(19) 대한민국특허청 (KR) (12) 등록특허공보 (B1) (51) 국제특허분류 (Int. Cl.) A61B 5/0476 (2006.01) A61B 5/0478 (2006.01) (21) 출원번호 10-2014-0144023 (22) 출원일자 2014 년 10 월 23 일 심사청구일자 2014 년 10 월 23 일 (65) 공개번호 10-2016-0047746 (43) 공개일자 2016 년 05 월 03 일 (56) 선행기술조사문헌 JP2010512862 A KR101325189 B1 KR101133845 B1 KR100166342 B1 (45) 공고일자 2016년05월04일 (11) 등록번호 10-1618275 (24) 등록일자 2016년04월28일 (73) 특허권자 숭실대학교산학협력단 서울특별시동작구상도로 369 ( 상도동 ) (72) 발명자 김주연 서울특별시서초구방배로 28 길 63, 705( 롯데캐슬포레스트 ) 김종하 경상북도영주시순흥면회헌로 985 번길 39-5 ( 뒷면에계속 ) (74) 대리인 윤귀상 전체청구항수 : 총 6 항심사관 : 최성수 (54) 발명의명칭미디어파사드영상자극에대한뇌파반응분석시스템및그방법 (57) 요약 본발명은서로다른미디어파사드영상자극이인간의감성반응에어떠한영향을미치는지정량적인데이터로검증하는미디어파사드영상자극에대한뇌파반응분석시스템및그방법을제공한다. 본발명은서로다른미디어파사드상자극에대한피험자의뇌파를측정하여뇌파대역별활성도, 뇌파대역의뇌부위별활성도, 뇌파대역이부위별상관관계, 피험자의남녀집단간뇌파대역의활성도등의반응특성을분석한다. 대표도 - 도 3-1 -
(72) 발명자 김상희 충청북도제천시신백로 14 길 21, 2-406( 화성아파트 ) 이정호 대구광역시동구파계로 700 이발명을지원한국가연구개발사업 과제고유번호 2011-0007690 부처명 연구관리전문기관 미래창조과학부 한국연구재단 연구사업명 2011 년도신진연구자지원사업 ( 연구비지원 ) 연구과제명 기여율 3/5 도시미디어경관의생리반응측정에따른디지털색채스키마에관한연구 주관기관 숭실대학교산학협력단 연구기간 2011.11.01 ~ 2013.04.30 이발명을지원한국가연구개발사업 과제고유번호 부처명 연구관리전문기관 연구사업명 연구과제명 기여율 2/5 2013R1A1A2062911 미래창조과학부 한국연구재단 2013 년도하반기일반연구자지원사업 시선추적과 fmri 를이용한뉴로디자인통합모델개발 주관기관 동양대학교산학협력단 연구기간 2013.11.01 ~ 2016.10.31-2 -
명세서청구범위청구항 1 실험영상자극물을시청중인시청자의뇌의부위별로설치된뇌파전극채널로부터뇌파신호를측정하는뇌파감지부 ; 상기측정한뇌파신호를시간영역에서주파수영역으로변환하는고속푸리에변환부 ; 상기변환된주파수영역에서의뇌파신호에서특정주파수대역의파장을추출하고, 각주파수의파워스펙트럼을이용하여각각의주파수의파워량을추출하는제어부 ; 및상기추출한주파수의파워량을기초로상대뇌파값 (Band to Band Power) 의평균을중심으로뇌파대역별활성도비율을나타내는뇌파대역별로뇌파평균값을산출하고, 각각의뇌파대역마다뇌의부위별로상기뇌파전극채널의뇌파평균값을산출하여뇌파대역의뇌부위별활성도비율을비교하여분석하는뇌파대역활성도분석부를포함하고, 상기뇌파평균값은흰색영상자극물에대한베이스뇌파평균값을나타내는배경뇌파평균값에서상기실험영상자극물의영상자극뇌파평균값을뺀값으로계산되는미디어파사드영상자극에대한뇌파반응분석시스템. 청구항 2 제1항에있어서, 상기뇌파대역은뇌파의주파수로서저주파에서고주파영역순으로상대세타 (Theta) 파, 상대알파 (Alpha) 파, 상대베타 (Beta) 파, 상대감마 (Gamma) 파를나타내고, 상기뇌파전극채널은좌측전전두엽, 우측전전두엽, 좌측전두엽, 우측전두엽, 좌측두정엽, 우측두정엽, 좌측후두엽, 우측후두엽을나타내는미디어파사드영상자극에대한뇌파반응분석시스템. 청구항 3 제2항에있어서, 상기실험영상자극물은입체영상을건물의내외부벽을스크린삼아투사하는것으로영상자극이단순한컬러와형태변화인단순패턴으로구성된제1 영상자극물과, 다양한색채와형태변화를스토리를전달하는스토리텔링매개체로이용한제2 영상자극물을포함하는미디어파사드영상자극에대한뇌파반응분석시스템. 청구항 4 청구항 4은 ( 는 ) 설정등록료납부시포기되었습니다. 제3항에있어서, 상기뇌파대역활성도분석부는상기제1 영상자극물또는상기제2 영상자극물에따라상기뇌파대역별로상기뇌파전극채널의뇌파평균값을산출하여뇌부위별활성도를알아내며, 상기제1 영상자극물또는상기제2 영상자극물의상기뇌파전극채널의뇌파평균값의변화와차이를분석하여상기제1 영상자극물과상기제2 영상자극물이상기시청자에게미치는영상자극결과를분석하는미디어파사드영상자극에대한뇌파반응분석시스템. 청구항 5 청구항 5은 ( 는 ) 설정등록료납부시포기되었습니다. 제3항에있어서, - 3 -
상기뇌파대역활성도분석부는산출한뇌파전극채널의뇌파평균값간의상관관계를분석하여상기뇌파전극채널간의상관계수가 0.9 이상인상관성을보인뇌부위가상기제1 영상자극물과상기제2 영상자극물에서상기전전두엽간의상관관계에서나타난미디어파사드영상자극에대한뇌파반응분석시스템. 청구항 6 청구항 6은 ( 는 ) 설정등록료납부시포기되었습니다. 제3항에있어서, 상기뇌파대역활성도분석부는산출한뇌파전극채널의뇌파평균값간의상관관계를분석하고상기제1 영상자극물과상기제2 영상자극물에서상기뇌파전극채널간의상관계수가 0.7 이상인상관성을보인뇌부위중상대세타파, 상대베타파, 상대감마파보다상대알파파간의상관관계에서뇌의좌측과우측의상관도가높게나타나는미디어파사드영상자극에대한뇌파반응분석시스템. 청구항 7 삭제청구항 8 실험영상자극물을시청중인시청자의뇌의부위별로설치된뇌파전극채널로부터뇌파신호를측정하는단계 ; 상기측정한뇌파신호를시간영역에서주파수영역으로변환하는단계 ; 상기변환된주파수영역에서의뇌파신호에서특정주파수대역의파장을추출하고, 각주파수의파워스펙트럼을이용하여각각의주파수의파워량을추출하는단계 ; 상기추출한주파수파워량을기초로상대뇌파값 (Band to Band Power) 의평균을중심으로뇌파대역별활성도비율을나타내는뇌파대역별로뇌파평균값을산출하는단계 ; 및각각의뇌파대역마다뇌의부위별로상기뇌파전극채널의뇌파평균값을산출하여뇌파대역의뇌부위별활성도비율을비교하여분석하는단계를포함하되, 상기실험영상자극물은입체영상을건물의내외부벽을스크린삼아투사하는것으로영상자극이단순한컬러와형태변화인단순패턴으로구성된제1 영상자극물과, 다양한색채와형태변화를스토리를전달하는스토리텔링매개체로이용한제2 영상자극물을포함하는미디어파사드영상자극에대한뇌파반응분석방법. 청구항 9 제8항에있어서, 상기뇌파대역은뇌파의주파수로서저주파에서고주파영역순으로상대세타 (Theta) 파, 상대알파 (Alpha) 파, 상대베타 (Beta) 파, 상대감마 (Gamma) 파를나타내고, 상기뇌파전극채널은좌측전전두엽, 우측전전두엽, 좌측전두엽, 우측전두엽, 좌측두정엽, 우측두정엽, 좌측후두엽, 우측후두엽을나타내는미디어파사드영상자극에대한뇌파반응분석방법. 청구항 10 제9항에있어서, 상기제1 영상자극물또는상기제2 영상자극물에따라상기뇌파대역별로상기뇌파전극채널의뇌파평균값을산출하여뇌부위별활성도를알아내며, 상기제1 영상자극물또는상기제2 영상자극물의상기뇌파전극채널의뇌파평균값의변화와차이를분석하여상기제1 영상자극물과상기제2 영상자극물이시청자에게미치는영상자극결과를분석하는미디어파사드영상자극에대한뇌파반응분석방법. 청구항 11 청구항 11은 ( 는 ) 설정등록료납부시포기되었습니다. - 4 -
제10항에있어서, 상기뇌파대역별로뇌파평균값을산출하는단계는, 상기제1 영상자극물과상기제2 영상자극물에서상대알파파, 상대베타파및상대감마파보다상대세타파대역의활성도가더높으며, 상대알파파대역의경우, 상기제1 영상자극물의영상자극의뇌파평균값이 0 이상으로증가하고상기제2 영상자극물의영상자극의뇌파평균값이 0 이하로감소하며, 상기제1 영상자극물의뇌파평균값과상기제2 영상자극물의영상자극에대한뇌파평균값이 0 이하로감소하는단계를포함하는미디어파사드영상자극에대한뇌파반응분석방법. 청구항 12 청구항 12은 ( 는 ) 설정등록료납부시포기되었습니다. 제10항에있어서, 상기뇌파대역별로뇌파평균값을산출하는단계는, 상기제1 영상자극물과상기제2 영상자극물은상대세타파대역의경우뇌부위에서상기좌측전두엽의뇌파평균값이가장높고, 상대감마파대역의경우, 뇌부위에서상기좌측전두엽의뇌파평균값이가장낮고, 상기우측후두엽이가장높게나타나며뇌의어느부위가활성화되었는지시각적으로보여주는뇌맵핑이미지데이터를생성하는단계를포함하는미디어파사드영상자극에대한뇌파반응분석방법. 청구항 13 청구항 13은 ( 는 ) 설정등록료납부시포기되었습니다. 제10항에있어서, 상기뇌파대역의뇌부위별활성도비율을비교하여분석하는단계는, 상대세타파대역의경우, 뇌부위중상기전전두엽부위에서상기제1 영상자극물의영상자극의뇌파평균값이 0 이하로감소하고, 상기제2 영상자극물의영상자극의뇌파평균값이 0 이상으로증가하며, 상대감마파대역의경우, 뇌부위중상기두정엽부위에서상기제1 영상자극물의영상자극의뇌파평균값이 0 이하로감소하고, 상기제2 영상자극물의영상자극의뇌파평균값이 0 이상으로증가하며, 상기전전두엽과상기후두엽부위의경우, 상기제1 영상자극물과상기제2 영상자극물의영상자극의뇌파평균값이 0 이상으로증가하는단계를포함하는미디어파사드영상자극에대한뇌파반응분석방법. 청구항 14 청구항 14은 ( 는 ) 설정등록료납부시포기되었습니다. 제10항에있어서, 상기뇌파대역의뇌부위별활성도비율을비교하여분석하는단계는, 산출한뇌파전극채널의뇌파평균값간의상관관계를분석하는단계 ; 및상기뇌파전극채널간의상관계수가 0.9 이상인상관성을보인뇌부위가상기제1 영상자극물과상기제2 영상자극물에서모두상기전전두엽간의상관관계에서나타나는단계를포함하는미디어파사드영상자극에대한뇌파반응분석방법. 발명의설명 [0001] 기술분야본발명은뇌파반응분석시스템및그방법에관한것으로서, 더욱상세하게는서로다른미디어파사드영상자극이인간의감성반응에어떠한영향을미치는지정량적인데이터로검증하는미디어파사드영상자극에대한뇌파반응분석시스템및그방법에관한것이다. - 5 -
[0002] [0003] [0004] [0005] [0006] [0007] [0008] [0009] [0010] [0011] [0012] [0013] 배경기술현대건축은 IT 기술의발전으로건축외피표현방법의다양성에기술의발전이접목되어시각적만족감뿐만아니라도시공간과소통하며사람의감성을자극하고상호작용하는관계로발전되었다. 오늘날감성의가치와감성디자인의중요성이활발히논의되고있는가운데건축디자인또한이러한시류에부합되는방향으로발전되고있는것이다. 이러한건축디자인의대표적인예가미디어파사드 (Media Facades) 이다. 미디어파사드는건축표피의스크린화를통해시각적미디어와콘텐츠를적극적으로활용하고있는사례이다. 미디어파사드는미디어 (Media) 와건물의외벽을뜻하는파사드 (Facade) 가결합된용어로, 입체영상을건물의내외부벽을스크린삼아투사하는것을말한다. 특히, 원근거리에서인지성과주목성이높다는점에서대중에게쉽게노출될수있는특징이있다. 미디어파사드는삭막한도시공간에서작은예술의체험을일상화시키고동시에감성을자극하는긍정적인효과와그이면의시각적인불괘함이나스트레스유발과같은부정적인영향에대한논의도이루어져야한다. 외부환경으로부터표출되는시각적자극은다양한인간의심리적기제를발생시키기때문이다. 그동안많은학자들은영상자극이인간의심리및행동에미치는영향에대해연구해왔으며, 자극에대한감성적반응과대뇌활성화사이의명백한관련이있다는사실을검증해왔다. 따라서, 도시공간에서비선택적으로미디어파사드의다양한콘텐츠를수용하게되는다수의도시민들이어떠한심리적, 생리적영향을받는가를파악하는것이매우중요하다고판단된다. 그러나현재까지국내에서수행된미디어파사드관련선행연구들을살펴보면, 미디어파사드가인간과소통할수있는매개가될수있다는전제하에감성을측정하려는시도가있었으나, 대부분설문조사에의한감성평가나만족도조사에그치고있었다. 이러한연구방법론은무의식적인과정을통해기억의변형이나왜곡등가외변인 (Extraneous Variable) 들의통제가어려운한계를지니고있다. 발명의내용 [0014] [0015] 해결하려는과제이러한문제점을해결하기위하여, 본발명이해결하고자하는과제는서로다른미디어파사드영상자극이인간의감성반응에어떠한영향을미치는지정량적인데이터로검증하는미디어파사드영상자극에대한뇌파반응분석시스템및그방법을제공하는데그목적이있다. 본발명이해결하고자하는과제는서로다른미디어파사드상자극에대한피험자의뇌파를측정하여뇌파대역별활성도, 뇌파대역의뇌부위별활성도, 뇌파대역이부위별상관관계, 피험자의남녀집단간뇌파대역의활성도등의반응특성을분석하는데그목적이있다. [0016] [0017] [0018] [0019] [0020] 과제의해결수단상기과제를해결하기위한본발명의일실시예에따른미디어파사드영상자극에대한뇌파반응분석시스템은, 실험영상자극물을시청중인시청자의뇌의부위별로설치된뇌파전극채널로부터뇌파신호를측정하는뇌파감지부 ; 측정한뇌파신호를시간영역에서주파수영역으로변환하는고속푸리에변환부 ; 변환된주파수영역에서의뇌파신호에서특정주파수대역의파장을추출하고, 각주파수의파워스펙트럼을이용하여각각의주파수의파워량을추출하는제어부 ; 및추출한주파수대역의파워량을기초로상대뇌파값 (Band to Band Power) 의평균을중심으로뇌파대역별활성도비율을나타내는뇌파대역별로뇌파평균값을산출하고, 각각의뇌파대역마다뇌의부위별로뇌파전극채 - 6 -
널의뇌파평균값을산출하여뇌파대역의뇌부위별활성도비율을비교하여분석하는뇌파대역활성도분석 부를포함한다. [0021] [0022] [0023] [0024] [0025] [0026] 상기과제를해결하기위한본발명의일실시예에따른미디어파사드영상자극에대한뇌파반응분석방법은, 실험영상자극물을시청중인시청자의뇌의부위별로설치된뇌파전극채널로부터뇌파신호를측정하는단계 ; 측정한뇌파신호를시간영역에서주파수영역으로변환하는단계 ; 변환된주파수영역에서의뇌파신호에서특정주파수대역의파장을추출하고, 각주파수의파워스펙트럼을이용하여각각의주파수의파워량을추출하는단계 ; 추출한주파수대역의파워량을기초로상대뇌파값 (Band to Band Power) 의평균을중심으로뇌파대역별활성도비율을나타내는뇌파대역별로뇌파평균값을산출하는단계 ; 및각각의뇌파대역마다뇌의부위별로상기뇌파전극채널의뇌파평균값을산출하여뇌파대역의뇌부위별활성도비율을비교하여분석하는단계를포함한다. [0027] [0028] [0029] [0030] 발명의효과전술한구성에의하여, 본발명은영상콘텐츠에따라평가될수있는감성지표를제공하는효과가있다. 본발명은미디어파사드의영상자극에대한뇌반응을측정하여체험과감성자극을통해인간과의소통을추구하는현대건축디자인을실현하기위한방법론을제공하는효과가있다. 본발명은건축에서미디어파사드영상으로시자극에대한감성을측정하여감성적반응을일으키는건축적요소를도출하여평가하는효과가있다. 본발명은영상디자인에따른감성생리반응을분석하는분석기법을제공해주는효과가있다. [0031] 도면의간단한설명 도 1 은본발명의실시예에따른미디어파사드의사례를나타낸도면이다. 도 2는본발명의실시예에따른미디어파사드영상자극에대한뇌파반응분석시스템을간략하게나타낸도면이다. 도 3은본발명의실시예에따른뇌파반응시스템에서뇌파반응분석부의구성을간략하게나타낸블록도이다. 도 4는본발명의실시예에따른영상자극별뇌파대역의뇌맵핑이미지데이터를나타낸도면이다. 도 5는본발명의실시예에따른뇌파대역의부위별활성도변화를히스토그램으로나타낸도면이다. 도 6은본발명의실시예에따른갤러리아백화점의영상자극에대한뇌부위별상관관계를분석한도면이다. 도 7은본발명의실시예에따른서울스퀘어의영상자극에대한뇌부위별상관관계를분석한도면이다. 도 8은본발명의실시예에따른갤러리아백화점영상자극에대한남자와여자집단간뇌파활성도차이를나타낸도면이다. 도 9는본발명의실시예에따른갤러리아백화점영상자극에대한뇌파대역별뇌맵핑이미지데이터를나타낸도면이다. 도 10은본발명의실시예에따른서울스퀘어영상자극에대한남자와여자집단간뇌파활성도차이를나타낸도면이다. 도 11은본발명의실시예에따른서울스퀘어영상자극에대한뇌파대역별뇌맵핑이미지데이터를나타낸도면이다. 도 12는본발명의실시예에따른미디어파사드영상자극에대한뇌파반응분석방법을나타낸도면이다. 도 13은본발명의실시예에따른갤러리아백화점과서울스퀘어영상자극에대한피험자의뇌파분석결과를 - 7 -
종합적으로정리한결과를나타낸도면이다. [0032] [0033] [0034] [0035] [0036] [0037] [0038] [0039] [0040] [0041] [0042] [0043] [0044] [0045] [0046] [0047] 발명을실시하기위한구체적인내용본발명의이점및특징, 그리고그것들을달성하는방법은첨부되는도면과함께상세하게후술되어있는실시예들을참조하면명확해질것이다. 그러나본발명은이하에서개시되는실시예들에한정되는것이아니라서로다른다양한형태로구현될것이며, 단지본실시예들은본발명의개시가완전하도록하며, 본발명이속하는기술분야에서통상의지식을가진자에게발명의범주를완전하게알려주기위해제공되는것이며, 본발명은청구항의범주에의해정의될뿐이다. 명세서전체에걸쳐동일참조부호는동일구성요소를지칭한다. 본명세서에서사용된용어는실시예들을설명하기위한것이며본발명을제한하고자하는것은아니다. 본명세서에서, 단수형은문구에서특별히언급하지않는한복수형도포함한다. 명세서에서사용되는 " 포함한다 (comprises)" 및 / 또는 " 포함하는 (comprising)" 은언급된구성요소, 단계및동작은하나이상의다른구성요소, 단계및동작의존재또는추가를배제하지않는다. 본발명은다양한생리측정방법중영상자극에대한피험자의뇌파 (Electroencephalogram, EEG) 를측정하여국내미디어파사드사례의영상자극에대한뇌반응을측정하며, 도출된정량적데이터를통해뇌파반응특성및감성변화를분석한다. 본발명은국내미디어파사드사례의영상자극에대하여피험자의뇌파를측정하여반응결과의특성을분석한다. 영상자극물로사용한사례는콘텐츠의표현방법에있어차이를보이고있는갤러리아백화점과서울스퀘어사례를선정한다. 외부요소로부터발생된인간의지각감각은신경을통해뇌로받아들이고, 복잡하고빠른처리작용을거치면서감정을담당하는변연계에서그정보들을수용한다. 그러면변연계는다양한뉴런간의상호작용과무수한시냅스의작용들을통해각종호르몬과다양한신경전달물질을발생시키게된다. 자연히인간은감정에변화가생기고더불어지각감각의강도적인차이가발생된다. 이러한몸의반응을통해사용자는감정과행동에변화가생기게된다. 이러한원리가밝혀지면서생리적측면에서감성이나심리적쾌감의수준을측정하고자하는시도가많이이루어지고있다. 인간의감성을측정하는데있어생리전위 (EPRs), 뇌전도 (EEG), 심전도 (ECG) 등의측정치를통해인간의주관적인심리영역을정확하고객관적인수치로분석하는연구가수행되고있다. 특히다양한생리적측정방법중뇌파측정기가가장효과적인것으로보고되고있다. 뇌파는뇌신경사이에신호가전달되는움직임을총칭하는것이다. 뇌파를이해해하고분석하기위해서는대뇌의위치에따른기능과주파수 (Frequency) 별특성을이해해야만한다. 먼저, 대뇌는위치와기능에따라크게전두엽, 측두엽, 두정엽, 후두엽으로구분된다. 전두엽은뇌의앞쪽에위치하며사고, 인지, 문제해결등과기능을담당하고, 주의집중과행동억제에관여한다. 측두엽은양쪽귀뒷부분에위치하며, 주로청각과언어능력에관여한다. 두정엽은촉각, 근신장수용기 (Stretch Receptors), 관절수용기 (Joint Receptors) 등에서유입되는신체정보를처리하는기능을한다. 후두엽은시각통로에서입력을받는시상핵의축삭이존재하는곳으로공간정보를저장하는작업기억을담당한다. 한편, 뇌파의주파수는저주파에서고주파영역순으로델타 (Delta) 파, 세타 (Theta) 파, 알파 (Alpha) 파, 베타 (Beta) 파, 감마 (Gamma) 파로분류하며각주파수대역별특성은다음의 [ 표 1] 과같다. - 8 -
표 1 [0048] [0049] [0050] [0051] [0052] [0053] [0054] [0055] [0056] [0057] [0058] [0059] [0060] [0061] [0062] [0063] 미디어파사드의영상과같이, 외부환경에서시각적자극을받는다는것은본다는것이상의의미를지니고있다. 감각기관인눈을통해후두엽에도달한시각정보들은전두엽, 두정엽회로혹은감정기억의뇌인변연계의조절로편집된다. 또한, 외부로부터입력된자극을처리하는과정에있어단기기억이나감정계, 혹은관리계나장기기억의개임등여러가지복합적인요소에다양한인간의심리적기제가발생한다. 미디어파사드의표현유형은연구자별로다양한분류기준 ( 재료나재질, 소통방식, 디스플레이기술등 ) 을제시하여구분하고있다. 미디어파사드에사용되는콘텐츠의경우, 초기에는기호및일러스트레이션, 이미지나색의패턴으로이루어진단순화된움직임을보여주는그래픽요소가사용된콘텐츠가일반적이었으나, 차츰미디어아트작가의예술적작품들과같은콘텐츠를접목함으로써공공예술적인접근으로영역을넓혀가고있다. 도 1에도시된바와같이, 전자의경우에해당되는사례는갤러리아백화점사례로서국내최초로도입된미디어파사드이며, 단순한컬러변화와형태이미지로표현되고있는대표적사례이다. 후자에는서울스퀘어사례가속하며, 시민들을위한미디어전시공간을지향하여단순패턴이나장식의개념을벗어나줄리언오피, 양만기씨의미디어아트를비롯해국내외유명작가들이참여한미디어영상을상영하고, 작품들마다다양한스토리텔링으로연출하고있다. 이렇듯표현요소및연출내용에있어차이를보이고있는두사례가피험자로하여금어떻게다른감성을이끌어내는지를뇌파변화를통해분석하고자한다. 도 1은본발명의실시예에따른미디어파사드의사례를나타낸도면이고, 도 2는본발명의실시예에따른미디어파사드영상자극에대한뇌파반응분석시스템을간략하게나타낸도면이고, 도 3은본발명의실시예에따른뇌파반응시스템에서뇌파반응분석부의구성을간략하게나타낸블록도이다. 본발명의실시예에따른미디어파사드영상자극에대한뇌파반응분석시스템 (100) 은뇌파감지부 (110), 인터페이스부 (120) 및뇌파반응분석부 (130) 를포함한다. 뇌파감지부 (110) 는 32개채널뇌파전극을사용하여피험자두피의소정위치들에붙인후뇌파신호를감지한다. 여기서, 32개채널뇌파전극은전전두엽, 전두엽, 두정엽, 측두엽, 후두엽부분중측정하고자하는부위에서의뇌파를선택적또는동시에측정하는장치이다. 인터페이스부 (120) 는뇌파감지부 (110) 와유선으로전기적으로접속되어증폭부 (122), 아날로그 / 디지털변환부 (124), 부호화부 (126) 및컴퓨터인터페이스부 (128) 를구비한다. 증폭부 (122) 는뇌파감지부 (110) 에서감지된미약한뇌파신호들을필터링한후, 진폭을증폭한다. 아날로그 / 디지털변환부 (124) 는증폭된다수채널의뇌파신호들을각각 1초에숙백배샘플링하여디지털값으로변환한다. 부호화부 (126) 는각채널의식별자와각채널별 1바이트의디지털값을순차적으로실시간부호화한다. 컴퓨터인터페이스부 (128) 는부호화부 (126) 에의해부호화된디지털신호를뇌파반응분석부 (130) 로전송한다. 뇌파반응분석부 (130) 는제어부 (131), 고속푸리에변환부 (132), 메모리부 (133), 뇌파대역활성도분석부 - 9 -
(134) 및표시부 (135) 를포함한다. [0064] [0065] [0066] [0067] [0068] [0069] [0070] [0071] [0072] [0073] [0074] [0075] [0076] [0077] 제어부 (131) 는인터페이스부 (120) 로부터수신한시간영역에서의뇌파신호를고속푸리에변환부 (132) 로전송한다. 여기서, 시간영역에서의뇌파신호는 32개채널의데이터중좌측전전두엽 (Fp1), 우측전전두엽 (Fp2), 좌측전두엽 (F3), 우측전두엽 (F4), 좌측두정엽 (P3), 우측두정엽 (P4), 좌측후두엽 (O1), 우측후두엽 (O2) 의뇌파데이터를나타낸다. 고속푸리에변환부 (132) 는제어부 (131) 에서전달받은시간영역에서의뇌파신호를주파수영역으로변환한다. 제어부 (131) 는고속푸리에변환부 (132) 에의해변환된주파수영역에서의뇌파신호에서특정주파수대역의파장을추출하고, 각주파수의파워스펙트럼을이용하여각각의주파수의파워량을추출하며추출한특정주파수대역의파워량을메모리부 (133) 에저장한다. 여기서, 특정주파수대역의파장은뇌파의주파수로서저주파에서고주파영역순으로델타 (Delta) 파, 세타 (Theta) 파, 알파 (Alpha) 파, 베타 (Beta) 파, 감마 (Gamma) 파를의미한다. 뇌파대역활성도분석부 (134) 는제어부 (131) 로부터수신한특정주파수대역의파워량을기초로상대뇌파값 (Band to Band Power) 의평균을중심으로뇌파대역별활성도비율을나타내는뇌파대역별로뇌파평균값을산출한다 ( 이하의표 2). 뇌파대역활성도분석부 (134) 는각각의뇌파대역마다뇌의부위별로상기뇌파전극채널의뇌파평균값을산출하여뇌파대역의뇌부위별활성도비율을비교하여분석한다. 뇌파대역활성도분석부 (134) 는통계분석프로그램인 SPSS 17.0을이용하여피험자별상대뇌파평균값의평균과표준편차를산출하였으며, 상관관계분석, 독립표본 T-검정, 대응표본 T-검정을실시하여, 미디어파사드영상자극별뇌파변화특성및남자와여자집단간뇌파활성도비교차이를분석한다. 실험영상자극물은도 1에기재된바와같이, 갤러리아백화점과서울스퀘어의미디어파사드를나타낸다. 다시말해, 실험영상자극물은입체영상을건물의내외부벽을스크린삼아투사하는것으로영상자극이단순한컬러와형태변화인단순패턴으로구성된제1 영상자극물 ( 갤러리아백화점 ) 과, 다양한색채와형태변화를스토리를전달하는스토리텔링매개체로이용한제2 영상자극물 ( 서울스퀘어 ) 을포함한다. 뇌파평균값은배경뇌파평균값 ( 흰색영상자극물에대한베이스 (Base) 뇌파평균값 ) 에서미디어파사드의영상자극뇌파평균값을뺀값이다. 피험자는남자 28명, 여자 28명총 56명의데이터를분석하였으며, 도 2에도시된바와같이, 피험자의두피에 32개채널의뇌파전극을붙인후, 5분동안자세를조정하여의자에앉아호흡을고르게한후시작하였다. 먼저, 어떤외부자극도주어지지않은상태에서대뇌피질신경세포의자발적인전기활동인배경 ( 기초 ) 뇌파 (Background EEG) 를 1분 30초동안측정하여기록하였으며이후 2분간휴식시간을갖았다. 다음으로, 갤러리아백화점미디어파사드영상자극을 10초동안시청한후뇌파를측정하였고휴식시간후서울스퀘어미디어파사드영상자극을 10초동안시청한후뇌파를측정하였다. 뇌파기록시간은잡파 (Artifact) 의혼입이없는안정된뇌파가 10초이상지속되었을때측정을시작하였다. 뇌파대역활성도분석부 (134) 는실험영상자극물에따른뇌파대역별활성도비율을비교한것으로서미디어파사드의실험영상자극물에대한피험자들의뇌반응을살펴보기위해상대뇌파값 (Band to Band Power) 의평균을중심으로뇌파대역별변화를분석한것이다. - 10 -
표 2 [0078] [0079] [0080] [0081] [0082] [0083] [0084] [0085] [0086] [0087] [0088] [0089] [0090] [0091] [0092] 전술한 [ 표 2] 에서기재된바와같이, 각뇌파대역에서평균값의차이를보이고있었으나통계적으로유의미한수준은아닌것으로나타났다. 각대역별변화를살펴보면, 가장활성화된뇌파변화를보인대역은상대세타파로나타났다. 서울스퀘어미디어파사드영상자극 ( 이하, 서울스퀘어영상자극 ) 이갤러리아백화점미디어파사드영상자극 ( 이하, 갤러리아백화점영상자극 ) 보다상대세타파대역을더활성화시킨것으로나타났다. 상대알파파의경우, 갤러리아백화점영상자극에서는증가한것으로나타났으나, 서울스퀘어영상자극에대해서는감소한것으로나타났다. 상대베타파의경우, 서울스퀘어영상자극에대한뇌파는변화가없었으며, 갤러리아백화점영상자극에대한뇌파평균값은감소하였다. 상대감마파의경우에는두사례모두감소하여활성화되지않는경향을보였으며, 서울스퀘어영상자극에비해갤러리아백화점영상자극에대한뇌파평균값이좀더감소한것으로분석되었다. 뇌파대역활성도분석부 (134) 는도 4에도시된바와같이, 제어부 (131) 로부터수신한특정주파수대역의파워량을기초로실험영상자극물에따른뇌파대역별뇌맵핑이미지데이터 ( 도 4) 를생성한다. 예를들어, BrainMap-3D 프로그램을사용하여 EEG 뇌전위지도를생성할수있다. 뇌맵핑이미지데이터는영상자극에대해피험자뇌의어느부위가활성화되었는지를시각적으로보여준다. 뇌맵핑이미지분석결과 ( 도 4), 실험영상자극물의영상자극에따라활성화된뇌부위가유사한대역과차이를크게보이고있는대역으로구분되어나타났다. 세타파와감마파대역의경우, 수치에차이는있으나활성화된부위가유사한패턴으로나타났는데, 먼저, 세타파대역의경우, 좌측전두엽이가장활성화되었으며, 전전두엽과후두엽은뇌파평균값이가장낮은것으로나타났다. 감마파대역의경우좌측전두엽의뇌파평균값이가장낮은것으로나타났고, 우측후두엽이가장활성화된것으로확인된다. 알파파와베타파는활성화영역에차이를보이고있는데, 먼저알파파는우측전두엽의활성화된정도는유사하나, 갤러리아백화점영상자극은두정엽부위뇌파평균값을감소시켰고, 서울스퀘어영상자극은우측전두엽부위를크게감소시킨다. 베타파의경우, 갤러리아백화점영상자극은전전두엽부위를활성화시켰고, 우측전두엽부위의뇌파평균값을감소시킨반면, 서울스퀘어영상자극은전전두엽과좌측전전두엽부위를활성화시켰고, 좌측두정엽부위의뇌파평균값을감소시킨것으로나타났다. 도 4에도시된바와같이, 뇌맵핑이미지데이터는뇌파평균값이높을수록붉은색계열에가깝게나타나며뇌 - 11 -
부위가활성화된것으로보ㄹ수있고뇌파평균값이낮을수록보라색계열에가깝게나타난다. [0093] [0094] [0095] [0096] [0097] [0098] 앞서, 대역별뇌파평균값의변화 ( 표 3) 와뇌부위별활성도의전반적인분석 ( 도 3) 을통해미디어파사드영상자극이피험자의감성및감정을자극하는일종의기제가될수있음을확인하였다. 도 5는본발명의실시예에따른뇌파대역의부위별활성도변화를히스토그램으로나타낸도면이다. 뇌파대역활성도분석부 (134) 는실험영상자극물의종류에따라각각의뇌파대역마다뇌의부위별로뇌파전극채널의뇌파평균값을산출하여뇌파대역의뇌부위별활성도비율을비교하여분석한다 ( 표 3와도 5). 뇌파대역활성도분석부 (134) 는분석된결과를메모리부 (133) 에저장하거나표시부 (135) 에출력한다. 뇌파대역활성도분석부 (134) 는제1 영상자극물또는상기제2 영상자극물에따라뇌파대역별로뇌파전극채널의뇌파평균값을산출하여뇌부위별활성도를알아내며, 제1 영상자극물또는제2 영상자극물의뇌파전극채널의뇌파평균값의변화와차이를분석하여제1 영상자극물과제2 영상자극물이피험자에게미치는영상자극결과를분석한다. 좀더세부적으로뇌파대역의부위별활성도의변화를분석하고, 대응표본 t-검정을통해사례간뇌파평균값의통계적유의도를검정하여어떠한차이를보이고있는지를다음의 [ 표 3] 에의해검토한다. 표 3 [0099] [0100] [0101] 먼저, 각대역별뇌파평균값의변화를검토한결과, 갤러리아백화점영상자극과서울스퀘어영상자극에대한뇌파평균값은대역별, 부위별로다양한차이를보이고있는것으로나타났다. 뇌부위별로뇌파를측정할수있는전극이구분되는데총 32개전극채널중에 8개전극채널 ( 전전두엽 ( 좌 ):Fp1, 전전두엽 ( 우 ):Fp2, 전두엽 ( 좌 ):F3, 전두엽 ( 우 ):F4, 두정엽 ( 좌 ):P3, 두정엽 ( 우 ):P4, 후두엽 ( 좌 ):O1, 후두엽 ( 우 ):O2) 에대한뇌파평균값을분석에활용하였다. 이부분에서측정된뇌파전극채널의활성화정도를나타내는평균값을대역별로구분하여살펴보면, 세타파 - 12 -
대역의경우, 갤러리아백화점영상자극에대한뇌파평균값은전전두엽 (Fp1, Fp2), 후두엽 (O2) 채널부위가 배경뇌파평균값에비해활성화가감소하였고, 그외채널부위의뇌파평균값은증가한것으로나타났다. 특 히, 전두엽부분의뇌파가가장활성화된것으로나타났다. [0102] [0103] [0104] [0105] [0106] [0107] [0108] [0109] [0110] [0111] [0112] [0113] [0114] [0115] [0116] [0117] [0118] [0119] 서울스퀘어영상자극에대한뇌파평균값은후두엽 (O2) 뇌파평균값을제외한모든채널의평균값이증가한경향을보이고있다. 갤러리아백화점영상자극과서울스퀘어영상자극에대한뇌파평균값의공통적인변화특성은모두전두엽 (F3, F4) 과두정엽 (P3,P4), 후두엽 (O1) 부위의뇌파활성화의차이는보이고있었다. 특히, 새로운정보를처리할때에매우활성화되지만과제에친숙해지면그활동이현저히저하되는특성을보이는전전두엽 (Fp1, Fp2) 에서두드러진차이를나타냈다. 파형에따른차이를살펴보면, 상대알파파는뇌파평균값이증가한채널보다감소한채널이많은경향을보이고있었다. 서울스퀘어영상자극에대한뇌파평균값이갤러리아백화점영상자극에대한뇌파평균값보다배경영상자극시보다비활성화된것으로나타난채널의뇌파평균값감소폭이큰것으로나타났다. 갤러리아백화점영상자극의경우, 전두엽 (F3, F4), 후두엽 (O1, O2), 서울스퀘어영상자극은전두엽 (F3) 에서유일하게상대알파평균값이증가하였다. 두정엽 (P3, P4) 에서는두사례가공통적으로상대알파파평균값이감소를하고, 후두엽 (O1, O2) 에서는상반된활성화정도를나타내었다. 상대베타파의경우, 다른뇌파대역에비해변화정도가가장미미한경향을보이고있다. 두자극에대한뇌파평균값의변화가반대되는경향을보이고있는채널부위는전두엽 (F3), 두정엽 (P4), 후두엽 (O1) 부위로나타났다. 그외전전두엽 (Fp1, Fp2) 은함께증가하는경향을나타내고, 전두엽 (F4), 두정엽 (P3), 후두엽 (O2) 채널부위의뇌파평균값은함께감소한것으로나타났다. 서울스퀘어영상자극에대한뇌파평균값은후두엽부분에서거의변화를보이고있지않은것으로분석되었다. 상대감마파대역의경우, 두자극에대한전전두엽 (Fp1, Fp2) 과후두엽 (O1, O2) 부위의뇌파평균값이동시에증가하는경향을보였고, 전두엽부위 (F3, F4) 의뇌파평균값은동시에함께감소한것으로나타났다. 특히, F3 채널부위의뇌파평균값은전체대역의뇌파평균값과비교할때, 가장큰폭으로감소된것으로나타났으며, 세타파의 F3 채널의놔파값과상반되게두드러진차이를보이고있다. 두자극에대한뇌파평균값이차이를보이고있는부위는두정엽 (P3, P4) 으로갤러리아백화점영상자극에대한뇌파평균값은감소하였고, 서울스퀘어영상자극에대한뇌파평균값은증가하여활성화되는경향을보였다. 분석결과에서보여지는바와같이각뇌파대역의전극채널의뇌파평균값은차이를나타내고있었으나, 통계적으로유의한차이를보이고있는채널은알파파대역의전두엽 (F4) 부위 (t=2.558, p<0.5), 베타파대역의전두엽 (F4) 부위 (t=-2.373, p<0.5), 감마파대역의전두엽 (F3) 부위 (t=-2.257, p<0.5) 로, 공통적으로전두엽부위에서차이를보이고있는것으로분석되었다. 반면, 세타파영역에서는통계적으로유의미한차이를보이고있는채널이없는것으로나타났다. 다음으로, 도 6 및도 7을참조하여영상자극에대한뇌파대역의뇌부위별상관관계를분석한다. 도 6은본발명의실시예에따른갤러리아백화점의영상자극에대한뇌부위별상관관계를분석한도면이고, 도 7은본발명의실시예에따른서울스퀘어의영상자극에대한뇌부위별상관관계를분석한도면이다. 뇌파대역활성도분석부 (134) 는산출한뇌파전극채널의뇌파평균값간의상관관계를분석한다. 뇌파대역활성도분석부 (134) 는분석된상관관계결과를메모리부 (133) 에저장하거나표시부 (135) 에출력한다. (1) 갤러리아백화점영상자극도 6에도시된바와같이, 갤러리아백화점미디어파사드영상자극에대한정보를처리하기위해서는동조되는뇌부위를뇌파대역별로전전두엽, 전두엽, 두정엽, 후두엽 4개부위에서측정된뇌파평균값들간의상관관계를분석하였으며, 그결과, r( 상관계수 )=0.5 이상으로유의적상관관계를보이는부위들이다수 - 13 -
확인되었다. [0120] [0121] [0122] [0123] [0124] [0125] [0126] [0127] [0128] [0129] [0130] [0131] [0132] [0133] [0134] [0135] [0136] r=0.9 이상의매우높은상관성을보이고있는뇌파대역별뇌부위들을살펴보면, 음의상관관계즉, 한부위가활성화되면다른한부위가반대로비활성화되는관계를보이고있는곳은총 2곳으로베타파전전두엽-세타파전전두엽 (r=-0.954, p<0.01), 감마파전두엽-세타파전전두엽 (r=-0.905, p<0.01) 으로나타났다. 반면, 감마파전전두엽-베타파전전두엽 (r=0.907, p<0.01) 은매우높은양의유의적상관관계를보이면서자극에대해동시에활성화되는것으로나타났다. 분석결과에서주목할점은갤러리아백화점영상자극에대해매우높은유의적상관관계 (r=0.9 이상 ) 를보이는뇌부위는뇌파대역이다를뿐모두전전두엽과전전두엽의관계에서나타났다는점이다. 또한, r=0.7 이상으로뇌의좌-우의동조성 ( 상관도 ) 이높게나타난곳중가장많은관계가포함된뇌파대역은알파파대역으로서총 5쌍의관계중 3개의관계 ( 알파파두정엽-알파파전두엽 (r=0.787, p<0.01), 알파파후두엽-알파파전두엽 (r=0.759, p<0.01), 알파파후두엽-알파파두정엽 (r=0.762, p<0.01) 가알파파대역에서나타나는경향을보이고있다. 또한, 뇌파대역별후두엽과후두엽간의관계에주목하여분석한결과, 갤러리아백화점영상자극에서높은상관관계 (r=0.7 이상 ) 를보이고있는측정부위는알파파후두엽-감마파후두엽 (r=-0.709, p<0.01) 으로나타났다. 마지막으로갤러리아백화점영상자극에대해유의적상관계 ( 유의수준 p<0.05) 를보이는곳은총 120개측정부위들중 45곳으로나타났다 ( 도 6). (2) 서울스퀘어영상자극도 7에도시된바와같이, 서울스퀘어미디어파사드영상자극에대해 r=0.9 이상의매우높은상관성을보이는부위는유일하게베타파전전두엽-세타파전전두엽 (r=-0.921, p<0.01) 의관계로나타났으며, 음의상관관계를보이고있어자극에대한활성화가상반되게일어나는것으로분석되었다. r=0.8 이상의높은상관성을보이고있는측정부위는감마파전전두엽-세타파전전두엽 (r=-0.832, p<0.01) 과감마파전전두엽-상대베타전전두엽 (r=0.883, p<0.01) 으로나타났다. 또한, r=0.7 이상으로뇌의좌-우의동조성 ( 상관도 ) 이높게나타난곳중가장많은관계가포함된뇌파대역은갤러리아백화점영상자극에대한결과와마찬가지로알파파대역 ( 알파파전두엽-알파파전전두엽 (r=0.722, p<0.01), 알파파두정엽-알파파전두엽 (r=0.728, p<0.01), 알파파후두엽-알파파두정엽 (r=0.743, p<0.01)) 으로나타났다. 뇌파대역별후두엽과후두엽간의관계에주목하여분석한결과, 높은상관관계 (r=0.7 이상 ) 를보이고있는측정부위는베타파후두엽-알파파후두엽 (r=-0.762, p<0.01) 과감마파후두엽-알파파후두엽 (r=-0.737, p<0.0 1) 으로분석되었다. 통계적으로유의적인상관관계 ( 유의수준 p<0.05) 를보이는측정부위들은갤러리아백화점영상자극보다서울스퀘어영상자극에서더많은수가나타났다. 피험자들은서울스퀘어영상자극에대한정보를처리할때동시에연결되는뇌부위가더많이요구되어지는것으로확인되었다. 마지막으로서울스퀘어영상자극에대해유의적상관계 ( 유의수준 p<0.05) 를보이는곳은총 120개측정부위들중 50곳으로나타났다 ( 도 7). 다음으로, 도 8 및도 9를참조하여갤러리아백화점영상자극에대한남자와여자집단간뇌파활성도를분석한다. 도 8은본발명의실시예에따른갤러리아백화점영상자극에대한남자와여자집단간뇌파활성도차이를나타낸도면이고, 도 9는본발명의실시예에따른갤러리아백화점영상자극에대한뇌파대역별뇌맵핑이미지데이터를나타낸도면이다. 독립표본 t-검정을통해성별에따른뇌파활성도차이를분석한결과, 갤러리아백화점과서울스퀘어영상자극에대한뇌파평균값이차이를보인다. - 14 -
[0137] [0138] [0139] [0140] [0141] [0142] [0143] [0144] [0145] [0146] [0147] [0148] [0149] [0150] [0151] 갤러리아백화점영상자극에대한뇌파평균값은모든뇌파대역에서차이를보이고있었으며, 상대세타파대역은남녀집단모두활성화된반면, 베타파대역은뇌파평균값이감소한것으로나타났다. 알파파대역은남자집단에서뇌파평균값이증가하여활성화된것으로나타났고, 여자집단은감소하였으며, 감마파대역은남자집단에서뇌파평균값이감소한반면, 여자집단에서활성화된것으로나타났다. 한편, 통계적으로유의미한수준 (p<0.05) 에서남자와여자집단의뇌파평균값이차이를보이고있는뇌파대역은알파파 (( 남 (M=0.047), 여 (M=-0.038)) 와감마파 (( 남 (M=-0.049), 여 (M=0.014)) 로분석되었다. 서울스퀘어영상자극에대한뇌파평균값은상대세타파대역에서남자와여자집단모두뇌파평균값이증가하여활성화된것으로나타났고, 상대알파파대역에서남자집단의경우활성화된반면여자집단의경우뇌파평균값이감소한것으로나타났다. 상대베타파와상대감마파대역의경우, 남자집단에서는뇌파평균값이감소한반면, 여자집단에서증가하여미미하지만활성화된경향을보였다. 그러나서울스퀘어영상자극에대한뇌파평균값은통계적으로유의미한차이를보이고있지는않았다. 한편, 뇌맵핑을통해활성화된뇌부위를살펴보면, 갤러리아백화점영상자극에대해남자와여자집단은세타파와감마파대역에서유사한패턴으로알파파와베타파에서활성화된부위가극명한차이를보이고있었다. 먼저, 알파파대역은남자집단의경우, 좌측전두엽부위가활성화되고, 전전두엽부위의뇌파평균값이크게감소한반면, 여자집단의경우, 전전두엽이크게활성화되고, 두정엽부위의뇌파평균값이크게감소한것으로나타났다. 다음으로, 도 10 및도 11를참조하여서울스퀘어영상자극에대한남자와여자집단간뇌파활성도를분석한다. 도 10은본발명의실시예에따른서울스퀘어영상자극에대한남자와여자집단간뇌파활성도차이를나타낸도면이고, 도 11은본발명의실시예에따른서울스퀘어영상자극에대한뇌파대역별뇌맵핑이미지데이터를나타낸도면이다. 서울스퀘어영상자극에대해남자와여자집단은뇌부위의활성화정도가전반적으로다르게나타났다. 먼저, 세타파대역은남자집단에서좌측전두엽이활성화되고, 전전두엽이크게감소한반면, 여자집단에서좌우측전두엽부위가활성화되었고, 후두엽부위뇌파평균값이감소한것으로나타났다. 알파파대역은남자집단에서좌측전두엽부위가활성화되었고, 반대로우측전두엽의뇌파평균값은크게감소한것으로나타나며, 여자집단에서전전두엽부위와좌측전두엽부위가크게크게활성화되었고, 우측후두엽의뇌파평균값이크게감소하였다. 베타파대역은남자집단에서좌측전두엽부위가활성화되었고, 여자집단에서후두엽부위가활성화되었다. 마지막으로감마파대역은남자집단의경우전전두엽과우측전두엽부위, 후두엽부위와좌측두정엽부위가모두크게활성화된것으로나타났으며, 여자집단의경우우측후두엽부위가활성화되었고좌측전두엽부위의뇌파평균값이크게감소한것으로나타났다. 남자와여자의성별뇌부위별활성도비교분석은다음의 [ 표 4] 와같다. - 15 -
표 4 [0152] [0153] [0154] [0155] [0156] [0157] [0158] [0159] [0160] [0161] [0162] [0163] 갤러리아백화점영상자극에대한상대뇌파평균값은알파파와감마파대역에서남자와여자집단의뇌파평균값이통계적으로유의미한차이를보였다. 세부적으로살펴보면, 알파파대역에서는전두엽부위의 F3(t=3.378, p<0.05), F4(t=2.034, p<0.05) 채널과후두엽부위의 O1(t=2.202, p<0.05), O2(t=2.698, p<0.05) 채널에서남자와여자집단의평균값의차이를보였다. 알파파대역에서통계적으로유의미한차이를보이고있는채널의평균값을보면공통적으로남자집단의경우활성화가되었고, 여자집단의경우, 영상자극을받기전보다뇌파평균값이감소한것으로나타났다. 감마파대역에서는전두엽부위의 F3(t=-2.518, p<0.05) 채널과후두엽부위의 O1(t=-2.213, p<0.05), O2(t=- 2.156, p<0.05) 채널에서남자와여자집단의평균값의차이를보였다. 감마파대역에서통계적으로유의미한차이를보이고있는채널의평균값을보면공통적으로남자집단의경우, 영상자극을받기전보다뇌파평균값이감소하였으며, 여자집단의경우, F3 채널을제외한후두엽 O1, O2 채널에서활성화된것으로나타났다. 서울스퀘어영상자극에대한상대뇌파평균값은알파파와베타파대역에서남자와여자집단의뇌파평균값이통계적으로유의미한차이를보였다. 세부적으로살펴보면, 알파파대역에서는전두엽부위의 F3(t=2.371, p<0.05) 채널과후두엽부위의 O1(t=2.411, p<0.05), O2(t=2.575, p<0.05) 채널에서남자와여자집단의평균값의차이를보였다. 알파파대역에서통계적으로유의미한차이를보이고있는채널의평균값을보면공통적으로남자집단의경우활성화가되었고, 여자집단의경우, 영상자극을받기전보다뇌파평균값이감소한것으로나타났다. 이러한결과는갤러리아백화점영상자극에대한뇌파평균값의변화와같은경향으로써남자집단과여자집단이영상자극물의표현유형이나내용보다는평상시에접하기어려운자극을받은것에영향을받아뇌파의변화가일어난것으로추정된다. 베타파대역에서는유일하게후두엽부위에서통계적으로유의미한차이를보이고있는것으로나타났는데, O1(t=-2.252, p<0.05), O2(t=-2.045, p<0.05) 채널에서남자와여자집단의평균값의차이를보였다. 베타파대역에서통계적으로유의미한차이를보이고있는채널의평균값을보면공통적으로남자집단의경우, 영상자극을받기전보다뇌파평균값이감소하였으며, 여자집단의경우, 뇌파평균값이증가하여활성화된것으로나타났다. - 16 -
[0164] [0165] [0166] [0167] [0168] [0169] [0170] [0171] [0172] [0173] [0174] [0175] [0176] [0177] [0178] [0179] [0180] [0181] [0182] [0183] 도 12는본발명의실시예에따른미디어파사드영상자극에대한뇌파반응분석방법을나타낸도면이다. 뇌파감지부 (110) 는실험영상자극물을시청중인시청자의뇌의부위별로설치된뇌파전극채널로부터뇌파신호를측정한다 (S100). 고속푸리에변환부 (132) 는측정한뇌파신호를시간영역에서주파수영역으로변환한다. 제어부 (131) 는변환된주파수영역에서의뇌파신호에서특정주파수대역의파장을추출하고, 각주파수의파워스펙트럼을이용하여각각의주파수의파워량을추출한다 (S102). 뇌파대역활성도분석부 (134) 는표 2와도 4에도시된바와같이, 추출한주파수대역의파워량을기초로상대뇌파값 (Band to Band Power) 의평균을중심으로뇌파대역별활성도비율을나타내는뇌파대역별로뇌파평균값을산출하고 (S104), 표 3과도 5에도시된바와같이, 각각의뇌파대역마다뇌의부위별로뇌파전극채널의뇌파평균값을산출하여뇌파대역의뇌부위별활성도비율을비교하여분석한다 (S106). 뇌파대역활성도분석부 (134) 는도 6과도 7에도시된바와같이, 뇌파대역별로뇌파전극채널의뇌파평균값간의상관관계를분석하여뇌파대역의뇌부위별상관성을파악한다 (S108). 뇌파대역활성도분석부 (134) 는도 8 내지도 11에도시된바와같이, 피험자중남자와여자집단간뇌파대역별로뇌파평균값을산출하여남녀집단별뇌파활성도를비교분석한다 (S110). 다음으로, 도 13을참조하여갤러리아백화점과서울스퀘어영상자극에대한피험자의뇌파분석결과를종합적으로정리한결과이다. 도 13은본발명의실시예에따른갤러리아백화점과서울스퀘어영상자극에대한피험자의뇌파분석결과를종합적으로정리한결과를나타낸도면이다. 먼저, 뇌파대역별활성도를비교분석한결과, 공통적으로다른뇌파대역에비해세타파가두드러지게활성화되었다. 일반적으로세타파는감정및감성영역에주로관여하고조용한상태의육체, 감정및사고활동에관련된다고알려져있다. 이러한연구결과를통해볼때, 다양한색채와형태로이루어진미디어파사드영상자극은피험자로하여금창의력과감성을불러일으키는자극제로작용하고있음을유추해볼수있다. 알파파대역의경우갤러리아백화점영상자극에대해활성화되었고, 서울스퀘어영상자극은뇌파평균값을감소시켰다. 그동안시각적자극물에대한뇌파변화를연구했던연구자들은시각적주목의증가가알파파의유의미한감소를가져온다는연구결과가있었다. 이러한연구결과에의하면, 스토리가담긴영상물콘텐츠로구성된서울스퀘어영상자극이단순한컬러와형태변화로구성된갤러리아백화점영상자극에비해주목성을더이끌어낸것으로유추할수있다. 이는베타파의변화로도설명할수있는데갤러리아백화점영상자극은서울스퀘어영상자극보다베타파가감소하였는데, 정상인에게주의집중을요하는과제를제시하면, 비동기화또는알파파억제현상으로설명되는뇌파의변화가생겨베타파라는빠른뇌파가나타난다또한, 베타파와감마파는모두감소한것으로나타났는데, 이는두영상자극모두피험자로하여금스트레스를주거나, 불안함을조장하는등의부정적인영향은크지않았던것으로볼수있다. 감마파는고도의인지작용이필요한과업을수행할때증가한다. 갤러리아백화점과서울스퀘어의영상자극은모두고도의인지능력이나계산과추론능력을요구하는과제가아니기때문에감마파가활성화되지않았으며, 이로인하여스트레스와같은부정적감정이나타나지않은것으로해석할수있다. 뇌부위별전극채널의활성도를비교분석한결과, 세타파대역에서는전전두엽부위의뇌파변화가상반된결과를나타냈다. 서울스퀘어영상자극에대한뇌파는활성화된반면, 갤러리아백화점영상자극에대한뇌파는감소하였는데전전두엽의경우, 새로운정보를처리할때에는매우활성화되지만과제에친숙해지면그활동이 - 17 -
현저히떨어진다. [0184] [0185] [0186] [0187] [0188] [0189] [0190] [0191] [0192] [0193] [0194] [0195] [0196] [0197] [0198] [0199] 갤러리아백화점영상자극의경우같은형태가반복적으로나타나는형식이고, 서울스퀘어영상자극의경우흐름에따라내용이다른영상물이기때문에자극물에대한적응과친숙도에영향을미친것으로해석이가능하다. 알파파대역에서는공통적으로두정엽의알파파가감소한것으로나타났는데, 두정엽이감성반응을담당하고있으며, 즉, 미디어파사드영상자극의정확한어떤부분이피험자의감성에영향을미치는지는검증할수없지만, 적어도감성반응을불러일으키는매개체가될수있다는점은유추할수있다. 후두엽은사물을바라보는역할과관련이있는시각중추인데, 두영상자극의뇌파는상반된결과를보이고있다. 갤러리아백화점영상자극에뇌파는활성화되었고, 서울스퀘어는감소하였는데, 갤러리아백화점의경우, 배색이확실하게드러나는명확한형태가반복되는영상이기때문에색채가정확하게구분되지않는서울스퀘어영상보다피험자에게더큰자극이되었기때문에나타난결과로유추해볼수있다. 베타파와감마파대역의경우, 공통적으로다른대역에비해전반적인뇌부위의뇌파변화가가장미미한것으로나타났으며, 전전두엽부위가다른부위보다활성화된것으로나타났다. 뇌파대역의부위별상관관계를분석한결과, r=0.9 이상의매우높은상관성을보이고있는뇌부위관계가갤러리아백화점영상자극에서는 3쌍, 서울스퀘어영상자극에서는 1쌍으로나타났으며, 모두전전두엽간의관계로, 두영상자극에대해공통적으로전전두엽간의동조성 ( 상관도 ) 이높은것으로확인되었다. 또한, 갤러리아백화점과서울스퀘어의두영상자극에서 r=0.7이상의높은상관성을보이고있는관계는다른대역에비해알파파대역간의관계에서많이나타나고있었다. 유의적상관관계 ( 유의수준 p<0.05) 를보이는곳은갤러리아백화점영상자극 (45쌍) 보다서울스퀘어영상자극 (50쌍) 에서더많이나타났다. 피험자들은서울스퀘어영상자극에대한정보를처리할때동시에연결되는뇌부위가더많이요구되어지는것으로확인되었다. 마지막으로남자와여자집단별뇌파활성도를비교분석한결과, 두자극에대한남자와여자집단의뇌파변화에차이를보이고있었다. 먼저, 갤러리아백화점영상자극의경우, 통계적으로유의미한수준 (p<0.05) 에서남자와여자집단의뇌파평균값이차이를보이고있는뇌파대역은알파파와감마파로분석되었다. 남자와여자집단모두세타파가증가하였고, 여자집단이남자집단에비해더활성화된것으로나타났다. 이는일반적으로남자에비해여자가감정적처리와연관된부위에서활성도가높았다는연구결과의지지를받을수있는부분이다. 알파파는남자집단과여자집단의뇌파활성도가가장큰차이를보이고있는부분이다. 이러한현상에대해알파파를시각적주목을이끌어내는유발뇌파로본다면, 알파파가감소한여자집단은갤러리아백화점의반복적인패턴변화와대비되는색채구성에대해시각적으로주목한데반해, 남자집단의경우반복적인패턴을의식한이후부터주목도가떨어진것으로유추할수있다. 베타파의경우남자집단과여자집단모두감소하였고, 상대감마파의경우남자집단은크게감소한반면, 여자집단은활성화된것으로나타났다. 이상첨부된도면을참조하여본발명의실시예를설명하였지만, 본발명이속하는기술분야에서통상의지식을가진자는본발명이그기술적사상이나필수적인특징을변경하지않고서다른구체적인형태로실시될수있다는것을이해할수있을것이다. 그러므로이상에서기술한실시예들은모든면에서예시적인것이며한정적이아닌것으로이해해야만한다. [0200] 부호의설명 100: 미디어파사드영상자극에대한뇌파반응분석시스템 110: 뇌파감지부 - 18 -
120: 인터페이스부 122: 증폭부 124: 아날로그 / 디지털변환부 126: 부호화부 128: 컴퓨터인터페이스부 130: 뇌파반응감지부 131: 제어부 132: 고속푸리에변환부 133: 메모리부 134: 뇌파대역활성도분석부 135: 표시부 도면 도면 1-19 -
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