멘탈 회전

Mental rotation
Mental rotation task (diagram).jpg

정신적 회전은 인간의 마음 속에서 그러한 회전의 시각적 표현과 관련이 있기 때문에 2차원적, 3차원적 사물의 정신적 표현을 회전시키는 능력이다.[1] 지각과 정신적 회전과 관련된 뇌의 영역 사이에는 관계가 있다. 또한 공간 처리의 인지율, 일반 지능과 정신 순환 사이에는 관계가 있을 수 있다.[2][3][4]

정신적 회전은 뇌가 움직이는 물체로서 그것들이 무엇이고 어디에 속하는지 이해하는 것을 도울 수 있다. 정신 순환은 정신이 그들의 환경에서 사물을 어떻게 인식하는지를 알아내기 위해 연구되어 왔다. 연구자들은 일반적으로 그러한 물체를 자극이라고 부른다. 정신적 회전은 사람이 변화된 물체가 무엇인지 알아내는 하나의 인지 기능이다.

정신 회전은 다음과 같은 인지 단계로 구분할 수 있다.[2]

  1. 사방에서 사물의 정신적 이미지를 생성한다(직진 대 회전이 계속되는 곳 상상).
  2. 비교할 수 있을 때까지(다른 그림과의 자극 방향 설정) 개체를 정신적으로 회전시킨다.
  3. 비교하다.
  4. 개체가 동일한지 여부를 결정하십시오.
  5. 결정을 보고한다(레벨을 당겼거나 버튼을 눌렀을 때 반응 시간이 기록된다).

평가

정신 회전 테스트에서 참가자는 종종 일부 축에서 회전하는 두 개의 3D 물체(또는 문자)를 비교하고, 그것들이 동일한 이미지인지 또는 거울 이미지(반동형)인지를 명시한다.[1] 일반적으로, 테스트에는 각각 특정 도 수(예: 0°, 60°, 120° 또는 180°)를 회전하는 영상 쌍이 있다. 설정된 수의 페어가 동일한 이미지가 회전하는 동안 다른 페어가 미러링되는 방식으로 분할된다. 연구자는 참가자가 미러링된 쌍과 미러링되지 않은 쌍을 얼마나 정확하고 빠르게 구별할 수 있는지에 대해 참가자를 판단한다.[5]

주목할 만한 연구

셰퍼드 메츨러(1971)

로저 셰퍼드와 재클린 메츨러(1971)는 이 현상을 처음으로 연구한 사람들 중 일부였다.[6] 그들의 실험은 특히 3차원 물체에서 정신 회전을 실험했다. 각 피사체에는 3차원 비대칭 줄무늬 또는 큐브 모양의 물체 여러 쌍이 제시되었다. 이 실험은 두 물체가 실제로 같은 물체인지 아니면 두 개의 다른 물체인지를 결정하기 위해 각 실험체가 얼마나 걸릴지 측정하기 위해 고안되었다. 그들의 연구는 참가자가 한 쌍의 항목이 일치하는지 여부를 결정하는 반응 시간이 원래 위치에서 회전각도에 선형 비례한다는 것을 보여주었다. 즉, 어떤 물체가 원본에서 더 많이 회전될수록, 두 개의 이미지가 같은 물체의 것인지 또는 반반동형인지를 판단하는 데 개인이 더 오랜 시간이 걸리는 것이다.[7]

반덴버그와 쿠세 (1978년)

주요 기사: 정신 회전 테스트

1978년 스티븐 G. 반덴버그와 앨런 R. 쿠세는 셰퍼드(1971년)와 메츨러(1971년)의 독창적인 연구에 바탕을 둔 정신 회전 능력을 평가하기 위한 테스트를 개발했다. 정신적 회전 테스트는 인도의 잉크 도면을 사용하여 만들어졌다. 각각의 자극은 컴퓨터가 그린 3차원 물체의 2차원 이미지였다. 그리고 나서 그 영상이 오실로스코프에 표시되었다. 각 이미지는 수직 축을 중심으로 회전하는 다른 방향으로 표시되었다. 셰퍼드와 메츨러 실험의 기본이념에 따라, 이 연구는 남성과 여성 사이의 정신 순환 점수에 상당한 차이를 발견했고, 남성이 더 나은 성과를 보였다. 다른 조치들과의 상관관계는 공간 시각화 시험과 밀접한 관련이 있으며 언어 능력과의 연관성은 없는 것으로 나타났다.[8][9]

신경 활동

1999년에는 뇌의 어느 부분이 정신 순환 중에 활성화되는지를 알아내기 위한 연구가 실시되었다. 이번 실험에는 29~66세의 자원봉사자 7명(남성 4명, 여성 3명)이 참여했다. 연구의 경우 피험자는 각각 4번씩 8자(정상 방향 2번, 역방향 2번)씩을 제시했고, 피험자는 캐릭터가 정상적인 구성인지 거울 이미지인지를 결정해야 했다. 이 작업 중 PET 스캔을 실시하여 우측 후방 두정엽에서 활성화가 나타났다.[10]

정신 회전 중 뇌 활성화에 대한 기능자기공명영상(fMRI) 연구는 두정엽, 특히 과제의 난이도에 따라 좌우되는 두정간설커스의 지속적인 활성화를 보여준다. 일반적으로 회전의 각도가 클수록 과업과 관련된 뇌활동이 많아진다. 이렇게 뇌 활성화가 증가하면 회전 과제를 완료하는 시간이 길어지고 오류 발생률이 높아진다. 연구자들은 뇌 활성화 증가, 시간 증가, 오류율 증가가 과제 난이도가 회전 각도에 비례한다는 것을 보여준다고 주장해왔다.[11][12]

깊이 90도 회전
사진 평면에서 90도 회전

색

사람들이 일상 생활에서 회전하는 것을 상상하는 물리적 물체는 질감, 모양, 색깔과 같은 많은 성질을 가지고 있다. 캘리포니아 대학교 산타바바라에서 실시한 연구는 색과 같은 시각적 정보가 정신 회전을 하는 동안 어느 정도까지 표현되는지를 구체적으로 시험하기 위해 실시되었다. 이 연구는 반응 시간 연구, 언어 프로토콜 분석, 눈 추적과 같은 몇 가지 방법을 사용했다. 초기 반응 시간 실험에서 회전 능력이 떨어지는 사람은 이미지의 색상에 영향을 받은 반면 회전 능력이 좋은 사람은 그렇지 않았다. 전반적으로 능력이 떨어지는 사람들은 착색된 이미지를 식별하는 것이 한결 빠르고 정확했다. 언어 프로토콜 분석 결과 공간 능력이 낮은 과목은 공간 능력이 높은 참가자보다 정신 순환 과제에서 색상을 자주 언급하는 것으로 나타났다. 이 실험을 통해 보여질 수 있는 한 가지 사실은 회전 능력이 더 높은 사람들은 정신적 회전에서 색깔을 나타낼 가능성이 더 적다는 것이다. 가난한 회전 장치(Rotator)는 단편적인 전략을 사용하여 정신 회전에 색을 나타낼 가능성이 더 높을 것이다(Khooshabeh & Hegarty, 2008).

운동과 예술적 능력에 미치는 영향

운동과 예술적 능력이 정신 회전에 어떤 영향을 미치는지에 대한 연구도 이루어졌다. Pietsch, S, & Jansen, P. (2012)는 운동선수나 음악가였던 사람들이 그렇지 않은 사람들보다 반응 시간이 더 빠르다는 것을 보여주었다. 그들은 18세 이상의 사람들을 세 그룹으로 나누어 이것을 실험했다. 1조는 수학, 체육, 교육생이었다. 스포츠에 치중했던 정신 순환 시험을 통해 수학이나 교육 전공 학생보다 훨씬 좋은 성적을 거둔 것으로 나타났다. 또한 실험에 참가한 남성 운동선수들이 여성보다 빠르지만, 남성과 여성 음악가들은 반응 시간에 큰 차이를 보이지 않는 것으로 밝혀졌다.

모로, D, 클레르크 외 연구진(2012년)도 운동선수들이 비운동선수들보다 공간적으로 더 인지하고 있는지 조사했다. 이 실험은 대학생들을 대상으로 어떤 스포츠 훈련 전에, 그리고 그 후에 다시 한번 정신 순환 테스트를 실시했다. 참가자들은 이것이 그들의 공간 인식에 도움이 되는지 알아보기 위해 두 개의 다른 스포츠에서 훈련을 받았다. 참가자가 운동 훈련을 마친 뒤 정신력교대시험에서 훈련 전보다 더 좋은 성적을 거둔 것으로 나타났다. 당신의 공간 인식을 훈련시키는 방법들이 있다. 이 실험은 만약 사람들이 그들의 정신 순환 기술을 훈련시키는 방법을 찾을 수 있다면 그들은 더 쉽게 높은 맥락의 활동에서 더 나은 성과를 낼 수 있을 것이라는 연구를 가져왔다.

정신 회전이 자세 안정에 미치는 영향을 조사한 연구 결과가 나왔다. 참가자들은 발 자극, 손 자극 또는 비신체 자극(자동차)이 포함된 MR(정신 회전) 과제를 수행한 후 한 발로 균형을 맞춰야 했다. 그 결과는 발 자극과 관련된 MR 작업이 손이나 자동차 자극보다 균형 개선에 더 효과적이라는 것을 암시했다.[13]

연구진은 심층 회전과 평면 회전 모두를 가진 체조선수와 핸드볼, 축구선수들의 정신 회전 능력의 차이를 연구했다. 결과는 운동선수들이 그들의 전문 스포츠와 더 밀접하게 관련된 정신 순환 업무를 더 잘 수행한다는 것을 시사했다.[14]

어린이의 정신적 회전과 운동능력에 상관관계가 있으며, 이러한 연관성은 특히 7~8세 남자아이들에게 강하다. 아이들은 운동과 인지 과정이 매우 연결된 것으로 알려져 있었고, 연구는 이러한 중복이 운동 능력의 영향을 받는다는 것을 보여주었다.[15]

체조선수, 오리엔테이션선수, 육상선수, 비선수 등을 대상으로 정신회전 테스트(MRT)가 실시됐다. 결과는 비운동선수들이 체조선수나 오리엔테이션 선수들에게 크게 앞섰지만 주자는 그렇지 않다는 것을 보여주었다. 체조선수(예고체조 선수)는 오리엔탈 선수(만능체조 선수)를 능가하지 못했다.[16]

섹스

일부 연구는 정신 순환 업무에서 남성과 여성의 차이가 있다는 것을 보여주었다. 이러한 차이를 설명하기 위해, 정신 순환 과제 중의 뇌 활성화가 연구되었다. 2012년, 이과나 문과 대학을 졸업한 사람들에 대한 연구가[17] 행해졌다. 남성과 여성은 정신 순환 업무를 수행하도록 요청받았고, 그들의 뇌 활동은 fMRI로 기록되었다. 연구원들은 뇌 활성화의 차이점을 발견했다: 남성은 정신 순환 과제에 사용되는 뇌의 영역에서 더 강한 활동을 나타낸다.

2008년의 한 연구는 개발 중에 차이가 일찍 발생할 수 있다는 것을 시사했다. 이 실험은 생후 3~4개월 된 영아를 대상으로 2D 정신 순환 과제를 이용해 이뤄졌다. 그들은 유아가 자극을 보고 있는 시간 동안 관찰하는 것으로 구성된 선호 장치를 사용했다. 그들은 참가자들에게 숫자 "1"과 그것의 회전수를 숙지하는 것으로 시작했다. 그리고 나서 그들은 그들에게 회전하는 "1"의 사진과 그것의 거울 이미지를 보여주었다. 이 연구는 수컷들이 거울 이미지에 더 관심이 있다는 것을 보여주었다. 암컷들은 회전하는 "1"과 거울의 이미지에 똑같이 관심을 갖는다. 연구에 따르면, 이것은 적어도 유아들이 정신 회전을 다르게 처리할 때 남성과 여성이라는 것을 의미할 수 있다.[18]

2015년의 또 다른 연구는 정신 순환 과제와 감정 인식 과제에서 여성과 그들의 능력에 초점을 맞췄다. 이 실험에서, 그들은 여성들이 더 강력하거나 덜 강력하다고 느끼는 감정이나 상황을 유도했다. 그들은 권력의 상황에 있는 여성들이 다른 여성들보다 정신 순환 과제(그러나 감정 인식 과제에서는 덜 수행적)에서 더 낫다고 결론 내릴 수 있었다.[19]

남성과 여성의 두뇌의 차이를 연구하는 것은 흥미로운 응용을 할 수 있다. 예를 들어, 그것은 자폐 스펙트럼 장애의 이해에 도움이 될 수 있다. 자폐증에 관한 이론 중 하나는 EMB이다. 이 이론은 자폐증이 "극도의 남성 뇌"를 가지고 있다고 간주한다. 2015년의 연구에서[20], 연구원들은 (자폐증이 없는 사람들을 연구함으로써) 정신 순환 과제에서 남성과 여성 사이에 차이가 있다는 것을 확인했다: 남성이 더 성공적이다. 그리고 그들은 자폐증자들이 정신 순환 과제에서 이런 "남성적 성과"를 가지고 있지 않다는 사실을 강조했다. 그들은 "자율적인 사람들은 EMB 이론에 의해 제안된 극단적인 버전의 남성 인지 프로파일을 가지고 있지 않다"[20]로 그들의 연구를 마무리한다.

최근의 몇몇 연구들은 정신 순환 인식 과제 사이의 차이가 자극의 절차와 인위성의 결과라고 제안한다. 2017년 한 연구는 사진과 3차원 모델을 활용하여 다양한 접근법과 자극을 평가했다. 결과는 자극의 변화가 반덴버그와 쿠세 시험(1978년)에서 발견된 남성적 장점을 없앨 수 있다는 것을 보여준다. [21]

현재 연구 방향

추가 정보: 추상화

유능한 신체 운동과 개인이 정신 회전을 할 수 있는 속도 사이에는 관계가 있을 수 있다. 연구원들은 정신 순환 과제를 가지고 훈련한 어린이들이 연습한 후에 전략 능력을 향상시켰다는 것을 발견했다.[22] 후속 연구는 다른 과업과 뇌에 미치는 영향을 발견하기 위한 시도들 사이의 뇌의 차이를 비교할 것이다. 사람들은 과제를 완성하기 위해 많은 다른 전략을 사용한다; 심리학자들은 능력과 반응 시간을 비교하기 위해 특정한 인지 능력을 사용하는 참가자들을 연구할 것이다.[23] 다른 사람들은 회전하는 대상을 기준으로 정신 회전의 역량의 차이를 계속 조사할 것이다.[24] 참가자의 대상 식별은 성별과 연령에 걸쳐 남성의 반응 시간이 더 빠르다는 이전의 주장을 뒷받침하기 위해 그들의 정신 회전 능력을 방해하거나 도울 수 있다.[17][25][26] 심리학자들은 정신적 회전과 육체적 회전 사이의 유사성을 계속 실험하면서 반응 시간의 차이와 환경적 의미와의 관련성을 조사할 것이다.[27]

참고 항목

메모들

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  6. ^ Shepard, R. N., & Metzler, J., "정신적 회전: 물체의 차원성과 작업 유형의 영향", 실험 심리학 저널: 인간 인식과 수행, 1988년 2월 14일자 3-11면.
  7. ^ Shepard, R. N.; Metzler, J. (1971). "Mental Rotation of Three-Dimensional Objects" (PDF). Science. 171 (3972): 701–703. Bibcode:1971Sci...171..701S. CiteSeerX 10.1.1.610.4345. doi:10.1126/science.171.3972.701. JSTOR 1731476. PMID 5540314. S2CID 16357397.
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참조

외부 링크