게임을 읽는 머리, 스포츠지능을 측정하기 위한 컴퓨터 기반 스포츠 인지검사 프로그램 개발
박진한1, 우민정2*
1울산대학교 스포츠과학부 연구원, 2울산대학교 스포츠과학부 교수
The Development of Computerized Sport-related Cognitive Test Battery to Measure Sport Intelligence, the Ability to Read the Game
Jin-Han Park1, Min-Jung Woo2*
1Researcher, School of Sports and Exercise Science, University of Ulsan
2Professor, School of Sports and Exercise Science, University of Ulsan
요 약 우수한 선수들은 게임을 읽는 머리, 스포츠형 두뇌를 가진다. 그러나 스포츠 두뇌를 종합적으로 측정하는 인지 검사도구는 개발된 바 없다. 따라서 본 연구의 목적은 스포츠 인지기능을 측정하기 위한 컴퓨터 기반 프로그램을 개발 하는 것이다. 스포츠 인지기능 문헌고찰을 바탕으로 정보처리속도, 실행기능(인지유연성, 억제능력), 공간능력을 스포츠 인지기능으로 선정하였다. 정보처리속도 측정을 위해 단순 및 선택반응시간 검사, 실행기능 측정을 위해 기호잇기검사, 자극수반과제, 공간능력 측정을 위해 심적회전과제가 선택되었고, 이들을 컴퓨터 기반 측정 프로그램으로 개발하였다.
검사를 실행하면, 각 검사에 대한 설명과 함께 연습시행이 주어진 뒤, 본 과제가 시작되며, 과제 종료와 동시에 주요 변인들이 통계처리되어 txt 파일형태로 자동저장된다. 스포츠 인지검사도구는 추후 타당도와 신뢰도 평가를 거쳐, 스포 츠 영재발굴과 선수선발에 유용하게 활용될 수 있을 것이다.
주제어 : 융합, 스포츠, 인지기능, 컴퓨터 기반 프로그램, 실행기능
Abstract High-performing athletes possess the ability to read the game, known as the “sports brain”.
However, a cognitive battery to measure such sports brain has not been developed yet. The purpose of the study, thus, is to develop a computerized cognitive test battery to measure athletes’ cognitive function. Based on a systematic review, information processing speed, execution function, and spatial ability were selected as sports-related cognitive functions. Simple and choice response times test, trail-making test, Flanker test, and mental rotation task were developed. After providing manual and practice trials, main tests were executed and all primary variables were statistically processed and automatically saved. The test battery is expected to aid in the discovery and recruitment of athletes in the future after verifying the validity and reliability of this battery.
Key Words : Convergence, Sport, Cognitive function, Computerized test battery, Executive function
*This work was supported by the Ministry of Education of the Republic of Korea and the National Research Foundation of Korea (NRF-2017S1A5A2A01026414).
*Corresponding Author : Min-Jung Woo(mjwoo@ulsan.ac.kr) Received April 7, 2021
Accepted July 20, 2021 Revised April 23, 2021
Published July 28, 2021
1. 서론
우수한 선수들은 게임을 읽는 머리, 스포츠형 두뇌를 가진다. 축구선수 스페인의 사비 에르난데스와 브라질의 네이마르는 체력, 기술이 상대적으로 열세이지만, 뛰어 난 게임 해석력으로 천재로 인정받는 선수들이다. 이들 은 일반 선수보다 공간 인지능력과 정보처리속도가 월등 히 뛰어나며, 게임 플레이를 위해 뇌를 효율적으로 사용 하는 스포츠형 두뇌를 가진다[1]. 선수들에게 특정 인지 기능이 일반인보다 월등히 뛰어나다는 연구결과는 이미 축구[2-5], 테니스[6], 배구[7], 마라톤[8], 아이스하키 [9], 체조[10], 탁구[11], 펜싱[12] 등 다양한 종목에서 검증되었다. 더구나 선수들의 경기력이 높을수록 특정 인지기능이 더 뛰어난 것으로 밝혀졌는데, 1부 리그 축 구 선수들의 집행기능이 2부 리그 선수들보다 우수하고 [2], 상위권 울트라 마라톤 선수들의 집행기능이 하위권 선수들보다 더 뛰어났다[8].
스포츠 종목에 따라 선수들의 인지기능에도 차이가 있 는 것으로 밝혀졌다. 축구같이 환경의 끊임없는 변화에 적응하며 경기를 펼쳐야 하는 개방기술 종목 선수는 양 궁, 사격과 같은 고정된 환경에서 기술을 수행하는 폐쇄 기술 선수보다 억제능력[6, 13]과 인지유연성[14]이 우 수하였으나, 작업기억[15], 정보처리속도[14], 공간능력 [16]에서는 차이가 없었다.
이처럼 경기력이 뛰어난 선수들에게 특화된 인지기능 이 존재하고, 종목의 특성에 따라 차별화된 인지기능이 있 다는 것이 밝혀졌음에도 불구하고, 스포츠 인지기능을 종 합적으로 측정할 수 있는 인지검사도구는 부재하다. 기존 의 스포츠 인지기능 선행연구들은 다른 목적으로 개발된 인지검사도구(cognitive batteries: Cambridge Neuropsychological Test Automated Battery[17];
Wechsler Intelligence Scale for Children[4];
Delis-Kaplan Executive Function System[2])를 중 하 나 혹은 일부를 사용하여, 연구결과를 스포츠 경기력과 연 결시키거나, 종합적인 스포츠 인지기능에 대한 해석이 어 려웠다. 또 연구결과가 특정 인지기능에 대한 설명에 국한 되거나, 동일 인지기능 측정을 위해 사용된 검사도구가 각 각 달라 인지기능 결과에 대한 해석에 일관성이 없는 등의 한계가 있다. 이런 이유로 다차원의 인지검사를 통해 다양 한 종목이나 선수들의 기술 수준에 따른 스포츠 수행 관련 인지기능에 대한 체계적인 연구가 이루어질 필요가 있다.
이러한 연구의 선행조건은 1) 스포츠 수행과 관련 있는 인 지기능 탐색을 위한 체계적인 선행연구의 검토, 2) 해당
인지기능을 측정하기 위한 최적의 측정도구에 대한 조사, 3) 객관적이고 통일된 컴퓨터 기반 측정 프로그램 개발, 4) 개발된 검사도구의 타당도, 신뢰도 검증이다.
위 선행조건의 1) 스포츠관련 인지기능의 체계적 선행 연구 검토와 2) 최적 측정도구 조사는 최근 용타위 아차랏 등[18]이 수행하였다. 용타위 아차랏 등은 2008-2020년 스포츠 수행과 관련된 인지기능 문헌 45편에 대해 문헌 고찰을 실시하였고, 선수들은 비선수보다 특정 인지기능 이 우수하고, 스포츠 전문성이 높을수록 해당 인지기능 이 더 높으며, 종목에 따라 인지기능에 차이가 있음을 밝 혔다. 또한 스포츠 수행과 관련된 주요 인지기능은 실행 기능, 정보처리속도, 주의력, 공간능력이라고 제안하였 다. 스포츠 전문성과 관련해 가장 많은 연구가 수행된 인 지기능은 실행기능으로, 고찰된 문헌 전체의 57%가 실 행기능을 스포츠 수행과 관련시켜 연구하였다. 실행기능 의 하위요인 중에서는 억제능력과 인지유연성이 핵심 요 인이며, 억제능력은 정지신호과제, 자극수반과제, 인지유 연성은 설계유연성검사, 기호잇기검사 등으로 주로 측정 되었다. 정보처리는 단순반응시간과 선택반응시간 검사, 공간능력은 심적회전과제, 주의력은 경고적 주의, 방향 적 주의, 실행적 주의를 측정할 수 있는 주의연합검사가 사용될 수 있다고 보고하였다.
위와 같이 스포츠 인지기능에 대한 선행연구와 최적 측정도구에 대한 조사는 이루어졌으나, 해당 인지기능을 측정할 수 있는 스포츠 인지기능 측정 프로그램은 개발 된 바 없다. 따라서 본 연구의 목적은 스포츠 인지기능으 로 추천된 인지과제를 컴퓨터 기반 프로그램으로 개발하 고, 개발과정의 방법과 절차, 순서도를 제공하여 추후 해 당 검사도구의 활용, 타당도와 신뢰도 검증을 위한 기초 자료를 제공하는 것이다.
2. 스포츠 관련 인지기능과 측정과제 2.1 스포츠 관련 인지기능
용타위 아차랏 등[18]의 스포츠 인지기능 문헌고찰을 토대로 본 연구는 정보처리속도, 실행기능(인지유연성, 억제능력), 공간능력을 스포츠 인지기능으로 선택하였다 (Fig. 1 참고). 해당 인지기능을 측정하기 위해 정보처리 속도는 단순반응시간과 선택반응시간 검사, 실행기능의 하위요인인 억제능력은 수반자극과제, 인지유연성과 작 업기억은 기호잇기검사, 공간능력은 심적회전과제를 선 정하였다.
Fig. 1. The developed model of sport-related cognitive functions, sub-domains, and tests
2.2 선정된 인지기능과 인지과제 특성
2.2.1 정보처리속도(information processing speed) 정보처리속도는 하나 혹은 여러 개의 자극에 대해 정확 하고 신속하게 반응하는 능력을 나타내며, 가장 기초적 인 지기능으로 여겨진다. 정보처리속도를 측정하기 위해 주 로 단순반응시간검사(simple response time test[SRT]) 와 선택반응시간검사(choice response time test[CRT]) 가 사용되며, 자극 제시와 운동반응까지 걸리는 정보처리 시간을 측정한다[19]. 다양한 스포츠 종목이 얼마나 빠르 고 정확한지를 수행의 척도로 본다는 점과, 육상, 수영 등 과 같은 기록경기는 자극부터 운동종료까지의 시간을 측 정한다는 점 때문에 그 무엇보다 반응시간이 스포츠 수행 을 결정하는 핵심적 인지기능이 될 수 있다.
2.2.1.1 단순반응시간검사(SRT)
SRT는 단일 자극에 대한 반응시간을 측정한다[20].
SRT를 통해 이미 농구, 야구[21], 권기도(Qwan Ki Do)[22], 배구, 축구 선수[23]의 정보처리속도가 일반인 보다 빠른 것이 입증되었다. 타당도[21-23]와 신뢰도 [24]가 검증된 SRT 검사설계에 근거하여 본 연구의 단순 반응시간검사를 개발하였다.
2.2.1.2 선택반응시간검사(CRT)
CRT는 두 가지 이상의 서로 다른 자극신호에 대해 각 각 다른 형태로 반응하는 과제로 자극 제시부터 반응까 지의 시간을 측정한다. CRT도 권기도[22], 배구, 축구 선수[23]와 일반인과의 비교에서 선수의 우수성이 입증 되었다. SRT와 같이 타당도[22, 23]와 신뢰도[24]가 검 증된 CRT 검사설계에 근거하여 본 연구의 선택반응시간
검사를 개발하였다.
2.2.2 실행기능(executive function)
2.2.2.1 인지유연성(cognitive flexibility) 측정을 위 한 기호잇기검사(trail-making test[TMT]) 인지유연성은 새로운 상황에 맞게 지식을 재구성하거 나 다른 관점으로 접근할 수 있는 능력을 말한다[25]. 성 공적 운동수행을 위해서는 신속하고 창의적인 의사결정 이 요구된다[26]. 인지유연성 측정도구 중 기호잇기검사 (TMT)가 대표적이다[18].
TMT는 시-지각 능력(visual-perceptual ability)을 측정하는 Part A 과제와, 인지유연성을 측정하는 Part B 로 구성된다[25]. Part A는 1부터 25까지 순서대로 최대 한 빠르게 찾아내는 과제이고, Part B는 숫자와 알파벳 을 순서에 맞게 교차로 찾아내는 과제이다. TMT를 활용 하여 일반인과 구별되는 스포츠 선수의 우수한 인지유연 성이 밝혀졌으며[5], 타당도[5]와 신뢰도[25, 27]가 검증 된 TMT 검사설계에 근거하여 본 연구의 TMT가 개발되 었다.
2.2.2.2 억제능력(inhibition) 측정을 위한 수반자극 과제(Flanker task[FT])
억제능력은 계획되어 있거나 진행 중인 동작을 정지시 킬 수 있는 능력으로[28], 예측할 수 없는 환경에 적응해 야 하는 스포츠 선수에게 필수적인 인지기능이다[29]. 스 포츠와 관련된 억제능력을 측정하기 위한 수반자극과제 (FT)[18]는 방해요소들 속에서 원하는 자극에 대한 적합 한 반응을 얼마나 신속하고 정확하게 수행할 수 있는지 를 측정한다[30]. 일반인과 구별되는 스포츠 선수의 우수 한 억제능력이 FT를 활용하여 밝혀졌으며[31-33], 타당 도[31-33]와 신뢰도[34]가 검증된 FT 검사설계에 근거 하여 본 연구의 FT가 개발되었다.
2.3.3 공간능력(spatial ability)
공간능력은 특정 공간에서 시각적 정보를 탐색, 유지, 변환하는 능력으로 정의되며[35], 공간지각, 공간시각화, 심적회전능력으로 구분된다. 그 중에서 심적회전능력 (mental rotation)은 일상적이지 않는 방향으로 제시된 2, 3차원의 자극을 심적으로 회전하는 능력으로[36], 공 간능력의 필수요인이다. 스포츠와 관련된 공간능력 측정 은 심적회전과제(mental rotation task[MRT])로 선정 하였다[18].
Fig. 2. Schematic of the simple response time test (SRT) MRT는 이차원[36]과 삼차원[35] 도형이 사용되며,
본 연구에서는 삼차원 도형 12문제 2세트로 개발되었다.
공간능력과 스포츠 전문성에 관한 메타분석 연구[37]에서, 선수집단이 일반인보다 공간능력이 뛰어난 것으로 밝혀 졌다(d = .39). 타당도[37]와 신뢰도[38]가 검증된 MRT 검사설계에 근거하여 본 연구의 MRT가 개발되었다.
3. 스포츠 인지검사 프로그램 개발환경과 동작과정
3.1 컴퓨터 버전 인지기능 측정 프로그램 개발환경 단순반응시간검사, 선택반응시간검사, 기호잇기검사, 자극수반과제, 심적회전과제 프로그램의 구현을 위해 인텔 i7-3770 CPU, 8GB DRAM 메모리가 탑재된 Microsoft Windows 10 운영체제를 사용하였다. 프로그램 개발 환 경은 Microsoft Visual Studio Community 2015이 며, 사용된 프로그래밍 언어는 Visual C# 2015이다. 유 저인터페이스(UI)는 C#을 이용하여 구현하였다. 프로그 램 테스트 환경, 실험환경을 Microsoft Windows 10으로 하였다. 프로그램의 디자인을 위해 Microsoft Power point를 이용하여 기본 UI를 구성하고 C#을 이용하여 해당 UI와 기능을 구현하였다. 모든 동작은 사용자의 입 력 이벤트에 기반을 두어 동작이 수행된다. 검사 전 사용 자의 개인정보를 입력받고, 본 검사 전 연습 기회를 제공
하여 검사의 이해도를 높였다. 각 테스트별 사용자의 반 응유형, 반응시간, 정확률을 측정 및 분석하여 그 결과파 일을 자동 생성시켰다. C# 프로그래밍 언어로 개발된 모 든 인지검사 프로그램들은 Windows 7과 Windows 10 에서 실행된다.
3.2 스포츠 인지기능 검사도구 동작과정 3.2.1 단순반응시간검사(SRT)
본 연구에서 개발된 SRT의 10단계 순서도는 Fig.
2-a와 같다. (1) 프로그램을 실행하면 검사대상자 정보 를 입력하는 화면이 나타나고, 이름, 성별, 생년월일 등 의 정보를 입력받는다. (2) 검사 설명서를 스크린에 나타 낸 뒤, (3) 검사대상자가 SRT 프로그램을 이해할 수 있 도록 모의 검사(2회 수행)를 실행한다. (4) 모의 검사에 대한 피드백 제공 후 본 검사가 시작되며, 자극 준비 신 호인 “+” 화면이 0.5초간 표시된다. (5) 검사대상자가 예 측하여 반응하지 못하도록 무작위 시간 간격(500, 1000, 1500, 2000ms)으로 붉은색 원이 나타난다. (6) 연구대 상자가 자신의 오른손 검지로 “/”버튼을 누를 때까지 대 기하며, (7) 700ms 이내에 버튼을 누르면 정답 처리, 그 이상 지연되거나 붉은색 원이 나타나기 전에 버튼을 누 른다면 오답 처리한다. (8) 정답 또는 오답 처리 후 검은 색 화면을 1초 동안 표시한다. (9) 20회 자극이 완료되었 는지 확인한다. 완료되지 않았다면 단계 4부터 단계 8까 지 동작을 다시 진행하며, 20회 자극이 완료되면 검사를
Fig. 3. Schematic of the choice response time test (CRT) 종료한다. (10) 검사가 종료되면 정답 평균반응시간(ms),
표준편차(ms), 정답률(%)이 산출되며, 모든 통계 자료는 text 파일에 저장되고 프로그램은 종료된다.
3.2.2 선택반응시간검사(CRT)
본 연구에서 개발된 CRT의 12단계 순서도 Fig. 3-a 와 같다. (1) 프로그램을 실행하면 검사대상자 정보를 입 력하는 화면이 실행되고, 이름, 성별, 생년월일 등의 정 보를 입력받는다. (2) 검사 설명서가 화면에 나타난 뒤, (3) 검사대상자가 CRT 프로그램을 이해할 수 있도록 모 의 검사(3회 수행)를 실행한다. (4) 모의 검사에 대한 피 드백 제공 후 본 검사가 시작되며, 자극 준비 신호인 “+”
화면이 0.5초간 표시된다. (5) Fig. 3-b에 나타난 3가지 색의 원 중 한 개를 무작위로 출력한다. 이때 각 원은 20 회씩 제시되며 총 과제 회수는 60회이다. (6) 500ms 이 내에 버튼이 입력되었다면 단계 8, 그렇지 않으면 단계 7로 이동한다. (7) 500ms 이내에 버튼 입력이 없고, 노 란색 원이 출력되었다면 정답 처리, 그렇지 않거나 원이 나오기 전에 버튼을 누른 경우 오답 처리한다. (8) 500ms 이내에 버튼 입력이 되면 연구대상자가 빨간색 원에 대 해 왼손 검지로 “Z” 버튼, 파란 색 원에 대해 오른손 검 지로 “/” 버튼을 누르면 정답 처리하고, 그렇지 않으면 오답 처리한다. (9) 정답 또는 오답 처리 후, (10) 검은색 화면을 1초 동안 표시한다. (11) 60회 자극이 완료되었 는지 확인한다. 완료되지 않았다면 단계 4부터 단계 10
까지 동작이 반복되며, 60회 자극이 완료되면 검사를 종 료한다. (12) 검사가 종료되면 정답과 오답에 대한 평균 반응시간, 표준편차, 그리고 정답률이 산출되며, 모든 통 계자료는 text 파일에 저장되고 프로그램은 종료된다.
3.2.3 기호잇기검사(TMT)
TMT의 14단계 순서도는 Fig. 4-a와 같다. (1) 검사 대상자 정보 입력 화면을 통해 대상자의 이름, 성별, 생 년월일 등의 정보 입력을 받는다. (2) Fig.4-b처럼 Part A 검사방법을 설명하는 화면이 나타나고, (3) 검사대상 자가 Part A 검사를 숙지할 수 있도록 모의 테스트 과정 (1부터 6까지 수행)을 1회 실행한다. (4) 이후 본 검사가 시작되며, 1부터 25까지의 원을 화면에 출력한다. (5) 연 구대상자가 마우스 버튼을 눌러 원을 선택할 때까지 대 기하며, (6) 순서에 맞게 원을 선택하면 정답 처리하고, 그렇지 않으면 오답 처리한다. 정답이면 단계 7로 이동 하고, 오답이면 다시 단계 5로 이동한다. (7) 정답이면 선 택된 원의 테두리를 빨간색으로 변경하고, (8) 현재 원과 이전 번호에 해당하는 원을 검정색 선으로 연결한다. (9) 연구대상자가 1부터 25까지의 원을 순차적으로 모두 선 택하였으면 Part A 검사를 종료하고 단계 10으로 이동 한다. 그렇지 않으면 단계 5로 이동하여 진행한다. (10) 25개 원에 대한 출력 시작 시각과 검사 완료 시간을 측 정한다. (11) Part A 검사가 완료되면 Part B 검사로 프 로그램 실행을 전환한다. (12) Part B 검사는 Part A 검
Fig. 4. Schematic of the trail-making test (TMT)
Fig. 5. Schematic of the Flanker task (FT) 사 2~9단계까지의 동작과 동일한 순서로 수행된다. Part A와 다르게 Part B 모의 테스트는 1-A부터 3-C까지의 총 6개 원에 대한 TMT를 실시하고, 본 검사에서 숫자가 1부터 13까지, 알파벳이 A부터 L까지 총 25개 원 안에 출력된다. (13) 25개의 원에 대한 출력 시작 시각과 검사 완료 시간을 측정하고, (14) Part A, B 검사에 대한 각 검사 소요시간(s) 그리고 오답 개수를 text 파일로 저장
하고 프로그램은 종료된다.
3.2.4 수반자극과제(FT)
FT 프로그래밍 동작과정은 9단계를 거쳐 실행된다 (Fig. 5-a 참고). (1) 검사대상자 정보 입력 화면을 통해 이름, 성별, 생년월일 등의 정보를 입력받는다. (2) 검사 설명서를 스크린에 나타낸 뒤, (3) 검사대상자가 수반자
Fig. 6. Schematic of the mental rotation task (MRT) 극과제를 이해할 수 있도록 모의 검사(2회 수행)를 실행
한다. (4) 모의 검사에 대한 피드백 제공 후 본 검사가 시 작되며, 자극 준비 신호인 “+” 화면을 0.5초간 표시한다.
(5) 자극 반응 테스트를 위해 네 개의 자극 중 하나를 화 면에 출력하는 과정을 수행한다. 자극은 Fig. 5-b처럼 일치(congruent) 자극 2개(좌, 우측 자극)와 비일치 (incongruent) 자극 2개(좌, 우측 자극)로 총 4개로 구 성되며, 각 10회씩 무작위로 제시된다. (6) 각 자극의 정 중앙(세 번째)에 위치한 화살표의 방향에 따라 0.7초 이 내에 반응 버튼(“<” = 왼손 검지로 “z” 버튼, “>” = 오른 손 검지로 “/” 버튼)을 누른다. 이때 누른 버튼 값에 대한 반응시간과 정답 유무를 측정한다. 만약 0.7초 이내에 반 응하지 못하거나, 자극이 나타나기 전에 버튼을 누른다 면 오답으로 측정된다. (7) 자극에 반응하면 검은색 화면 을 1초 동안 표시한다. (8) 40회 자극이 완료되었는지 확 인하여, 완료되지 않았다면 Fig. 5-a와 같이 단계 4부터 단계 7까지 동작을 다시 진행한다. 40회 자극이 완료되 면 검사를 종료한다. (9) 검사가 종료되면 정답과 오답에 대한 각 반응시간 및 표준편차가 계산되며, 세부 요인으로 일치와 불일치 자극에 대한 정답 및 오답 반응시간(ms) 과 표준편차(ms) 그리고 정답률(%)이 산출된다. 모든 통 계자료는 text 파일에 저장되고 프로그램은 종료된다.
3.2.5 심적회전과제(MRT)
본 과제는 총 8단계에 걸쳐 동작이 실행된다(Fig. 6-a 참고). (1) 프로그램을 실행하면 검사대상자 정보를 입력 하는 화면이 실행되고, 이름, 성별, 생년월일 등의 정보
를 입력받는다. 정보를 입력하고, (2) 검사 설명서를 나 타낸 뒤, (3) 검사대상자가 검사 프로그램을 익힐 수 있 도록 모의 검사(3회 수행)를 실행한 뒤 본 검사가 시작된 다. (4, 5) 각 화면은 5개 도형으로 구성되며, 좌측 보기 도형과 동일한 도형을 나머지 네 개의 보기 도형에서 두 개 선택할 때까지 대기한다. (6) 선택된 두 개 도형이 좌 측 보기 도형과 일치하면 정답 처리하고, 그렇지 않으면 오답 처리한다. (7) 순번 12의 테스트가 완료되면 휴식시 간 화면이 나타남과 동시에 2분 동안 시간을 측정한다 (Fig. 6-b 참고). 2분 휴식시간이 종료되거나 키보드 자 판 중 ‘Enter’ 버튼 입력 시 4에서 6단계까지 과정이 지 속된다. 순번 24의 검사가 완료되면 검사가 종료되며, (8) 정답과 오답에 대한 개수, 정답률(%), 평균반응시간 (ms), 표준편차(ms) 등을 계산한 후 text 파일에 저장한 다. Peters et al.[39]의 채점 기준에 따라, 정답이 되는 두 가지 도형 모두를 선택할 시에만 정답으로 간주한다.
즉 만일 하나라도 오답일 경우는 오답으로 간주한다.
4. 스포츠 인지검사 절차
모든 인지검사도구는 .exe 실행 프로그램으로 개발되 었으며, 검사자의 필요에 따라 활용하기 쉽도록 각 인지 과제를 개별적으로 제작하였다. 개발된 인지검사도구는 SRT, CRT, TMT, FT, MRT로 총 5가지이다. 모든 인지 과제는 Fig. 7과 같은 순서로 진행된다.
Fig. 8. The process to execute a example test (Flanker task: FT) in the develeped cognitive battery Fig. 7. The Flow to operate the
developed cognitive battery
각 인지검사 프로그램(.exe)이 저장되어있는 폴더에 서 원하는 검사파일을 클릭하면 해당 검사 프로그램이 실행된다. 파일이 실행되면 검사대상자의 정보 입력 창 이 나타난다. 대상자의 정보가 입력되고 확인 버튼을 누 르면 검사설명문이 나타나며, “/” 버튼을 누르면 연습과 제수행 단계로 넘어간다. 연습시행이 종료되면 연습수행 에 대한 피드백이 제공되며, “OK” 혹은 “Space bar” 버 튼을 누르면 본 검사가 시작된다.
과제 완료 후, 종료 문구와 함께 프로그램이 종료되며, 과제 결과치가 자동적으로 text 파일 형태로 생성되어 폴 더에 저장된다. 결과파일은 초기 대상자 정보 입력 시 입력 된 대상자의 이름으로 저장된다. 결과파일에는 대상자의 기본 정보가 첫 문단에 기록되고, 이후 측정하고자 한 변인 의 평균, 표준편차, 정확률 등이 산출된다(Fig. 8 참고).
5. 스포츠 인지검사 신뢰도
평균 연령 23.82±3.22세의 성인 남녀 28명(여성 13명, 남성 15명)을 대상으로 일주일 간격으로 두고 인지검사를 2 회 실시한 뒤, 검사-재검사간 급내상관계수(Intraclass Correlation Coefficient[ICC])를 산출하여 검사-재검 사 신뢰도를 분석하였다. 두 측정의 ICC 수치가 .5 미만 이면 “낮은”, .5에서 .75 미만은 “보통”, .75이상은 “높 은”, .90이상은 “훌륭한” 신뢰도로 해석된다[40]. 그 결 과, TMT Part B 과제 소요시간(ICC = .90), FT 일치 (ICC = .94), 불일치 반응시간(ICC = .93), MRT 반응시 간(ICC = .91)과 정답 수(ICC = .95)는 훌륭한 신뢰도 로, SRT 반응시간(ICC = .83), CRT 반응시간(ICC = .84)은 높은 신뢰도로, TMT에서 Part A 과제 소요시간 (ICC = .68), 오답수(ICC = .66), Part B의 오답수(ICC
= .58) 그리고 FT에서 일치(ICC = .60) 및 불일치 정답 률(ICC = .69)은 보통 신뢰도로 평가되었다. 반면, CRT 정확률(ICC = .46)에서는 신뢰도가 낮았다. CRT 정확률 를 제외하고 모든 항목이 보통에서 높음의 신뢰도를 보 였기에 반복측정 되더라도 스포츠 인지기능의 결과는 일 관성을 가진다고 해석할 수 있다.
6. 고찰 및 제언
본 연구의 목적은 스포츠 지능을 측정할 수 있는 컴퓨 터 버전 프로그램을 개발하는 것이다. 용타위 아차랏 등 [18]의 스포츠 인지기능 문헌고찰을 토대로 정보처리속 도, 실행기능(인지유연성, 억제능력), 공간능력을 스포츠 관련 인지기능으로 선정한 뒤, 해당 인지기능을 측정하 기 위해 SRT, CRT, TMT, FT, MRT를 컴퓨터 버전으로 개발하였다. 신뢰도 검사 결과, CRT 정확률을 제외한 모
든 스포츠 인지검사도구는 측정도구로서 보통에서 높은 신뢰도를 보였다.
본 연구에서 개발된 측정 프로그램은 다음과 같은 의 의와 시사점을 가진다. 첫째, 개발된 프로그램은 컴퓨터 를 기반으로 하기 때문에 객관적이고 일관적이며 정확한 인지기능 측정이 가능하다. 개발된 5가지 인지검사 프로 그램 모두 1000분의 1초 단위로 검사결과가 제공되며, 각 과제수행에 대한 주요 정보(정확성과 반응시간 및 소 요시간)를 통계처리하여 자동 저장한다. 둘째, 모든 인지 과제는 과제수행 전 검사대상자에게 동일한 설명문과 연 습시행을 제공하고, 연습시행에 대한 피드백을 통해 대 상자가 과제를 이해하도록 돕는다. 또 검사자 스스로 버 튼을 눌러 과제 진행의 모든 과정을 통제할 수 있도록 제 작하여, 검사대상자가 독립적인 측정이 가능하도록 개발 하였다. 또한, 과제수행에 대한 설명문과 연습시행이 동 일하게 제공되기 때문에 측정자와 같은 가외 변인의 영 향을 최소화할 수 있다. 측정파일만 공유하면, 컴퓨터 프 로그램을 실행하여 지시사항대로 진행하면 되기 때문에, 비대면 상황에서도 다수를 대상으로 원격 측정이 가능하 다. 마지막으로 본 연구는 스포츠 관련 인지기능의 각 하 위요인을 측정할 수 있는 인지과제를 문헌고찰에 근거하 여 선정하였고, 종합적인 측정을 가능하도록 할 목적으 로 스포츠관련 인지기능의 검사 배터리(battery)의 형태 로 개발하였다. 선행연구들이 스포츠 수행과 관련된 단 일 인지기능을 사용하거나, 상이한 검사도구를 사용하여 연구결과에 대한 종합적인 결론을 내리기가 어려웠다.
그러나 본 프로그램 개발로 스포츠관련 인지기능의 주요 하위요인들을 종합적으로 측정하는 것이 가능하게 되었 다. 개발된 프로그램이 스포츠 지능 측정도구로 정착되 기 위해서는 다수를 대상으로 반복측정을 통한 해당 검 사도구의 타당도와 신뢰도 검증이 앞으로의 숙제로 남아 있다.
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박 진 한(Jin-Han Park) [정회원]
․ 2018년 8월 : 서울대학교 체육교육과 (체육학석사)
․ 현재 : 울산대학교 연구원
․ 관심분야 : 운동 제어, EEG, 인지행동 신경과학
․ E-Mail : Hans89@outlook.kr
우 민 정(Min-Jung Woo) [정회원]
![Fig. 2. Schematic of the simple response time test (SRT) MRT는 이차원[36]과 삼차원[35] 도형이 사용되며, 본 연구에서는 삼차원 도형 12문제 2세트로 개발되었다](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dokinfo/4977973.545651/4.799.161.642.684.982/schematic-이차원-삼차원-도형이-사용되며-연구에서는-삼차원-개발되었다.webp)
