MMORPG 중독및몰입현상의뇌파반응비교분석 Jun Hyeok Choi, Jung Yong Kim, Young Jin Cho, Seung Nam Min Department of Industrial and Management, 426-791 ABSTRACT Objective: 본연구의목적은게임몰입시 MMORPG 고위험사용자와일반사용자의정량적뇌전도반응을측정하고몰입반응에따른고위험사용자와일반사용자의판별가능성을알아보는것이다. Background: 게임중독은다양한사회문제를일으키는심각한사회병리학적원인이다. MMORPG 는현실에가까운가상세계에서사용자를과도하게몰입시키는문제를유발하고있어사회적으로많은문제점을낳고있다. 그럼에도 MMORPG 의몰입에관한정량적측정과심리생리학적현상파악이아직까지규명되지않고있는실정이다. Method: MMORPG 로대표되는 Diablo3 게임의사용경험이있는 8 명의사용자가실험에참가하였다. 실험의독립변수는인터넷게임중독판별설문지로진단된사용자군 ( 고위험사용자군, 일반사용자군 ) 으로구성하였다. 종속변수로는 4 가지측정영역 (Fz, Cz, Pz, O 1 ) 에서의뇌파신호로선정하였다. 측정영역별뇌파신호는 Theta, Alpha, SMR, Low Beta 의각파워스펙트럼비율로분리되었고, 이를조합한 4 가지의매개변수를분석에사용하였다. 실험참가자는주어진게임상황에서 50 분간게임을진행하였고시간의흐름에따라뇌파신호를수집하였다. Results: Paired T-test 결과 Fz 의 Alpha 파, Pz 의 Theta 파를제외한모든부위뇌파에서고위험사용자군과일반사용자군이뇌파반응차이를보였다. 특히 Cz 와 O 1 영역에서유의성높은차이를보였다 ( 유의수준 1%). Conclusion: 고위험사용자군과일반사용자군의 MMORPG 수행시뇌파를몰입의차이를발견할수있었고 Cz 부위의 Theta, Alpha, SMR 파는중독정도에따른몰입반응을관찰할수있는지표로서사용할수있다고본다. Application: 고위험사용자군과일반사용자군의 MMORPG 몰입반응을관찰할수있는정량적지표를제공하고이자료를바탕으로과도한몰입으로인해유발되는중독현상을사전에발견하고차단할수있는기술로써활용할수있다. Keyword: Game Flow, Electroencephalogram, Addiction, MMORPG, Diablo3 1. Introduction 최근다양한사회적문제를일으키는원인의하나로게임중독이꼽히고있다. 게임에중독된사용자는게임에과하게몰입하여일상생활에서금단현상과충동조절장애를겪는다 (Young 1998). 한국정보화진흥원 (2011) 의연구에따르면, 게임중독은인터넷중독의한종류로분류되며, 인터넷중독은 2013년개정될 DSM-5 (Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, 5 th ed) 에서정식중독행위로분류하여병적도박과같이행위중독의일부로포함하는것을고려하고있다고하였다. 이처럼게임중독은단순한중독의문제를넘어심각한사회병리학적원인으로여겨지고있다. 온라인게임, 쇼핑, 음란물등을포함한인터넷사용자의위험성을평가하기위한다양한척도와지표가개발되었다 ( 한국정보화진흥원 2011). 그중인터넷중독상담대 응센터에서제공하는인터넷중독진단설문은인터넷사용자를고위험, 잠재적위험, 일반사용자군으로분류하여구분하고, 잠재적위험군을찾아내어고위험을사전에예방하는역할을하고있다. MMORPG(Massively Multiplayer Online Role Playing Game, 다중접속역할수행게임 ) 은현실에가까운가상세계에서새로운삶을시작하는것같은경험을하게하며자기만의라이프스타일을만들수있는장르의게임이다 ( 한국게임산업개발원, 2004). MMORPG 사용자는 1회게임수행시평균게임사용시간에서다른장르의게임과큰차이를보이며게임에과하게몰입하는것으로나타났다 ( 김정룡외 2011, 윤성현 2006). MMORPG 에관한몰입과중독의연구는진행되었으나대부분은설문지조사와요인분석을통한정성적인원인파악에그치고있다 (Chou and Ting 2003, Choi and Kim 2004). 반면몰입과중독에관한정량적인심리생리연구로서 Eye
tracker, 피부전도도, 뇌전도등을사용하여측정하는것을알수있다 (Newton et al., 2003, Esch and Stefano 2004). 이중정량적뇌전도 (Quantitative Electroencephalogram; QEEG) 는심리상태의생리적반응을잘반영하며시간흐름에따른심리변화의추적에적합한생체신호이다. 따라서 MMORPG 중독사용자에관한심리생리학적분석을통해몰입과중독에관한현상분석이필요하다. 본연구는인터넷사용위험성척도에따라분류된 MMORPG 사용자를대상으로게임수행시의정량적뇌파신호를수집하고분석한다. 이를통해 MMORPG 고위험사용자와일반사용자의게임몰입시심리생리학적반응의판별가능성을알아보려한다. 2.3 실험설계및측정지표실험을위하여독립변수로 MMORPG 사용자군 ( 고위험사용자군, 일반사용자군 ) 을사용하였고종속변수로 4가지측정영역에서의뇌파신호를사용하였다. 측정영역별뇌파신호는 4가지의매개변수로분석하였다. 뇌파측정부위는감각, 인지, 운동정보의처리를담당하는전두엽 (Fz), 측두엽 (Pz), 죄측후두엽 (O 1 ), 정중중심 (Cz) 로선정하였다. 각측정부위별대뇌피질의담당기능은 Table 1과같다.. Table 1. 대뇌피질의측정부위별담당기능및특징 2. Method 2.1 실험참가자실험참가자는인터넷중독설문지를사용하여고위험사용자군과일반사용자군으로분류하였다. 각군별 MMORPG 사용자는 4명으로총 8명의정신질환이없는 20대대학생을대상으로하였다. 2.2 측정장비측정장비는 Biopac사의 MP150 뇌파측정장비를사용하였고 ECI에서제공하는 Electro-Cap 을사용하였다 (Figure 1). Electro-Cap 은 International 10-20 system 에따라뇌전도수집전극을배치한장비이다. 측정부위 대뇌피질담당기능및특징 전두엽 (Fz) 인지, 사고과정의정보처리 두정엽 (Pz) 감각, 운동정보처리 후두엽 (O 1 ) 시각정보처리 정중중심 (Cz) 인지사고와감각운동의중간영역 (international 10-20 System) 뇌파신호분석을위해사용한주파수대역은 Table 2 와같다. Table 2. 뇌파의주파수대역별특징 뇌파매개변수 주파수대역 특징 Theta wave 3~8Hz 졸음, 명상 Alpha wave 8~12Hz 긴장이완, 주의력, 학습 SMR wave 12~15Hz 집중, 각성상태, 과잉행동및충동억제 Low Beta 15~20Hz 의식활동, 긴장, 흥분 스펙트럼분석을통해분류된뇌파별파워는상대 파워로계산하였다 ( 식 1, 2, 3, 4). Theta band power ratio = Theta power/(theta+alpha+smr+lbeta)power (1) Alpha band power ratio = Alpha power/(theta+alpha+smr+lbeta)power (2) SMR band power ratio = SMR power/(theta+alpha+smr+lbeta)power (3) LBeta band power ratio = LBeta power/(theta+alpha+smr+lbeta)power (4)
2.4 실험과정 Addicted 0.103 ±0.004 실험참가자는실험전간단하게본인에대한정보를기록하고, 실험에관한설명을들었다. 게임을할수있도록구성된실험환경을소개하고실험을위해자리에앉았다. 자리에앉은후뇌파측정을위한장비를장착하였다. 왼쪽귓불 (A 1 ) 을 reference 로설정하였고오른쪽귓불 (A 2 ) 을 ground 로설정하여뇌전도신호를수집하였다. 참 가자는 Blizzard 사의 Diablo3 MMORPG 를 50 분이상수행 하였고이를초당 250Hz 로기록하였다. 각참가자의게임 수행동영상과함께기록된뇌파는 visual inspection 을거 쳐이상신호를제거하였다. 기록된뇌파는 60 초단위의 epoch 로나누어분석하였다. Cz LBeta** Theta*** SMR*** LBeta** Non-Addicted 0.092 ±0.006 Addicted 0.089 ±0.005 Non-Addicted 0.562 ±0.013 Addicted 0.580 ±0.009 Non-Addicted 0.208 ±0.006 Addicted 0.199 ±0.003 Non-Addicted 0.122 ±0.004 Addicted 0.116 ±0.003 Non-Addicted 0.107 ±0.005 Addicted 0.104 ±0.004.023.005 2.5 데이터분석 수집된뇌파자료는 Paired t-test 로분석하여 MMORPG 고위험사용자와일반사용자간의뇌파반응차 이를관찰하였다. 또한유의한차이를보이는측정부위와 뇌파에관해시간에따른변동을평균과표준편차로관찰 하였다. 수집된정량적뇌파의각 epoch 는스펙트럼분석을통 Pz Theta SMR** LBeta*** Non-Addicted 0.535 ±0.013 Addicted 0.539 ±0.011 Non-Addicted 0.215 ±0.006 Addicted 0.210 ±0.004 Non-Addicted 0.133 ±0.004 Addicted 0.131 ±0.004 Non-Addicted 0.117 ±0.005 Addicted 0.120 ±0.004.117.010.008 해 Theta, Alpha, Sensorimotor rhythm(smr), Low Beta 의 4 가지주파수대역의파워 (μv2) 를구하였다 (Table 2). 3. Results O1 Theta*** SMR*** Non-Addicted 0.464 ±0.016 Addicted 0.476 ±0.012 Non-Addicted 0.218 ±0.004 Addicted 0.222 ±0.004 Non-Addicted 0.157 ±0.005 Addicted 0.151 ±0.004 Paired T-test 결과영역별 2가지지표를제외한모든지표에서유의미한차이가나타났다 (Table 3). 분석결과를 4가지측정부위와 4가지뇌파파장대로나타내었다. Non-Addicted 0.161 ±0.008 LBeta*** Addicted 0.151 ±0.006 Non-Addicted: 일반사용자군, Addicted: 고위험사용자군 *p<.05, **p<.01, ***p<.001 Table 3. Paired T-test 결과 Area Parameter Group Average P-value Fz Non-Addicted 0.614 ±0.019 Theta*.071 Addicted 0.621 ±0.013 Non-Addicted 1.885 ±0.008 Alpha Addicted 1.876 ±0.006.535 SMR** Non-Addicted 0.105 ±0.006.025 실험결과 Fz 부위의 Alpha 대역, Pz 부위의 Theta 대역을제외한모든부위주파수대역에서 Non-Addicted 군과 Addicted 군이뇌파반응차이를보였다. 특히 Cz영역과 O1 의주파수대역에서유의성높은차이를보였다. Fz, Cz, O1 영역에서는 SMR과 LBeta의 Fast wave에서 Non-Addicted 군이 Addicted 군보다더우세한반응을보였다. 반면 Theta의 Slow wave는 Addicted 군이 Non-Addicted 보다우세한반응을보였다.
4. Discussion 인지사고과정의정보처리를담당하는전두엽과시각정보처리를담당하는후두엽에서 MMORPG 일반사용자군이고위험사용자군보다 SMR, LBeta 대역에서우세하게나타났다. 이는일반사용자군이게임수행시고위험사용자군보다각성상태를더유지하며긴장하고집중한다고볼수있다. 반대로모든측정영역의 Theta대역에서우세하게나타난고위험사용자군은일반사용자군 보다게임수행시긴장이완과졸음의비활성의상태를보이는것으로나타났다. 이는고위험사용자군이게임수행시일반사용자보다뇌의활동이적은것으로보인다. 유의하게나타난영역별매개변수중시간대별뇌파의변화율을관찰한결과 Cz 부위의 Theta, Alpha, SMR파는대부분의시간대에서고위험사용자군과일반사용자군간의차이를보이며분리되는양상을띄었다 (Figure 1, 2, 3). 이는 Cz 부위에서뇌파를측정할경우고위험사용자군과일반사용자군의차이가뚜렷이나타날수있음을보여준다.
정중중심인 Cz 영역은인지사고의정보처리를관장하는전두엽과감각운동정보의처리를관장하는두정엽의중심구의영역이다. 이영역에서나타나는 SMR파의활동증대는감각입력과근육활동이최소화되지만충분한각성상태를유지하는특징을보인다. 따라서 MMORPG 상의게임캐릭터를조종하기위한근육활동과게임상황에대한감각입력활동이고위험사용자군보다일반사용자군에서활발히나타나는현상을보인다. 이는 Cz 영역의 SMR파가 MMORPG 몰입의지표로써고위험사용자군과일반사용자군의차이를나타내는것으로보인다. 5. Conclusion 활성도차이비교, 대한인간공학회추계학술대회, 2011 윤성현, 다사용자온라인롤플레잉게임 (MMORPG) 의평균체류시간요인분석, 추계예술대학교문화예술경영대학원, 2006, Chou, T.J and Ting, C.C., The Role of Flow Experience in Cyber-Game Addiction, Cyber Psychology & Behavior, 6(6), 663-675, 2003. Choi, D. and Kim, J., Why People Continue to Play Online Games: In Search of Critical Design Factors to Increase Customer Loyalty to Online Contents, Cyber Psychology & Behavior, 7(1), 11-24, 2004. Newton, T.F., Cook, I.A., Kalechstein, A.D., Duran, S., Monroy, F., Ling, W. and Leuchter, A.F., Quantitative EEG abnormalities in recently abstinent methamphetamine dependent individuals, Clinical Neurophysiology, 114, 410-415, 2003. Esch, T. and Stefano, G.B., The neurobiology of pleasure, reward processes, addiction and their health implications, Neuroendocrinology Letters, 4(25), 235-251, 2004. 본연구는 MMORPG 고위험사용자군과일반사용자군의게임수행에따른정량적뇌파의반응을측정하고분석하였다. MMORPG 고위험사용자군은일반사용자군보다게임수행시뇌의각성정도가떨어지는것으로나타났다. 또한정중중심인 Cz 부위의 Theta, Alpha, SMR파는고위험사용자와일반사용자의 MMORPG 수행시몰입차이를판별하기위한지표로써사용할수있다고본다. 인터넷중독설문지로구분된고위험사용자군과일반사용자군뿐만아니라잠재적위험사용자군을추가하여실험하면중독정도에따라게임몰입반응을관찰할수있을것이다. 또한각군별실험자수를보완한다면게임몰입반응에관한정확한구별과게임사용시간에따른분석이가능할것이다. 본연구는중독여부에따른 MMORPG 수행시몰입반응을심리생리학적인지표로측정하여현상의차이를정량적으로측정하였다. 이는건전한게임사용단계에서과도한게임몰입으로의발전을규명하고이를제한하는자료로서활용될수있을것이다. References Young, K.S and Psy, D., Internet Addiction: The Emergence of a New Clinical Disorder, Cyber Psychology & Behavior, 1(3), 237-244, 1998. 이영식, 인터넷중독의생물학적원인및약물치료, 대한의사협회지, 49(3), 209-214, 2006. 인터넷중독진단척도고도화 (3차) 연구, 한국정보화진흥원, 2011 게임중독치료클리닉운영및게임중독지수개발기초연구, 한국게임산업개발원, 2005. 김정룡, 박지수, 최준혁, 이형창, 온라인게임의종류에따른뇌파 Author listings Junhyeok Choi: choijjun@gmail.com Highest degree: BS, Department of Industrial and Management Industry, Hanyang University Position title: Master's course, Department of Industrial and Management Areas of interest: Physical UI/UX, Service design, Cognitive Psychology, Neuroscience Jung Yong Kim: jungkim@hanyang.ac.kr Highest degree: PhD, Department of Industrial Engineering, The Ohio state University Position title: Professor, Department of Industrial and Management Areas of interest: Biomechancis, Biosignal analysis, Cognitive Psychology Young Jin Cho: soulian@hanyang.ac.kr Highest degree: PhD, Department of Industrial Engineering, Hanyang University Position title: Researcher, Department of Industrial and Management Areas of interest: Biomechanics, Biosignal analysis, Safety Management, Physical User Interface Seung Nam Min: msnijn12@hanmail.net Highest degree: PhD, Department of Industrial Engineering, Hanyang University Position title: Researcher, Department of Industrial and Management Areas of interest: Biomechancis, Biosignal analysis, Cognitive Psychology