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ISSN : 1226-0134(Print)
ISSN : 2671-4450(Online)
Journal of Korean Society of Occupational Therapy Vol.28 No.2 pp.53-67
DOI : https://doi.org/10.14519/kjot.2020.28.2.05

Effects of Computer-Based Attention Program with Eye Movement for Disabled Children: Case Series

Young-Geun Kim*, Ha-Young Lee**
*Dept. of Occupational Therapy, Daegu Health College, Professor
**Dept. of Occupational Therapy, Erum Child Development Center, Deputy Director of Center

Corresponding author: Kim, Young-Geun (otsense@naver.com/Dept. of Occupational Therapy, Daegu Health College)

30/10/2019 03/12/2019 04/12/2019

Abstract

Objective:

The purpose of this study was to identify some influences on improving attention abilities of disabled children through a computer-based attention program with eye movement (saccade, pursuit, and visual fixation).


Methods:

For this purpose, four children with attention problems participated in a clinical experiment. All participants were evaluated based on a Comprehensive Attention Test (CAT) and Star cancellation test before and after the planned intervention sessions. The intervention tool was a computer–based cognitive rehabilitation program using an input system with eye movement. Interventions were intensively carried out for eight weeks, half an hour per session, three times a week.


Results:

The results were as follows. Selective attention, flanker task, and sustained attention were improved compared to before the intervention. The attention quotients showed positive changes in attention areas after intervention. The various attention quotients after intervention were higher than before. Furthermore, there were improvements in the attention quotients for the divided attention and working memory areas. All participants increased their response speed AQ in all attention areas.


Conclusion:

These results indicate that attention training using an eye movement program has an effect on improving the selective attention, sustained attention, and flanker task. In particular, positive influences were shown on divided attention, working memory, and response speed for children with poor attention.



안구운동을 포함한 컴퓨터 기반 주의력 훈련프로그램이 장애아동의 주의력에 미치는 효과: 임상증례보고

김 영근*, 이 하영**
*대구보건대학교 작업치료과 교수
**더이룸아동발달센터 부원장

초록

목적 :

본 연구는 안구운동 중 안구추적, 안구도약, 안구고정을 동반한 컴퓨터 기반 주의력 훈련이 장애 아 동의 주의력 향상에 어떠한 영향을 미치는지 확인하기 위함이다.


연구방법 :

주의력에 문제 있다고 판단한 4명의 아동에게 8주 동안 총 24회 안구운동이 동반된 주의력 훈련을 집중적으로 실시하였다. 주의력의 변화를 확인하기 위해 종합주의력 검사(Comprehensive Attention Test; CAT)와 별지우기 검사를 실시하였다. 중재 도구는 안구운동을 입력장치로 연동한 컴퓨터 기반 주의 력 훈련 프로그램을 사용하였고 안구운동 훈련과 주의력 콘텐츠를 주로 사용하였다.


결과 :

중재 후 선택적 주의력, 간섭 선택적 주의력, 지속적 주의력에 긍정적 변화가 있었다. 참가자는 본 연구에 참여하기 전에 인지훈련을 받았으나 주의력에 변화가 없었다. 안구운동을 포함한 컴퓨터기반 주 의력 프로그램을 시행한 후 여러 주의력 지수가 향상되었다. 특히, 분할 주의력과 작업 기억에서 많은 변화가 나타났는데 별도의 분할 주의력과 작업 기억 훈련 콘텐츠가 제공되지 않았음에도 향상이 있었다. 모든 참가자들은 주의력 영역에서 반응 속도가 향상되었다.


결론 :

안구운동이 동반된 주의력 훈련은 주의력이 저하된 장애 아동의 선택적 주의력, 지속적 주의력, 간 섭 선택적 주의력, 분할 주의력, 정보처리 속도, 작업 기억 영역에 긍정적인 영향을 줄 수 있다는 가능성 을 알 수 있었다. 향후 연구에서는 이동 주의력에 미치는 영향을 알아보고 보다 구조화된 실험설계로 효 과검증을 실시할 필요가 있다.



    Ⅰ. 서 론

    주의력이 저하된 사람은 그렇지 않은 사람보다 작업수 행에서 더 많은 오류를 범하고 작업 처리속도가 느리다 (Weissman, Robert, Visscher, & Woldorff, 2006). 주의력 저하는 주의가 필요한 특정과제 수행에서 일차적 인 문제를 발생시킨다. 그러나 주의력은 특정주의 과제 뿐 만 아니라 정보처리 전체흐름을 제어하므로 주의력의 저하는 감각등록, 작업기억, 장기기억 정보 인출 등에 부정 적 영향을 미친다(DeSchepper & Treisman, 1996;Mall, Morey, Rock, & Gutman, 1981;Theeuwes, Belopolsky, & Olivers, 2009; Wolff & Lehnert, 2014). 주의력은 목표 지향적 행동에도 영향을 주기 때 문에 주의력 손상은 목표 성취를 위해 과제 수행을 유지 하는데 부정적 영향을 준다(Huestegge & Koch, 2012). 주의력이 저하된 아동과 청소년은 학습이 어렵 고, 성인은 직장에서 업무 처리에 난항을 겪으며 심각한 손상의 경우에는 일상생활이 어렵다(Bottcher, 1989). 주의력 중 시각 탐색(search)은 인간이 자연에서 생존하 는데 필요하고 다양한 상황에서 문제를 해결하는데 있어 필수이다. 시각 탐색을 위해 인간은 최적의 안구운동 전 략을 사용한다(Najemnik & Geisler, 2005). 안구운동 은 시각 주의력에 영향을 주면서 시각정보를 효율적으로 처리하는데 중요한 역할을 한다.

    그 동안 주의력과 안구운동과의 상호 연관성에 대한 논의가 계속 제기되었다. 대표적인 안구운동인 안구도약 (saccade)과 시각추적(pursuit)은 기능수행을 위해 필 요한 안구조절능력으로 여기에 주의력이 중요한 역할을 한다. 안구이동은 시각주의와 함께 이동하는데 도약해서 이동할 때는 주의력 이동이 선행하기도 한다(Lee et al., 2003). 시각추적은 주의를 반영하고 주의와 함께 이동 하며 지속적인 주의력을 필요로 한다(Seya & Mori, 2012). 안구도약은 주의력 영역 중 이동 주의력이 필요 하다(Kowler, 1994). 한 대상에 시각을 고정하고 있는 동안 목표물이 아닌 곳으로 안구도약이 발생하는 것을 억제해야한다. 이를 안구 고정이라고 하며 이를 위해서 도 주의력은 결정적 역할을 한다(Deubel & Schneider, 1995). 주의력이 작용할 때는 안구 도약은 억제가 되고 주의력이 활동하지 않을 때는 억제로부터 풀려난다 (Talylor, 1998). 이처럼 안구도약은 시각이 고정되어 있는 동안 안구운동을 계획 하지만 주의력 없이 실행이 어렵다(Anderson, 1989).

    주의력과 안구운동 간에 상호작용 현상은 독서할 때 구현된다. 책을 읽을 때 안구도약과 주의가 필요하다. 안 구를 문자에 고정할 때, 주의가 고정 포인트에 할당된 다 음 어떤 새로운 지점에 재할당 되는데 이때 뇌에서 안구 도약 프로그램이 시작한다(Findlay & Walker, 1999). 사람이 한 단어에 눈을 고정하고 읽을 때, 단어의 모양과 길이 정보를 처리한다. 이때 주의력은 어느 곳으로 눈을 이동해서 다시 고정해야 할지를 의식 아래 수준에서 안 내한다. 이는 주의와 안구도약이 서로 독립적이지 않고 같은 신경 회로에 의해 조정된다는 것을 의미한다 (Hoffman & Subramaniam, 1995). 난독증이 있는 아 동 중에는 안구도약에서 특별한 패턴이 있는 경우가 있 다. 비정상적인 안구운동 패턴을 습득한 아동은 읽기에 서 어려움이 있다(Leigh & Zee, 1983). 인간발달과정 측면에서도 안구운동과 주의력은 서로 상호작용함을 알 수 있다. 안구추적과 안구도약의 발달은 아동의 지속적 주의력 발달과 밀접한 연관이 있다. 이 두 움직임은 유아 때부터 성인에 이르기까지 계속 발달한다. 생후 2개월 후 부터 시각추적과 안구도약이 일어나는데 주의력에 영향 을 주는 뒤쪽 마루엽과 가운데 측두엽에서 관여한다 (Richards & Holley, 1999). 이처럼 주의력과 안구운 동은 분리가 불가한 밀접한 연관이 있다. 안구운동 준비 과정에 이동 주의력이 중요한 요소라는 사실은 주의와 안구 운동 사이의 연결을 지지한다(Gazzaniga, 2004). 어느 지점에 대한 주의 정향은 자동적으로 안구도약을 활성화 시킨다(Gazzaniga, 2004). 안구도약을 만드는 과정인 중지, 이동, 재주의와 같은 과정이 모두 주의 과정 인데 이러한 과정에서 주의와 안구 운동이 함께 작동한 다는 것을 알 수 있다.

    임상 실험에서도 시각추적 안구운동의 증가가 시각 주 의력의 향상을 초래한다는 것을 증명하였다(Kapoula, Yang, Bonnet, Bourtoire, & Sandretto, 2010). 반면에 안구도약과 안구추적 기능이 낮은 상태에서는 과제 수행 속도가 느려지고 오류가 더 많이 발생하였다(Baumann & Greenlee, 2009;Hutton & Tegally, 2005). 이러한 연구결과는 안구운동이 주의를 정확하게 유지하는데 중 요하고 시각추적을 위해서 주의력의 통제가 필요하다는 것을 의미한다. Moore와 Fallah(2001)는 뇌파검사를 통한 실험으로 안구운동을 관장하는 뇌의 부위와 시공간 주의를 통제하는 뇌의 영역이 거의 일치한다는 것을 밝 혔다. Nelles 등(2009)은 안구운동과 주의력 상호작용 을 근거로 실험한 결과 안구운동이 주의력 향상에 영향 을 주면서 뇌를 전반적으로 활성화 시킨다는 사실을 밝 히기도 하였다. 이들은 뇌졸중 환자들에게 안구 도약 운 동을 반복적으로 시켰을 때 뇌활성화가 발생한다는 것을 자기공명영상(Functional Magnetic Resonance Imaging; fMRI) 검사를 통해 알아냈고 안구도약 운동이 손상된 인 지를 보상해 준다고 주장하였다.

    이러한 연구의 결과를 종합분석 하였을 때 안구운동은 시각주의력과 상호작용한다는 사실을 확인하였다. 안구 운동이 주의력에 영향을 주기도하고 주의력이 안구운동 을 이끌기도 한다는 것이다. 그러나 지금까지의 연구는 주로 신경생리학적 연구와 이론 및 심리학적 실험 연구 로 주의력과 안구운동과의 상관성을 주장하였지만 이를 바탕으로 임상 현장에서 주의력이 저하된 사람을 대상으 로 안구운동을 적용하였을 때 어떤 변화가 있는지를 밝 힌 연구는 드물다. 뇌졸중 환자에게 안구운동의 반복이 뇌 활성화에 도움이 된다는 사실과 안구운동이 뇌를 전 반적으로 활성화 시킨다는 연구가 신경생리학 분야에서 이루어졌으나 임상 현장에서 주의력이 낮은 사람을 대상 으로 안구운동이 주의력 향상에 긍정적 영향을 준다는 사실을 밝힌 연구는 부족하다. Kim과 Kang(2018)은 컴 퓨터 기반 인지훈련 시스템을 안구추적 시스템과 접목하 여 인지훈련을 실시한 결과 성인 뇌손상 환자의 시지각, 기억력, 주의력에서 향상이 있었다는 의미있는 연구를 하였다. 그러나 인지의 전체 영역에 대한 효과 연구였고 주의력에 대한 집중적인 연구는 아니었으며 대상자도 뇌 손상 성인 환자였다. 본 연구의 목적은 주의력 훈련 프로 그램을 받았지만 더 이상 주의력이 향상되지 않는 장애 아동에게 안구운동과 주의력의 상호작용 메카니즘을 기 반으로 안구 도약, 안구 추적, 안구 고정 훈련이 가능한 컴퓨터 기반 주의력 훈련 프로그램을 적용한다면 주의력 에 긍정적 영향을 줄 수 있다는 가능성을 임상 증례 연구 로 밝히기 위함이다.

    Ⅱ. 연구 방법

    1. 연구대상 및 기간

    실험참가자는 경산시 소재의 아동발달센터에서 신경 학적 문제나 감각통합의 문제로 다양한 훈련을 받고 있 는 아동 또는 청소년 중 치료사와 보호자가 평소 일상생 활에서 주의력에 문제를 호소한 대상자이다. 실험참가 자 조건은 다음과 같다. 첫째, 8주 동안 주 3회씩 연구를 위해 준비한 중재프로그램에 꾸준히 참여할 수 있도록 중재 기간이 확보된 자이다. 최초에는 훈련을 시작하였 으나 이후 진행이 안되거나 센터 방문을 중단하여 결과 데이터를 확보할 수 없는 대상은 제외하였다. 둘째, 중재 도구 입력 시스템이 아이트랙커라는 특수한 모듈을 사 용하므로 실험참가자는 아이트랙커에 초점 조절(컬리브 레이션)이 가능해야 한다. 셋째, 실험 전에 지필묵(종이 와 연필 활동), 테이블 탑, 전산화 인지치료 등 다양한 방법으로 주의력 중재 훈련을 받았으나 최근 주의력 향 상이 나타나지 않은 자이다. 넷째, 컴퓨터 사용에 거부감 이 없으며 컴퓨터에서 지시하는 사항을 시행하거나 실 험자가 설명하면 실행할 수 있어야 한다. 이러한 네 가 지 조건에 맞는 참가자를 최초에 다수 모집하였으나 중 재 기간 중 감기 등의 건강 악화로 훈련이 장기간 중단 되거나 개인적 사정으로 참여가 더 이상 어렵거나 훈련 을 거듭 진행하면서 반복 훈련이 힘이 들어 중재를 거부 한 대상자를 제외하고 최종 4명이 본 연구에 참여하였 다(Table 1).

    중재기간은 2018년 12월부터 2019년 2월까지 8주 동안 이루어졌으며 중재는 각 대상자마다 주 3회, 회당 30분씩 총 약 24회 실시하였다. 본 연구의 중재를 적용 하기 전 기존 인지훈련에 대한 주의력 변화정도를 확인 하기 위해 실험 한 달 전과 한 주 전 총 2회 평가를 실시 하였고, 중재 후에 평가를 실시하였다. 중재 기간 중 참가 자들이 피로누적, 부모 휴가, 컨디션 악화로 며칠 동안 휴식을 요구하는 경우에는 개별적으로 프로그램 적용 기 간을 연장하였다. 본 연구에는 대조군을 설정하지 않은 이유는 첫째, 참가자가 실험 전 다양한 주의력 관련 훈련 을 받았으나 최근에 뚜렷한 변화가 없었기 때문에 연구 에서 제안한 새로운 훈련에서 변화가 나타나면 의미가 있다고 판단하였다. 둘째, 실험참가자가 아동과 청소년 이므로 부모와 기관장 모두로 부터 실험 동의를 구하기 가 매우 어려웠으며 실험 조건에 적합한 대상자를 선정 했음에도 불구하고 여러 가지 사정으로 중도 탈락하는 경우가 많아 대조군을 확보하기 어려웠다.

    2. 연구도구 및 방법

    본 연구에서는 참가자 전원에게 중재 1개월 전, 중재 1주일 전, 중재 후 1주일 후 세 번에 걸쳐서 평가를 실시 하였다. 주의력 평가 도구는 종합주의력검사와 별지우기 검사를 실시하였다. 중재도구로는 안구운동을 입력장치 로 구현 가능한 아이트랙커를 사용하였고, 훈련 프로그 램은 주의력 훈련 콘텐츠를 구성한 컴퓨터 기반 인지훈 련 장비를 사용하였다.

    1) 종합주의력검사(Comprehensive Attention Test; CAT)

    CAT는 아동과 청소년 주의력을 종합평가하기 위해 ㈜해피마인드에서 개발한 전산화 주의력 종합평가도구 이다. 주의력 영역은 Cohen, Malloy, Jenkins와 Paul (2006)이 분류한 주의력의 세부영역인 선택주의, 주의 력 용량, 지속주의를 기준으로 구성하였다. 소검사는 단 순 선택 주의력(시각), 단순 선택 주의력(청각), 억제 지 속 주의력, 간섭 선택 주의력, 분할주의력, 작업 기억력 검사가 있다. 이러한 주의력 검사를 누락오류(omission error), 오경보 오류(commission error), 반응시간별로 검사를 시행한다. 검사도구의 표준화는 2008년 2월부터 4월까지 서울 및 수도권을 중심으로 유치원, 초중고 학생 총 912명을 대상으로 실시하였다. 그 결과 신뢰도는 0.79이고 구성타당도 검증에서 사교 회전하여 주축요인 분석을 실시한 결과 CAT 총분산의 51.7% 설명가능하 다(Yoo et al., 2009).

    2) 별지우기검사 (Star Cancellation Test)

    별지우기 검사는 국내 임상에서 뇌졸중 환자의 환측 무시를 평가하기 위하여 간편하고 빠르게 판별하는데 주 로 사용하고 있다. 측정방법은 오른쪽과 왼쪽에 소거한 별의 수를 전체 수에서 차지하는 비율로 계산하여 환 측무시의 가능성을 확인한다(Wilson, Cockburn, & Halligan, 1987). 그러나 여러 연구에서 환측무시 판별 보다 선택주의, 지속주의, 시각 스캐닝, 활동과 반응 억제 를 검사하는데 사용하고 있다(Casco, Tressoldi, & Dellantonio, 1998). 검사 도구는 지필묵 방식으로 세부 적으로는 검사용지에 총 56개 작은 별, 52개 큰 별이 그 림으로 제시되어 있고, 단어와 문자가 함께 구성되어 있 다. 연습용인 가운데 별 두개를 제외하고 좌우에 각각 27 개씩의 작은 별을 지우는 과제이다. 점수는 지운별의 수 와 소요된 시간을 측정하고 삭제한 별의 수를 비교한다. 본 연구에서는 목적에 따라 환측 무시 점수는 의미가 없 으므로 소거한 별의 수보다 선택주의능력과 반응시간을 알아보기 위해 소요된 시간을 측정하였다. 검사도구의 검사자 간 신뢰도는 .99이고 검사-재검사 신뢰도는 .99 로 신뢰도가 매우 높다.

    3) 안구운동 입력장치를 이용한 컴퓨터 기반 주의력 훈련 시스템

    안구운동을 동반한 주의력 훈련을 위해서 입력장치를 아이트래커로 연동한 컴퓨터 기반 주의력 훈련 시스템을 사용하였다. 기존 전산화 인지훈련 장비와 유사한 하드 시스템이지만 입력장치를 마우스, 터치스크린, 컨트롤러 를 사용하지 않고 안구의 움직임에 따라 커서가 함께 움 직이는 아이트래커를 입력장치로 사용하였다. 구체적 장 비명은 안구추적 연동형 주의력 훈련시스템(Eyetracking & Ear system based Attention Training System; EYAS)으로 본 연구에 집중적으로 사용한 주 의력 훈련 콘텐츠는 안구도약, 시각추적 안구고정이 필 요한 주의력 콘텐츠로 초점 및 선택 주의력, 이동 주의력, 지속 주의력을 실시하였다.

    3. 연구 절차

    사회 통상적 연구 윤리를 고려하여 협조가 필요한 대 구·경북 아동 청소년 발달센터 네 군데에 연구의 취지 와 함께 연구 장소와 참가 대상자를 요청하고 동의를 구 하였다. 그 중 기관장과 참가자들 모두 동의한 한 개 기관 을 선정하였다. 연구를 허락한 보호자와 참가자에게 연 구의 취지와 유해 자극이 없는 것을 설명 하고 대상자의 개인 정보를 누설하지 않을 것을 확답하였다. 또한 보호 자에게 실험 진행 중 아동이 거부를 할 경우에는 즉각 연 구를 중단할 것을 약속하였으며 중재가 아동의 주의력에 긍정적 영향을 미칠 것으로 기대하는 이론적 근거 자료 를 제시하여 설명하였다.

    본격적인 실험 전 기존 시행하던 주의력 훈련 프로그 램(테이블 탑 활동, 전산화 인지재활, 지필묵 활동)의 효 과를 알아보기 위해 참가자 전원에게 실험 4주 전과 1주 전 총 2회 평가를 실시하였다. 그리고 실험 후 1주 후 변화의 여부를 알아보기 위해 같은 평가를 실시하였다. 이는 대조군 부재를 보완하기 위하여 최근까지 적용한 기존 프로그램에서 주의력에 변화가 없었던 아동을 선별 하였기 때문에 이를 수치로 확인하기 위함이고 참가자 모두 변화가 없음을 확인하였다.

    안구운동 입력장치를 이용한 컴퓨터 기반 주의력 중재 는 8주 동안 주 3회 총 24회 실시하였다. 훈련은 실험을 허락한 기관의 소속 작업치료사이면서 본 연구의 공동연 구자가 실시하였다. 연구 장소에는 평가와 연구도구의 집중적인 사용을 위해 전용 공간과 장비 설치를 위한 전 용 책상 및 의자를 비치하였다. 22인치 LCD 모니터가 탑재된 올인원 PC를 사용하였고 모니터에 아이트랙커를 탑재하고 컴퓨터, 콘텐츠, 아이트랙커가 연동되도록 프 로그래밍 하였다.

    실험에 방해가 될 만한 가외 변인들의 영향을 최소화 하기 위하여 치료실 조명, 주변 물건과 환경을 재조정하 였다. 실험 참가자에게 연구 목적, 내용과 방법에 대해서 충분히 설명 하였고 훈련 중 언어적 촉구와 설명을 반복 제공하여 훈련에 집중할 수 있도록 하였다. 안구운동 인 식 조정을 위해 참가자에게 모니터 가운데 두 개의 흰색 점을 바라보게 하였고, 시스템은 빠르고 정확하게 자동 으로 안구를 인식하고 조정하도록 하였다. 훈련 시작 전 에 참가자에게 안구로 콘텐츠를 작동하고 제어하는 방식 을 설명하였다. 연구자가 참가자와 함께 지시어를 읽었 고, 연습 문제로 사용능력을 높인 후 본격적인 훈련을 실 시하였다. 훈련 후 바로 정확도와 소요시간에 대한 피드 백이 제시되어 동기를 향상시켰고 기록갱신을 위한 노 력을 이끌었다. 또한 안구 경로 메뉴를 선택하여 참가자 의 안구운동의 흐름을 그림으로 볼 수 있도록 하였다 (Figure 1).

    중재에 참여한 연구자는 모든 평가와 중재 시스템에 대한 사용법을 충분히 숙지하고 충분한 연습을 하였다. 또한 아동과 청소년에 대한 인지재활을 전문적으로 10 년 이상 실시한 작업치료사로서 모든 평가와 중재 시스 템에 대한 사용법을 충분히 숙지하였다.

    4. 분석방법

    본 연구는 4명의 참가자에 대한 임상 증례연구이므로 통계적 유의미를 분석하지 않는 대신 연구에서 제시한 중재를 통한 참가자의 변화를 수치화하여 중재의 가능성 을 분석하였다. 사례연구로 비교가 어렵지만 효과의 가 능성을 발견하기 위하여 프로그램 적용 1개월 전과 1주 전 2회를 측정한 다양한 영역의 주의력 지수와 본 연구의 훈련 프로그램을 적용 1주 후 측정한 지수를 참가자 개별 비교하였다.

    Ⅲ. 연구 결과

    본 연구에서 제공한 중재가 주의력 향상에 긍정적인 영향을 주었는지 확인한 결과 기존 훈련 프로그램 적용 동안에는 주의력에 뚜렷한 변화가 없었으나 안구운동을 동반한 주의력 훈련 프로그램을 적용한 후에 주의력 지 수가 높아진 것을 확인하였다.

    SOO는 전반적인 주의력 지수가 높아졌다. 특히, 누락 오류지수에서 시각선택 주의력과 지속 주의력에 긍정적 변화가 있었다. 간섭 선택주의력(flanker task)과 청각 선택주의에서도 지수의 상승이 있었다. 오경보 오류지수 는 선택주의에서 뚜렷한 지수 상승이 있었으나 지속 주 의력에는 변화가 없었다. 반응시간 지수에서도 선택적 주의력에 주의력 지수가 높아졌다(Figure 2).

    HOO는 SOO 참자가에 비해 전반적으로 적은 변화가 나타났다. 중재 후 누락오류지수에서는 주의력에 변화가 거의 없었고, 오경보 오류지수에서 지속적 주의력과 간 섭 선택주의에 주의력 지수가 향상되었다. 반응시간 지 수에서는 모든 주의력 영역에 약간의 지수 상승이 있었 으나 미미한 수준이고 간섭 선택주의력에서 가장 큰 지 수 상승이 있었다(Figure 3).

    KOO 아동은 주의력 지수의 전반적인 향상이 있었다. 특히, 간섭 선택주의력에서 누락오류지수와 반응시간 지 수의 변화가 뚜렷하였고, 시각 선택주의력의 오경보 오 류지수에서 긍정적인 변화가 나타났다. 특히, 지속적 주 의력에서는 반응시간 지수의 상승이 다른 지수에 비해 높았다(Figure 4).

    LOO는 참가자 중 주의력 지수의 긍정적 변화가 가장 많았다. 누락오류지수는 청각 선택적 주의력에서 긍정적 변화가 상대적으로 높게 나타났고, 오경보 오류지수에서 는 시각 선택주의력과 청각 선택주의력에서 가장 뚜렷한 변화가 나타났다. 반응시간 지수에서는 청각 선택적 주 의력에서 지수 상승이 가장 높았다(Figure 5).

    분할 주의력 평가가 가능한 연령대의 참가자는 평가도 구의 특성상 HOO와 KOO 였다. 두 참가자의 분할 주의 력 전 후 변화를 비교한 결과 주의력에 두드러진 변화가 나타났다. 특히, 두 참가자의 분할 주의력에서 변화는 다 른 주의력 영역보다 매우 큰 변화가 나타났다. KOO의 누락오류 지수에서 변화가 적은 것을 제외하고는 두 참 가자 모두 분할 주의력이 각종 지수에서 가장 많은 긍정 적 변화가 나타났다(Figure 6).

    작업 기억력에서도 긍정적 변화가 있었다. 두 참가자 모두 순방향 정반응 지수에서 명백한 변화가 있었음을 알 수 있고, 역방향 정반응 지수에서는 HOO 참가자가 높은 변화가 있었던 반면 KOO는 변화가 나타나지 않았 다(Figure 7)

    참가자의 별지우기 검사에서 반응시간의 변화를 측정 한 결과 4명 모두 반응시간이 빨라졌다(Table 8). 특히, KOO가 가장 큰 변화가 있었다.

    Ⅳ. 고 찰

    본 연구는 안구운동과 주의력이 상호 영향을 준다는 이론과 주장을 근거로 안구운동을 동반한 주의력 훈련이 아동의 주의력 향상에 도움이 될 수 있는지에 대한 가능 성을 알아보기 위하여 사례연구이다. 이를 위하여 기존 인지훈련에서는 주의력 향상이 없었던 대상자에게 안구 운동과 주의력 훈련이 가능한 안구운동 연동형 컴퓨터 기반 훈련시스템을 적용한 후에 주의력 지수의 변화 정 도를 알아보았다.

    연구결과 실험 참가자의 각종 주의력 지수가 향상되었 다. 향상된 주의력 영역과 지수의 종류에 차이가 있지만 실험 후 주의력에 긍정적 변화가 있었다. 참가자들의 공 통점은 연구 전에 각종 주의력 향상 훈련을 적용했을 경 우에는 뚜렷한 변화가 없었으나 본 연구에서 시행한 프 로그램에 참여한 후 긍정적 변화가 있었다. 특히, 주의력 결핍 과잉행동 장애인 SOO는 시각적 선택주의에서 세 가지 지수 모두 긍정적 변화가 있었다. 간섭 자극이 주어 진 상태에서 선택 주의력 지수도 향상이 있었다. 또한 주 의력 결핍과잉 행동 아동들의 주요 문제인 지속주의에서 도 지수의 향상이 있었다. 감각통합의 어려움과 주의력 문제를 호소했던 KOO는 CAT 주의력 모든 영역에서 향 상이 있었다. 특히, 간섭 선택주의 과제의 두 개 지수가 높은 향상을 보였고 지속적 주의력에서도 두 개 지수에 서 변화가 뚜렷하게 나타났다. 유사한 장애가 있는 LOO 도 선택적 주의와 지속주의 영역에서 모두 긍정적 변화 가 나타났다. 주의력 영역 중 난이도가 높은 분할주의는 주의력의 어떤 영역보다도 뚜렷한 지수 향상이 있었다. 그 외 작업 기억과 정보처리 속도에서도 긍정적 변화가 나타났다. 이러한 효과를 선행 연구와 비교하여 종합적 인 의미를 분석하면 다음과 같다.

    첫째, 안구운동 훈련이 아동의 주의력 향상에 도움이 될 수 있다는 가능성을 알 수 있었다. 그동안 주의력을 향상시키는 훈련 방법은 다양한 방법을 활용하였다. 보 편적으로 작업치료 임상에서 주의력 향상을 위해 사용하 는 교정적 훈련은 주의력처리 훈련(Attention Process Training; APT)이다. 이는 주의력 영역별 해당 과제를 환자에게 제시하여 반복적으로 훈련하는 중재방법이다 (Sohlberg, Johnson, Paule, Raskin, & Mateer, 1994;Sohlberg & Mateer, 1987). APT와 본 연구에서 적용 한 중재의 공통점은 반복 훈련을 지속한다는 것이다. 그 러나 근본적인 부분에서 본 연구 중재와 APT는 차이가 있다. APT는 주의력 특정 영역을 선택해서 집중 훈련을 실시하는 반면, 본 연구에서는 주의력 훈련 콘텐츠와 함 께 안구도약, 안구추적, 안구 지속고정 안구운동을 중점 적으로 훈련을 하였다. 안구운동과 주의력은 상호 연결 되어 있으며 높은 상관관계가 있다는 생리학적 연구결과 와 이론적 주장은 있다. 하지만 실제 주의력에 어려움이 있는 아동에게 안구운동의 효과를 임상 실험으로 증명한 연구는 드문데 그런 측면에서 본 연구의 의의가 있다고 판단한다(Indovina & Sanes, 2001).

    장애아동에게 전산화 인지재활 프로그램을 적용한 연 구들은 있으나 대부분 시지각이나 전반적 인지능력 향상 효과를 검증하였다(Kim & Lee, 2013). 본 연구는 주의 력 중재에 초점을 맞추고 있으며 전산화 인지재활 시스 템의 입력장치인 기존 상지 움직임이 필요한 터치패드나 컨트롤러를 사용하지 않았다. 대신 안구운동을 입력장치 로 연동한 훈련 시스템을 사용하였다. 최근 안구추적 연 동형 인지훈련 시스템을 활용하여 뇌손상 환자에게 적용 한 연구가 있었다. 안구운동을 연동한 연구라는 점에서 본 연구와 공통점이 있으나 시지각과 정보처리 속도, 기 억력 향상 효과를 검증한 연구라는 점에서 본 연구와 차 이가 있다. 또한 본 연구는 아동과 청소년을 대상으로 연 구하였는데 기존연구는 성인 환자를 대상으로 연구하였 다는 점에서 차이가 있다(Kim & Kang, 2018).

    둘째, 안구운동을 동반한 주의력 훈련은 정보처리속도 에도 긍정적 영향을 줄 가능성이 있다. 반응 속도는 대상 자가 외부 타겟 자극에 대해서 반응하는데 까지 소요되는 시간을 측정하는 값으로 인지심리학에서 인지를 측정하 는 중요한 요인 중 문화와 언어를 초월하여 주의력 및 인 지능력을 측정할 수 있는 변수이다(Johnson & Proctor, 2004). 반응 속도를 높이는 훈련이 주의력에 어떠한 영 향을 미치는지를 확인한 결과 반응속도의 증가가 주의력 향상을 초래하였다(Wolinsky, Vander Weg, Howren, Jones, & Dotson, 2013). 본 연구는 안구운동 훈련을 진행하는 과정에서 안구의 움직임 속도를 요구하는 훈련 은 하였으나 반응 속도를 높이기 위해 의도적으로 설계 한 중재는 아니라는 점에서 선행연구와 차이가 있다. 본 연구는 안구운동이 정보처리 속도에 긍정적인 효과를 미 친다는 과거 연구의 이론적 주장을 임상적으로 적용 가 능함을 보여줬다는 점에서 의미가 있다(Seya & Mori, 2012). 이번 연구에서 사용한 반응 속도 측정 방법은 기 존 연구들에서 사용된 방법보다 신뢰도가 높은 것으로 확인되었다. 측정 도구로 사용한 CAT는 컴퓨터 시스템 으로 주의력 영역별로 반응시간을 자동적으로 측정할 수 있고 측정값을 연령대 별로 지수화 하여 비교 분석이 가 능하다. 또한 기존 연구에서는 정보처리속도 평가를 위 해 참가자가 수기로 반응해야 하는 별지우기 과제와 스 탑워치를 사용하였는데 본 연구에서는 시간과 결과 값을 빠르게 자동 처리하는 전산화 표준 평가를 실시하였다는 점에서 차이가 있다. 그동안 성인 환자는 전산화 인지평 가에서 반응 속도를 측정했었지만 아동 평가도구는 매우 드문 실정이다(Kim & Kang, 2018;Kim & Lee, 2013).

    이런 결과 외에도 본 연구에서 몇 가지 특이한 결과가 도출 되었다. 첫째, 선택적 주의력과 지속적 주의력의 지 수 향상보다 분할 주의에서 변화가 가장 컸다는 점이다. 둘째, 안구운동을 동반한 주의력 훈련이 작업 기억력을 향상 시켰다는 점이다. 분할 주의력은 두 개 이상의 과제 에 주의력 에너지를 분할하여 동시에 수행하는 주의력 영역으로 난이도가 높다. 본 연구도구가 단순 주의력의 변화보다 복합적인 주의력이 필요한 과제에서 더 큰 변 화를 초래시켰다는 점은 임상적 가치가 있고 다른 연구 와도 차별화 되는 부분이다. 이러한 결과는 안구 운동을 동반한 주의력 훈련이 작업 기억력 향상에 영향을 줄 수 있다는 선행연구의 결과를 뒷받침 한다(Jeter, Patel, & Sereno, 2011). 이러한 현상의 원인은 밝혀지지 않았으 나 움직이는 타겟에 안구가 따라 움직이기 위해서 방해 자극으로 시선이 향하지 않는 노력이 필요한데 이러한 주의의 노력이 작업 기억력에 긍정적인 영향을 미친다고 한다(Mall et al., 2014;Theeuwes et al., 2009).

    본 연구의 제한점은 체계적으로 설계된 연구가 아니므 로 결과 값의 통계적 의미를 논할 수 없다. 장애 아동을 대상으로 실시한 실험 연구는 대상자를 확보하는데 많은 어려움이 있다. 아동 대상 연구는 성인 대상 연구보다 과 정에서 많은 변수가 발생하는데 이를 예방하기가 어렵다. 부모 동의 부분에서도 성인 환자에 비해 까다롭고 아동 관련 기관에서 연구를 진행 하는 데도 환경적인 제약이 있다. 유사한 연령, 유사한 장애 진단명 등 실험군과 대조 군의 사회 인구학적 기본 조건들을 맞추는 것이 연구에 서 난점이다. 이러한 어려운 점을 극복하기 위한 방법으 로 참가자 중 기존 주의력 훈련과 전산화 인지훈련을 실 시하였으나 최근에는 변화가 거의 없었던 아동을 선정하 였다. 본 연구에서 확인된 긍정적 결과를 기존 중재방법 과 비교하여 효과를 주장하거나 인과관계를 주장하기는 통계적으로 어렵지만 새로운 중재 방법의 임상적 효과에 대한 가능성을 확인하였다는 측면에서 의미가 있다(Kim & Kim, 2012). 본 연구의 결과를 일반화 하기는 어렵지 만 안구운동이 주의력에 긍정적 변화를 초래 할 수 있고 작업 기억 및 정보처리 속도 향상에 기여할 가능성이 있 음이 확인되었으므로 이에 대하여 후속 연구에서 체계적 으로 증명할 필요가 있다.

    Ⅴ. 결 론

    본 연구에서 안구운동 중 안구도약과 안구추적 그리고 안구고정을 동반한 컴퓨터 기반 주의력 훈련 프로그램이 주의력에 문제가 있는 장애 아동의 주의력 향상에 긍정적 영향을 줄 수 있음을 사례 연구로 확인하였다. 안구운동 을 컴퓨터 시스템의 입력장치로 사용하여 주의력 훈련 콘 텐츠와 연계한 프로그램을 주의력 결핍 과잉행동장애, 자 폐스펙트럼장애, 감각통합장애 아동에게 적용한 결과 선 택적 주의력과 지속적 주의력이 향상되었다. 특히, 간섭 자극이 있는 상태에서 선택적 주의를 해야 하는 어려운 과제에서도 긍정적인 변화가 있었다. 가장 많은 변화가 있었던 영역은 주의력 중 두 개 과제에 동시에 주의를 기 울여야 하는 분할 주의력이다. 본 연구에서는 주의력 영 역별로 APT 식의 중재를 한 것이 아니라 안구운동을 중 심으로 훈련을 실시하고 주의력 콘텐츠를 추가하였는데 여러 주의력 지수가 높아진 것은 안구운동이 주의력에 미 치는 영향에 대한 가능성을 시사한다. 작업 기억력에도 긍정적 변화가 있었는데 주의력이 작업 기억력에 영향을 준다는 이론적 주장을 임상적으로 확인할 수 있는 계기가 되었다. 이번 연구는 임상 증례연구로써 결과에 통계적 의미를 분석하기는 어렵다. 향후 연구에서는 본 연구의 가능성을 근거로 아동 참가자를 확보하고 대조군을 설정 한 체계화된 실험 연구를 진행할 필요가 있다. 추가로 이 번 연구에서 결과값에서 제외된 이동 주의력의 효과를 검 증하는 연구도 필요하다. 이동 주의력은 안구도약 운동 프로그램을 시작하게 하고 안구도약 운동 훈련은 시각 주 의이동을 훈련시킨다는 주장은 있으나 이에 대한 임상적 연구가 필요하기 때문이다(Heijden, 2004). 또한 난독 증이 있는 학습장애 아동의 안구 움직임의 제한을 확인하 고 중재를 시도할 필요가 있다.

    Figure

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    Computer Based Attention Training System With Eye Movement Input System; (a) Eye-Tracker Calibration, (b) Eye a Long Stay Practice, (c) Performance Results Feedback for Accuracy and Speed, (d) Presentation for Traces of Eye Movement, (e) Saccade Practice, (d) Eye Pursuit Practice

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    Change Graphs of Attention Quotients for SOO After Intervention

    AQ: Attention Quotient, com-error: commission errorom-error: omission error, v: visual, a: auditorypo-1 w: post-intervention 1 week, pr-1 m: pre-intervention 1 monthpr-1 w: pre-intervention 1 week

    JKSOT-28-2-53_F3.gif

    Change Graphs of Attention Quotients for HOO After Intervention

    AQ: Attention Quotient, com-error: commission errorom-error: omission error, v: visual, a: auditorypo-1 w: post-intervention 1 week, pr-1 m: pre-intervention 1 monthpr-1 w: pre-intervention 1 week

    JKSOT-28-2-53_F4.gif

    Change Graphs of Attention Quotients for KOO After Intervention

    JKSOT-28-2-53_F5.gif

    Change Graphs of Attention Scores for LOO After Intervention

    AQ: Attention Quotient, com-error: commission errorom-error: omission error, v: visual, a: auditorypo-1 w: post-intervention 1 week, pr-1 m: pre-intervention 1 monthpr-1 w: pre-intervention 1 week

    JKSOT-28-2-53_F6.gif

    Change Graphs of Divided Attention Quotients After Intervention

    JKSOT-28-2-53_F7.gif

    Change Graphs of Working Memory Scores After Intervention

    pr-1 m: pre-intervention 1 month, pr-1 w: pre- intervention 1 weekpo-1 w: post-intervention 1 week, po-1m: post-intervention 1 month

    JKSOT-28-2-53_F8.gif

    Change Graphs of Star Cancellation Test Scores After Intervention

    Table

    Experiment Participants Demographics

    Reference

    1. Anderson, R. A. (1989). Visual and eye movement functions of the posterior parietal cortex. Annual Review of Psychology, 12(1), 377-403.
    2. Baumann, O. , & Greenlee, M. W. (2009). Effects of attention to auditory motion on cortical activations during smooth pursuit eye tracking. PLoS ONE, 4(9), e7110.
    3. Bottcher, S. A. (1989). Cognitive retraining. A nursing approach to rehabilitation of the brain injured. Nursing Clinics of North America, 24(1), 193-208.
    4. Casco, C. , Tressoldi, P. E. , & Dellantonio, A. (1998). Visual selective attention and reading efficiency are related in children. Cortex, 34(4), 531-546.
    5. Cohen, R. A. , Malloy, P. F. , Jenkins, M. A. , & Paul, R. H. (2006). Disorders of attention, in clinical neuropsychology: A pocket handbook for assessment. Washington, DC: American Psychology Association.
    6. DeSchepper, B. , & Treisman, A. (1996). Visual memory for novel shapes: Implicit coding without attention. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory and Cognition, 22(1), 27-47.
    7. Deubel, H. , & Schneider, W. X. (1995). Saccade target selection and object recognition : Evidence for a common attentional mechanism. Vision Research, 36(12), 1827-1837.
    8. Findlay, J. M. , & Walker, R. (1999). A model of saccade generation based on parallel processing and competitive inhibition. Behavioral and Brain Sciences, 22(4), 661-721.
    9. Gazzaniga, M. (2004). The cognitive neurosciences. Cambridge, MA: MIT Press.
    10. Heijen, V. (2004). Selective attention in vision. London, GB: Taylor & Francis Group.
    11. Hoffman, J. E. , & Subramaniam, B. (1995). The role of visual attention in saccadic eye movements. Perception and Psychophysics, 57(6), 787-795.
    12. Huestegge, L. , & Koch, I. (2012). Eye movements as a gatekeeper for memorization: Evidence for the persistence of attentional sets in visual memory search. Psychological Research, 76(3), 270-279.
    13. Hutton, S. B. , & Tegally, D. (2005). The effects of dividing attention on smooth pursuit eye tracking. Experimental Brain Research, 163(3), 306-313.
    14. Indovina, I. , & Sanes, J. N. (2001). Combined visual attention and finger movement effects on human brain representations. Experimental Brain Research, 140(3), 265-279.
    15. Jeter, C. B. , Patel, S. P. , & Sereno, A. B. (2011). Novel n-back spatial working memory task using eye movement response. Behavior Research, 43(3), 879-887.
    16. Johnson, A. , & Proctor, R. W. (2004). Attention theory and practice. Newbury Park, CA: Sage Publications, Inc.
    17. Kapoula, Z. , Yang, Q. , Bonnet, A. , Bourtoire, P. , & Sandretto, J. (2010). EMDR effects on pursuit eye movements. PLoS ONE, 5(5), e10762.
    18. Kim, T. G. , & Kim, I. K. (2012). A guide to designing a case series in plastic surgery. Archives of Craniofacial Surgery, 13(1), 1-3.
    19. Kim, Y. G. , & Kang, Y. G. (2018). The effects of eye tracking-linkaged attention training system for the cognition in brain injury: Pilot study. Journal of Korean Society of Occupational Therapy, 26(1), 31-44.
    20. Kim, Y. G. , & Lee, M. J. (2013). The effect on computer-based cognitive rehabilitation program for children (CoTras-C) for the cognitive ability and visual perception in developmental disability. Journal of Rehabilitation Research, 17(3), 391-414.
    21. Kowler, E. (1994). The rule of attention in the programming of saccades. Vision Research, 35(13), 1897-1916.
    22. Lee, J. M. , Kang, E. J. , Kim, M. S. , Kam, K. T. , Kim, J. O. , Park, T. J. , ... Lee, J. S. (2003). Cognitive psychology (2nd ed.). Seoul, KR: Hakjisa.
    23. Leigh, R. J. , & Zee, D. S. (1983). Neurology of eye movements. Philadelphia, PA: F. A. Davis Company.
    24. Mall, J. T. , Morey, C. C. , Wolff, M. J. , & Lehnert, F. (2014). Visual selective attention is equally functional for individuals with low and high working memory capacity: Evidence from accuracy and eye movements. Attention, Perception & Psychophysics, 76(2), 1998-2014.
    25. Moore, T. , & Fallah, M. (2001). Control of eye movements and spatial attention. Proceedings of the National Academy of Sciences, 98(3), 1273–1276.
    26. Najemnik, J. , & Geisler, W. S. (2005). Optimal eye movement strategies in visual search. Nature, 434(7031), 387-391.
    27. Nelles, G. , Pscherer, A. , de Greiff, A. , Forsting, M. , Gerhard, H. , Esser, J. , & Diener, H. C. (2009). Eye-movement training-induced plasticity in patients with post stroke hemianopsia. Journal of Neurology, 256(5), 726-733.
    28. Richards, J. E. , & Holley, F. B. (1999). Infant attention and the development of smooth pursuit tracking. Developmental Psychology, 35(3), 856-867.
    29. Rock, I. , & Gutman, D. (1981). The effect of inattention on form perception. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 7(2), 275-285.
    30. Seya, Y. , & Mori, S. (2012). Spatial attention and reaction times during smooth pursuit eye movement. Attention, Perception, & Psychophys, 74(3), 493-509.
    31. Sohlberg, M. M. , Johnson, L. , Paule, L. , Raskin, S. A. , & Mateer, C. A. (1994). Attention process training II: A program to address attentional deficits for persons with mild cognitive dysfunction. Puyallup, WA: Association for Neuropsychological Research & Development.
    32. Sohlberg, M. M. , & Mateer, C. A. (1987). Effectiveness of an attention-training program. Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology, 9(2), 117-130.
    33. Taylor, C. W. (1998). Various approach to and definitions of creativity. In R. J. Sternberg (Eds.), The nature of creativity: Contemporary psychological perspectives (pp. 43-75). Cambridge, UK: Cambridge University Press.
    34. Theeuwes, J. , Belopolsky, A. , & Olivers, C. N. (2009). Interactions between working memory, attention and eye movements. Acta Psychologica, 132(2), 106-114.
    35. Weissman, D. H. , Roberts, K. C. , Visscher, K. M. , & Woldorff, M. G. (2006). The neural bases of momentary lapses in attention. Nature Neuroscience, 9(7), 971-978.
    36. Wilson, B. A. , Cockburn, J. , & Halligan, P. W. (1987). Behavioural inattention test. Titchfield, UK: Thames Valley Test Company Ltd.
    37. Wolinsky, F. D. , Vander Weg, M. W. , Howren, M. B. , Jones, M. P. , & Dotson, M. M. (2013). A randomized controlled trial of cognitive training using a visual speed for processing intervention in middle aged and older adults. PLoS ONE, 8(5), e61624.
    38. Yoo, H. K. , Lee, J. S. , Kang, S. H. , Park, E. H. , Jung, J. S. , Kim, B. N. , ... Lee, Y. S. (2009). Standardization of the comprehensive attention test for the Korean children and adolescents. Journal Korean Academy of Child and Adolescent Psychiatry, 20(2), 68-75.