌반구전후방영역의평균진폭차이보다유의하게음의방향으 Figure 7. Comparison between consistent in spelling and inconsistent in spelling in younger and elderly groups at right hemisphere. 로큰것으로나타났다. 즉, 유의한오차상호작용은노년층집단에 비해청년층집단에서저빈도및음운규칙미적용일때, 우반구전 후방영역의평균진폭차이가좌반구전후방영역의평균진폭차 이보다음의방향으로유의하게큰것에기인하는것으로나타났 다. 그외상호작용은유의하지않았다. 즉, 집단에대한주효과및음운규칙적용여부및집단간이차 상호작용이근사적으로유의 (marginally significant) 하였고음운 규칙적용여부, 반구영역및집단간삼차상호작용과빈도, 음운 규칙적용여부, 반구영역, 전후방영역, 집단간오차상호작용이 통계적으로유의한것으로나타났다. 논의및결론 본연구의목적은음운규칙적용여부및단어빈도에따른음운 판단과제에서집단 ( 청년층및노년층 ) 간정반응률, 반응시간및 ERP 성분의평균진폭 (mean amplitude) 크기에서유의한차이가 있는지알아보는것이다. 행동분석결과, 정반응률, 반응시간모두 음운규칙적용여부, 빈도및집단에대한주효과가유의한것으로 나타났다. 즉, 음운규칙미적용 ( 철자일치 ) 의경우음운규칙적용 ( 철자불일치 ) 에비해정반응률이낮아지고반응시간이느려지는 것으로나타났다. 본연구의과제는시각과제를통한단어재인이 후청각과제를듣고음운의적절성을판단해야하는것으로두과 제의동시적처리가요구되었다. 이는시각단어재인과청각단어재 인두과정을동시에활성화시켜결과를비교하는과정에서나타 난결과라할수있다. 즉, 시각및청각단어재인을통해음운완충 기 (phonological buffer) 에도달한각각의음운정보가상응하는경 우 ( 음운규칙적용, 철자불일치 ) 에는판단속도가빨라지고정확도 가높아진다. 하지만상이한경우 ( 음운규칙미적용, 철자일치 ) 에는 비교하는과정을거치기때문에시간지연이발생했다고할수있 다. 또한, 저빈도단어는고빈도단어에비해단어의미를인출하는 172

12 단어재인시음운규칙적용여부및단어빈도에따른청년층및노년층의 ERP 성분비교분석 강혜원외 데장기기억 (long-term memory) 으로부터더많은의미활성화가요구되기때문에고빈도단어에비해상대적으로느리게재인되어빈도에따른효과가나타났다고할수있다. 집단은청년층에비해노년층이정반응률및반응시간에서낮은수행력을보였다. 특히, 본연구에서 가지조건중저빈도음운규칙미적용에서노년층의수행력이급격히감소되었는데이는해당조건이언어능력및인지적기능저하에취약할수있는노년층에게인지적부담이가중되어나타난결과라할수있다. 또한, 시각과제에비해청각과제를제시하였을때노년층집단에서더많은오류및긴반응시간이발생하였다고보고한선행연구 (Cohen, 1979) 결과와도동일하다. 이는시각정보에비해청각정보가사라지는속도가빠르고 (Colavita, 197) 노화로인한정보처리속도저하로인해 (Woodruff-Pak, 1997) 제한된시간이내해당과제를처리하지못한결과로해석된다. 따라서본연구의결과역시인지적처리부담과중및정보처리속도에따른결과가집단간차이를유발하였다고볼수있다. ERP 성분에대한각시간대결과를살펴보면, 자극제시후 15-3 ms 구간에서음운규칙적용여부및빈도, 집단간유의한주효과및상호작용을확인할수없었다. 하지만파형에대한시각적분석에의하면, 청년층및노년층전체평균파형에서좌측전두 (left anterior) 및우측전두 (right anterior) 영역에서정적 (positive) 파형을관찰할수있었다. 또한, 음운규칙적용여부조건에서좌전두및우전두영역평균파형을살펴본결과, 음운규칙적용 ( 철자불일치 ) 에서정적파형이더크게활성화되었다. 이는목표자극과점화자극간의음운적인유사성이큰조건 ( 철자불일치 ) 이음운적인관련성이없는조건 ( 철자일치 ) 에비해정적방향으로성분의파형이더크게나타난다는선행연구들 (Kong et al., 21; Kwon et al., 211) 의결과와유사한것으로볼수있다. 하지만자극제시후 15-3 ms 구간에서표기및음운관련효과가통계적으로유의하게나타나지않은이유는방법론적인차이에서나타나는결과라볼수있다. 이러한본연구의결과는시각단어재인을통해 P2 성분이철자 ( 표기 ) 정보보다음운정보에민감하게반응한다고보고한 Kwon 등 (211) 의결과와는달랐다. 하지만청각단어재인을통해초기철자정보를연구한선행연구들 (Kwon et al., 216; Won & Sim, 22) 의결과와는일치한다. 본연구의분석대상은청각단어제시시점을기준으로설정했으며청각자극이제시된이후과제정오최종판단여부가결정되기때문에, 본연구결과의해석은시각단어재인을통한처리과정보다청각단어를통한처리과정에가깝다고볼수있다. Golob과 Starr (2) 에따르면시각단어재인혹은청각단어재인이단독적으로처리되었을경우혹은시각단어재인과청각단어재인이동시에활성화되었을경우에는점화정도, 출 현성분및경로가다를수있음을시사한바있다. 즉, 단어재인시요구되는방법론적인차이로인해음운규칙적용여부와관련된철자 ( 표기 )-음운관련요소가 15-3 ms 구간에반영되지않았을가능성이제기된다. 또한앞서밝힌선행연구들과해당연구의결과를토대로한국어언어처리과정에서 P2 성분은청각패러다임 (auditory paradigm) 보다시각패러다임 (visual paradigm) 에서더민감하게반응하는성분으로해석할수있다. 자극제시후 3-5 ms 구간에서음운규칙적용여부, 반구영역및집단간차이가유의하였다. 즉, 이는노년층이청년층에비해음운규칙적용여부에따른반구영역평균진폭의활성화정도가약한것을의미한다. 이러한본연구의결과는단어회상및작업기업과제에서노화로인한뇌기능활성화저하를보고한선행연구들 (Cabeza et al., 1997; Nissim et al., 217) 의결과와일치하며, 행동분석에서음운규칙적용여부에따른집단간수행력차이를보여주는지표로써설명될수있다. 기존의선행연구들 (Davidoff & Done, 19; Dundas, Plaut, & Behrmann, 213) 은주로좌반구 (left hemisphere) 는언어처리를담당하고우반구 (right hemisphere) 는비언어처리를담당한다고보고하였다. 하지만일부연구들 (Chiarello, 19; Ross, 191) 에서는우반구역시언어정보처리에있어부분적으로중요한역할을담당하고있다고보고하였으며, 유의한삼차상호작용은우반구에서청년층의음운규칙적용여부진폭의차이가노년층에비해더크게나타난것에기인하였는데, 이는청년층에서단어재인시우반구영역의활성화가이루어졌음을짐작해볼수있다. 하지만다수의연구들 (Crawford, 215; Szewczyk & Schriefers, 21) 에서 3-5 ms 구간은의미가처리되는구간으로밝히고있기때문에, 삼차상호작용의음운규칙적용여부는순수하게음운적요소만이관여되었을것이라고단정지을수없다. 따라서본연구의 N 성분에서유발되는음운규칙적용여부를순수하게음운적인영향으로만해석하기에는무리가있으며해당결과는단어재인과정에서음운및의미처리가통합적으로일어난것으로해석된다. 선행연구 (Yoo & Sung, 21) 에서는통사적적절성및구문구조와관련된동사구간에서부적 (negative) 전위가발생하여 N 성분이관찰되었다. 이러한현상은동사구가제시되기이전에명사구에서처리된의미역이문장의마지막인동사구에도영향을미쳐전체문장의의미를통합하는과정을반영한다고해석하였다. 즉, 앞서발생한의미역관련처리가구문재수정처리가이루어지는동사가제시되면서전체문장의의미를명확하게만들면서통합이가능해진것으로보았다. 이러한결과는 N 성분이의미관련처리후구문처리가동시에일어남으로써해당처리과정을통 173

13 Hye Won Kang, et al. Age-Related Differences in Phonological Rules and Word Frequency 합적으로바라보는관점을반영한다고할수있다 (Kutas & Hillyard, 19). 본연구의과제는순수하게의미판단여부를요하는것이아닌단어재인시개인의음운지식을활용하여빈도관련의미단어에적용해야하는과제이다. 피험자들은시각적으로재인하여얻은의미정보를청각적으로재인한음운정보와비교하여야하는데이는의미처리와음운처리가복합적으로이루어져야하기때문에단편적인처리과정이아닌통합적처리과정을요구한다고볼수있다. 따라서, 본연구에서의 N 성분은초기에철자및음운정보와관련된음운지식을토대로후기에발현되는의미정보가결합되어통합적처리가이루어진것으로해석할수있다. 또한, 빈도, 음운규칙적용여부, 반구영역, 전후방영역, 집단간진폭의차이가유의하였는데이러한결과는청년층이노년층에비해음운규칙적용여부및단어빈도에대한점화효과를좀더민감하게받아들인다는것을시사한다. Mashal, Gavrieli 와 Kavé (211) 는청년층의경우우측두정엽 (right parietal region) 및우측전전두엽 (right prefrontal cortex) 의활성화를통해단어재인및인출을시도한다고보고하였다. 이선행연구의결과에기초해보면, 본연구에서의유의한삼차상호작용은청년층이저빈도단어를재인할때우측후두 (right posterior) 영역이활성화된것을시사한다. 청년층의경우시각, 청각정보가입력된후우반구가활성화되어단어재인이이루어졌으나, 노년층의경우는노화로인해청년층에비해활성화정도가낮아진것으로해석할수있다. N 성분의경우의미적오류 (violation) 가감지될때혹은점화자극과비교하여음운적연관성이없는경우음의 (negative) 방향으로큰진폭을보이는것으로알려져있는성분이다 (Weimer, Clark, & Freitas, 219). 청년층의경우저빈도에서음운규칙적용여부간차이가고빈도에서보다크게나타나고빈도에비해저빈도에서음운규칙미적용 ( 철자일치 ) 일때더큰부적 (nagative) 진폭이관찰되었으며, 이는반구영역및전후방영역에서유의한상호작용으로나타났다. 이러한연구결과는청년층을대상으로초기철자정보처리과정을사건관련전위 (ERP) 실험을통해살펴본 Kwon 등 (216) 의결과와동일하다. 즉, 청년층은저빈도, 음운규칙미적용 ( 철자일치 ) 에서의미적, 음운적오류를감지하여 N 성분의부적전위가관찰되었다. 하지만노년층의경우, ERP 분석결과로얻어진전체평균파형 (grand average waveforms) 을살펴보았을때, 고빈도의경우청년층과동일한양상을보이지만저빈도의경우음운규칙적용 ( 철자불일치 ) 에서부적전위가관찰되었다. 이러한연구결과는청년층과는다르게노년층은저빈도단어에음운규칙을적용하였을때의미적, 음운적오류를감지했다는것으로해석할수있다. 즉, 예측도가낮고의미적상호연결성이약한저빈도단어와음운지식을동 시에활성화시키는과정에인지적부담이가중되기때문에노년층이특히저빈도조건에서음운규칙을적용하는데어려움을느낀것으로보인다. 이는청년층, 중년층, 노년층을대상으로다양한조건 ( 규칙비단어, 불규칙비단어, 규칙단어, 불규칙단어 ) 에서음독과제를실시한결과, 불규칙비단어에서노년층수행력저하를보고한선행연구 (Yeon et al., 217) 와그맥락을같이한다. 하지만저빈도에서음운규칙미적용 ( 철자일치 ) 의경우노년층은청년층과는반대로부적전위활성화가낮게나타났다. 이러한연구결과는저빈도이고철자가일치되는상황에서노년층은의미적처리를하지않고단지자소-음소가 1:1로대응되는규칙단어로재인되었을가능성을시사한다. 전체적으로행동분석결과및 ERP 실시간처리과정에대한결과를요약하면다음과같다. 행동분석의결과노년층은청년층에비해정확도는낮았고반응시간은느렸다. 정반응만추출하여분석한실시간 ERP 결과에서는 3-5 ms 구간에서집단에대한주효과가근사적으로유의 (marginally significant) 하였으며청년층에비해노년층의 ERP 평균진폭의활성화가감소하는현상이나타났다. 음운규칙적용여부및빈도에대한효과는행동분석에서는모두나타났으며, 실시간 ERP 처리과정에서는집단과마찬가지로상호작용을통해나타났다. 의미처리이전초기철자관련 P2 성분이청년층및노년층집단에출현한것은두집단모두자소-음소처리즉, 음운규칙에대한지식을형성하고있었음을의미한다. 하지만습득한음운지식을토대로단어재인을통한의미처리가이루어져야하는 3-5 ms 구간에서음운규칙적용여부및빈도에따른뇌활성화의정도에따라집단간차이를보인것은, 노년층에게음운과의미를동시에처리해야하는것이어려움으로작용했을가능성을시사한다. 청년층의경우모든빈도조건에서음운규칙적용 ( 철자불일치 ) 보다미적용 ( 철자일치 ) 에서더큰부적파형이나타나 N이관찰되었고, 특히저빈도조건에서더크게활성화되어나타났다. 하지만노년층의경우전반적으로의미점화가약화되어나타났으며, ERP 분석결과로얻어진전체평균파형 (grand average waveforms) 을살펴보았을때, 저빈도조건에서음운규칙적용시부적성분이출현하였다. 노년층의이러한양상은저빈도의의미적표상과자소-음소처리와관련한음운적표상을동시에활성화시키는것이인지적처리부담으로작용하여나타난결과라고해석된다. 본연구의제한점및후속연구를위한제언은다음과같다. 첫째, 본연구는시각단어와청각단어를동시에재인하여음운판단을해야하는복잡한처리과정을포함하고있다. 이와같은이유로노년층이수행하기에과제의난이도가다소어려웠다고할수있을 17

14 단어재인시음운규칙적용여부및단어빈도에따른청년층및노년층의 ERP 성분비교분석 강혜원외 것이다. 그러므로노년층의수행력을고려한과제난이도조정및판단과정의단순화가요구된다. 둘째, 본연구에서사용되었던저빈도단어의경우빈도색인을기초로한수치에따라선정되었으나본연구에참여하였던연구대상자의학력수준및주관적선호도에따른개인적체감난이도가상이했음을배제할수없다. 그러므로후속연구에서는비단어 (nonword) 를통해빈도를통제하여진행할필요가있다. 셋째, 실험에사용된과제에서는시각자극제시시간이길었기때문에, 본논문에서분석한해당파형이순수하게청각자극과관련된파형이라고단정지을수없다. 그러므로후속연구에서는과제양상 (modality) 을통일하여진행할필요가있다. 넷째, 본연구에참여한각집단대상자수는연령집단을대표하기에적은수이므로보다많은집단별대상자를통해살펴볼필요가있다. 본연구는정상적노화가단어재인시음운규칙적용여부와빈도를조절했을때오프라인 (off-line) 행동결과와온라인 (on-line) 뇌파처리과정에어떠한영향을미치는가를노년층집단과청년층집단을비교하여한국어권에서처음으로살펴보았다는점에서의의가있다. 하지만앞에서언급된본연구의한계점을보완하여향후후속연구에는한국어에서나타나는다양한특성을노화와연결하여살펴볼필요성이요구된다. 본연구의결과는정상적인노화와치매및신경학적손상과관련된병리적대상군을변별하는데중요한언어적지표로서사용될수있으며, 또한노화과정에서발현될수있는언어적특징과기준을설정해가는데기초연구자료로서활용할수있다. REFERENCES Ball, K., & Owsley, C. (1993). The useful field of view test: a new technique for evaluating age-related declines in visual function. Journal of the American Optometric Association, 6(1), Burke, D. M., MacKay, D. G., & James, L. E. (2). Theoretical approaches to language and aging. In T. Perfect & E. Maylo (Eds.), Models of cognitive aging (pp ). Oxford, England: Oxford University Press. Cabeza, R., Grady, C. L., Nyberg, L., McIntosh, A. R., Tulving, E., Kapur, S.,... & Craik, F. I. (1997). Age-related differences in neural activity during memory encoding and retrieval: A positron emission tomography study. Journal of Neuroscience, 17(1), 391. Caplan, D., DeDe, G., Waters, G., Michaud, J., & Tripodis, Y. (211). Effects of age, speed of processing, and working memory on comprehension of sentences with relative clauses. Psychology and Aging, 26(2), 395. Chiarello, C. (19). Lateralization of lexical processes in the normal brain: A review of visual half-field research. In H. Whitaker (Ed.), Contemporary reviews in neuropsychology (pp ). Berlin: Springer-Verlag. Choi, S. J., & Sim, H. S. (219). Grapheme-phoneme conversion in Korean word recognition: evidence from event-related potentials. Communication Sciences & Disorders, 2(3), Christensen, K. J., Multhaup, K. S., Nordstrom, S. K., & Voss, K. A. (1991). A new cognitive battery for dementia: Relative severity of deficits in Alzheimer s disease. Developmental Neuropsychology, 7(), 359. Cohen, G. (1979). Language comprehension in old age. Cognitive Psychology, 11(), 29. Colavita, F. B. (197). Human sensory dominance. Perception & Psychophysics, 16(2), 9. Crawford, J. (215). Facing the facts: Assessing the role of appearance-behavior incongruities through the modulation of the N (Doctoral dissertation), Brandeis University, Massachusetts, USA. Cunningham, A. E., & Stanovich, K. E. (1993). Children s literacy environments and early word recognition subskills. Reading and Writing, 5(2), Davidoff, J. B., & Done, D. J. (19). A longitudinal study of the development of visual field advantage for letter matching. Neuropsychologia, 22(3), Dundas, E. M., Plaut, D. C., & Behrmann, M. (213). The joint development of hemispheric lateralization for words and faces. Journal of Experimental Psychology: General, (2), Federmeier, K. D., Van Petten, C., Schwartz, T. J., & Kutas, M. (23). Sounds, words, sentences: age-related changes across levels of language processing. Psychology and Aging, 1(), 572. Golob, E. J., & Starr, A. (2). Visual encoding differentially affects auditory event related potentials during working memory retrieval. Psychophysiology, 1(2), Grainger, J., & Holcomb, P. J. (29). Watching the word go by: On the timecourse of component processes in visual word recognition. Language and Linguistics Compass, 3(1), Hutchinson, J. M., & Beasley, D. S. (1976). Speech and language functioning among the aging. In H. J. Oyer & E. J. Oyer (Eds.), Aging and communication (pp ). Baltimore, MD: University Park Press. Jasper, H. H. (195). The ten-twenty electrode system of the international federation. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology, 1,

15 Hye Won Kang, et al. Age-Related Differences in Phonological Rules and Word Frequency Jo, E. H., & Sung, J. E. (21). Age-related differences in ERP components associated with processing homonyms depending on the context type of adnominal and verb phrases. Communication Sciences & Disorders, 23(2), Kang, Y. (26). A normative study of the Korean-Mini Mental State Examination (K-MMSE) in the elderly. Korean Journal of Psychology: General, 25(2), 1. Kang, Y., Jang, S. M., & Na, D. L. (2). Seoul Neuropsychological Screening Battery (2nd ed.). Seoul: Human Brain Research & Consulting. Kang, Y., & Na, D. L. (23). Seoul Neuropsychological Screening Battery. Seoul: Human Brain Research & Consulting Co. Kong, L., Zhang, J. X., Kang, C., Du, Y., Zhang, B., & Wang, S. (21). P2 and phonological processing in Chinese word recognition. Neuroscience Letters, 73(1), 371. Kramer, A. F., & Willis, S. L. (22). Enhancing the cognitive vitality of older adults. Current Directions in Psychological Science, 11(5), Kutas, M., & Federmeier, K. D. (211). Thirty years and counting: finding meaning in the N component of the event-related brain potential (ERP). Annual Review of Psychology, 62, Kutas, M., & Hillyard, S. A. (19). Reading senseless sentences: brain potentials reflect semantic incongruity. Science, 27(27), Kwon, Y., Choi, S., & Lee, Y. (216). Early use of orthographic information in spoken word recognition: event related potential evidence from the Korean language. Psychophysiology, 53(), Kwon, Y., Lee, Y., & Nam, K. (211). The different P2 effects of phonological and orthographic syllable frequency in visual word recognition in Korean. Neuroscience Letters, 51(2), Kwon, Y., Nam, Y., & Lee, Y. (215). The effect of the phonological information in the Korean visual word recognition: an event related potential study. The Journal of Linguistic Science, 75, 232. Lee, H. S., & Kim, J. O. (23). The effects of ease with phonological rules applicability on phonological processing of Korean words and nonwords. Korean Journal of Experimental Psychology, 15(3), 255. Lee, J. S., & Sung, J. E. (215). The effects of noun-phrase type and parallel function on online sentence processing for normal elderly adults. Communication Sciences & Disorders, 2(2), Lee, K. (1996). Phonological rules in oral reading of Korea. Korean Journal of Cognitive and Biological Psychology, (1), Lee, S. J., Lee, S. J., Song, J. Y., & Kim, H. (21). Characteristics of language comprehension in normal elderly and the mild cognitive impaired. Dementia and Neurocognitive Disorders, 13(3), Lee, S., Kwon, Y., & Lee, Y. (21). The difference of word regularity effects based on the degree of the phonological rule application and word frequency. The Journal of Linguistic Science, 6, Lee, S. O. (199). On the functional load of phonetic/phonological rules: A quantitative survey in modern Korean. Language Research, 26(3), 167. Lee, Y. M. (2). A study of children s vocabulary in the elementary school setting (Master s thesis). Ewha Womans University, Seoul, Korea. Lim, Y. J., & Kim, Y. T. (2). A comparison of the ability of 2nd graders and 5th graders to apply phonological rules in reading exercises. Korean Journal of Communication & Disorders, 13(), Lim, Y. K. (26). A study on the applicability of phonological rules in Hangul Word recognition (Master s thesis). Ewha Womans University, Seoul, Korea. Mashal, N., Gavrieli, R., & Kavé, G. (211). Age-related changes in the appreciation of novel metaphoric semantic relations. Aging, Neuropsychology, and Cognition, 1(5), McPherson, W. B., Ackerman, P. T., Holcomb, P. J., & Dykman, R. A. (199). Event-related brain potentials elicited during phonological processing differentiate subgroups of reading disabled adolescents. Brain and Language, 62(2), Meng, X., Jian, J., Shu, H., Tian, X., & Zhou, X. (2). ERP correlates of the development of orthographical and phonological processing during Chinese sentence reading. Brain Research, 19, 91. National Institute of Korean Language. (21). Sejong literary language corpus. Seoul: Author. Nissim, N. R., O Shea, A. M., Bryant, V., Porges, E. C., Cohen, R., & Woods, A. J. (217). Frontal structural neural correlates of working memory performance in older adults. Frontiers in Aging Neuroscience,, 32. Praamstra, P., & Stegeman, D. F. (1993). Phonological effects on the auditory N event-related brain potential. Cognitive Brain Research, 1(2), 736. Raz, N., & Kennedy, K. M. (29). A systems approach to age-related change: Neuroanatomical changes, their modifiers, and cognitive correlates. In: W. Jagust & M. D Esposito (Eds.), Imaging the aging brain (pp. 3-7). New York: Oxford University Press. Ross, E. D. (191). The aprosodias: Functional-anatomic organization of the affective components of language in the right hemisphere. Archives of Neurology, 3(9), Szewczyk, J. M., & Schriefers, H. (21). The N as an index of lexical preactivation and its implications for prediction in language comprehension

16 단어재인시음운규칙적용여부및단어빈도에따른청년층및노년층의 ERP 성분비교분석 강혜원외 Language, Cognition and Neuroscience, 33(6), Van Petten, C., & Kutas, M. (199). Interactions between sentence context and word frequency in event-related brainpotentials. Memory & Cognition, 1(), Weimer, N. R., Clark, S. L., & Freitas, A. L. (219). Distinct neural responses to social and semantic violations: An N study. International Journal of Psychophysiology, 137, 721. Won, D. R., & Sim, H. S. (22). Phonological activation in Korean word recognition between Korean native speakers and Japanese-Korean and Chinese-Korean bilingual speakers: Evidence from event-related potentials. Communication Sciences & Disorders, 25(1), Woodruff-Pak, D. S. (1997). The neuropsychology of aging. Blackwell Publishing. Yeon, E. J., Cho, E. B., Lee, S. J., Kim, S. W., Lee, Y., & Yoon, J. H. (217). Characteristics of word reading according to word condition in normal adults. Communication Sciences & Disorders, 22(), Yoo, H. M., & Sung, J. E. (21). ERP components associated with syntactic ambiguity and word order canonicity in processing sentence with ditransitive verb between young and elderly adults. Communication Sciences & Disorders, 23(3), Yoon, S. A. (211). The developmental task and psychological characteristics of the elderly people. Journal of Brain Education, 1,

17 Hye Won Kang, et al. Age-Related Differences in Phonological Rules and Word Frequency Appendix 1. Stimuli words Phonological rules High frequency Low frequency Inconsistent in spelling Consistent in spelling Inconsistent in spelling Consistent in spelling Tensification 입술 [ 입쑬 ] 용돈 일주 [ 일쭈 ] 국고 갈등 [ 갈뜽 ] 철도 몰두 [ 몰뚜 ] 날조 실수 [ 실쑤 ] 발생 살생 [ 살쌩 ] 결사 출장 [ 출짱 ] 물결 결손 [ 결쏜 ] 물증 말단 [ 말딴 ] 갈증 혈당 [ 혈땅 ] 발산 Liason 책임 [ 채김 ] 믿음 접안 [ 저반 ] 안이 발음 [ 바름 ] 웃음 번안 [ 버난 ] 날인 국어 [ 구거 ] 금액 심오 [ 시모 ] 국익 녹음 [ 노금 ] 선언 반역 [ 바녁 ] 선악 목욕 [ 모굑 ] 답안 합일 [ 하빌 ] 본업 Aspiration 축하 [ 추카 ] 폭행 각형 [ 가켱 ] 혹한 식혜 [ 시켸 ] 입학 박해 [ 바캐 ] 약학 약화 [ 야콰 ] 녹화 입헌 [ 이펀 ] 잡화 국회 [ 구쾨 ] 복합 곡해 [ 고캐 ] 삽화 역할 [ 여칼 ] 집회 약효 [ 야쿄 ] 직함 Liquidization 설날 [ 설랄 ] 탄력 안료 [ 알료 ] 문란 논리 [ 놀리 ] 분류 신랄 [ 실랄 ] 열녀 난리 [ 날리 ] 반란 말년 [ 말련 ] 연루 건립 [ 걸립 ] 인류 원론 [ 월론 ] 힐난 불능 [ 불릉 ] 근로 안락 [ 알락 ] 현리 Nasalization 국물 [ 궁물 ] 심리 강론 [ 강논 ] 망락 격려 [ 경녀 ] 식량 낙농 [ 낭농 ] 양립 성립 [ 성닙 ] 독립 입론 [ 임논 ] 망라 집념 [ 짐념 ] 확률 항로 [ 항노 ] 법망 섭렵 [ 섬녑 ] 창립 농락 [ 농낙 ] 접목 17

18 단어재인시음운규칙적용여부및단어빈도에따른청년층및노년층의 ERP 성분비교분석 강혜원외 국문초록 단어재인시음운규칙적용여부및단어빈도에따른청년층및노년층의 ERP 성분비교분석강혜원 심현섭 이화여자대학교일반대학원언어병리학과배경및목적 : 본연구는단어재인과정에서단어빈도및음운규칙적용여부에따라나타나는집단 ( 청년층및노년층 ) 간연령에따른수행력차이를사건관련전위 (event-related potential, ERP) 를통해살펴보고자하였다. 방법 : 정상청년층 (17 명 ) 및노년층 (1 명 ) 총 35 명이참여하였다. 피험자들은시각단어제시이후연이어들려오는청각단어를비교하여음운규칙이올바르게적용되었는지를판단하였다. 과제가시행되는동안정반응률 (%), 반응시간 (ms) 및뇌파가측정되었다. 결과 : 행동분석결과, 노년층은청년층에비해유의하게낮은정확도와긴반응시간을보였다. ERP분석결과, 15-3 ms 구간에서는집단간유의한차이가나타나지않았다. 하지만, 3-5 ms 구간에서청년층의경우모든빈도에서음운규칙미적용시 N 성분이관찰되었고저빈도조건에서더욱뚜렷하게나타났다. 반면, ERP 분석결과로얻어진전체평균파형 (grand average waveforms) 을살펴보았을때, 노년층의경우고빈도조건에서는청년층과동일하게음운규칙미적용시 N 성분이관찰되었으나, 저빈도의경우음운규칙적용시 N 성분이관찰되었다. 논의및결론 : 청년층과노년층이단어빈도에따라음운규칙을적용하는양상에있어차이를보였으며, 이러한차이는저빈도단어이고음운규칙미적용조건에서두드러지게나타났다. ERP 분석을통해나타난연령에따른차이는노화로인해음운정보와의미정보를동시에처리하는능력이저하된것이반영된것으로해석된다. 핵심어 : 노화, 한국어단어재인, 음운규칙, 단어빈도, P2, N 본논문은제1저자의석사학위논문 (22) 의내용을수정 보완한것임. 참고문헌 강연욱 (26). K-MMSE (Korean-mini mental state examination) 의노인규준연구. 한국심리학회지 : 일반, 25(2), 1. 강연욱, 나덕렬 (23). 서울신경심리검사 (Seoul Neuropsychological Screening Battery). 서울 : 휴브알엔씨. 강연욱, 장승민, 나덕렬 (2). 서울신경심리검사 2판 (SNSB-II). 인천 : 휴브알엔씨. 국립국어원 (21). 세종현대문어말뭉치. 서울 : 국립국어원. 권유안, 남예은, 이윤형 (215). 한국어시각단어재인시음운정보의영향 : 사건관련전위연구. 언어과학연구, 75, 232. 연은주, 조은별, 이수정, 김선우, 이윤경, 윤지혜 (217). 정상성인의단어조건에따른읽기특성. Communication Sciences & Disorders, 22(), 원동란, 심현섭 (22). 한국어원어민과일본어-한국어및중국어-한국어이중언어사용자간음운규칙적용여부에따른단어재인시 ERP 성분비교. Communication Sciences & Disorders, 25(1), 유혜미, 성지은 (21). 수여동사구문의통사적중의성및어순전형성에따른노년층대상 ERP 성분분석. Communication Sciences & Disorders, 23(3), 윤선아 (211). 노년기의발달과제와심리적특성. 뇌교육연구특별호, 1, 이광오 (1996). 한글글자열의음독과음운규칙. 한국심리학회지 : 인지및생물, (1), 이상억 (199). 현대국어음변화규칙의기능부담량. 어학연구, 26(3), 167. 이선경, 권유안, 이윤형 (21). 음운규칙적용도와단어빈도에따른단어규칙성효과의차이. 언어과학연구, 6, 이수정, 이승진, 송지연, 김향희 (21). 정상노년층과경도인지장애의언어이해력특성. 대한치매학회지, 13(3), 이영미 (2). 학령기아동의학교상황어휘연구 : 보완 대체의사소통체계적용을위한기초연구. 이화여자대학교대학원석사학위논문

19 Hye Won Kang, et al. Age-Related Differences in Phonological Rules and Word Frequency 이지선, 성지은 (215). 명사구속성일치여부및병행기능유무가노년층의실시간문장처리과정에미치는영향. Communication Sciences & Disorders, 2(2), 이해숙, 김정오 (23). 음운규칙의적용용이성이음운정보처리에미치는효과. 한국심리학회지 : 인지및생물, 15(3), 255. 임유경 (26). 한글단어재인에서음운규칙의적용도연구. 이화여자대학교대학원석사학위논문. 임유진, 김영태 (2). 단어읽기과제에서초등 2학년과 5학년아동의음운규칙적용능력의비교. 언어청각장애연구, 13(), 조은하, 성지은 (21). 관형어및동사구맥락유형에따라동음이의어처리과정에서나타나는청년층및노년층간 ERP 성분비교. Communication Sciences & Disorders, 23(2), 최서진, 심현섭 (219). 한국어불규칙단어재인시표기-음운변환처리과정 : 사건관련전위연구. Communication Sciences & Disorders, 2(3), ORCID 강혜원 ( 제 1 저자, 대학원생 심현섭 ( 교신저자, 교수 1