Current Issue

작업기억(working memory)은 제한된 양의 언어적 또는 비언어적 정보를 일시적으로 저장하고 유지하며 조작하는 정보처리 기제로(Baddeley & Hitch, 1974) 특히 언어 이해, 문제 해결, 그리고 추론과 같은 고차원적 기능 수행에 중요한 역할을 한다(Just & Carpenter, 1992). Baddeley(1986, 2000, 2002)가 제안한 작업기억 모델에 따르면 작업기억은 네 가지 주요 하위체계를 갖는다. 첫째, 중앙처리장치(central executive)는 작업기억의 모든 정보를 조정하고 제어하는 역할을 한다. 둘째, 음운회로(phonological loop)는 언어적 정보를 저장하고 처리하는 하위체계로, 말하거나 들을 때 사용된다. 음운회로에서는 음성 리허설(vocal rehearsal) 과정을 통해 언어정보가 소멸되지 않고 저장 및 처리되도록 하는데, 청각적으로 들은 구어 정보뿐만 아니라 그림의 이미지가 가진 의미나 인쇄된 글자 의미 또한 음운 형태로 변환되어 리허설 과정을 거치게 된다(Baddeley, 1997). 셋째, 시공간 메모장(visuospatial sketchpad)은 비언어적 정보를 처리하고 저장하는 하위체계로, 두 가지 구성 요소로 나뉜다. 하나는 시각적 정보에 특화되어 있고, 또 다른 하나는 공간적 정보에 특화되어 있다. 추가적으로, 일화적 완충기(episodic buffer)는 작업기억과 장기기억 간의 상호작용을 조정하는 역할을 하며, 다양한 형태의 정보를 통합하고 장기기억으로의 인출을 촉진한다.

보완대체의사소통(augmentative and alternative communication: AAC)을 사용하여 의사소통하는 상황에서도 작업기억은 핵심적인 역할을 한다(Murray & Goldbart, 2009; Shin & Park, 2022; Thistle & Wilkinson, 2013). AAC 사용자가 디스플레이에 배열된 상징의 위치를 기억하여 메시지의 순서에 따라 상징을 선택하고 조합할 때 작업기억은 주의력, 시지각처리능력과 함께 작용하며 목표 메시지와 관련 없는 상징에 대해 선택을 억제할 때에도 관여하게 된다(Garrett & Kimelman, 2000; Light & Lindsay, 1991; Murray & Goldbart, 2009; Robillard et al., 2013; Shin & Park, 2018; Thistle & Wilkinson, 2013). 이와 같이 작업기억이 AAC 상징조합에 관여한다는 이론과 함께, 집단 비교 실험을 통해 복합적인 의사소통 요구를 지닌 취학전 및 학령기 아동의 작업기억 능력이 일반아동보다 낮다는 것을 보여주는 연구가 있기는 하나(Larsson & Sandberg, 2008), 실질적으로 언어적ㆍ비언어적 작업기억이 AAC 수행에 영향을 미치는지를 살펴본 실험연구는 매우 부족한 실정이다.

이러한 상황에서 Shin과 Park(2018)은 정상 성인을 대상으로 AAC 그림상징의 고정 배열과 비고정 배열 조건에 따라 언어적ㆍ비언어적 작업기억 능력이 메시지 구성에 미치는 영향에 대해 보고한 바 있다. 연구 결과 그림상징의 위치가 고정된 상태에서는 비언어적 작업기억이 작용하여 메시지 구성 속도를 빠르게 하는 것으로 나타났으며, 상징의 위치가 자주 바뀌는 비고정배열 상태에서는 비언어적 작업기억 능력에 의존할 수 없게 되기 때문에 언어적 작업기억이 상대적으로 더 크게 메시지 구성에 영향을 주는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 격자디스플레이에서 그림상징 기반 AAC 의사소통 환경을 제공할 때, 상징을 가급적 가변적이지 않게 위치시키고 비언어적 작업기억을 활용하여 효과적으로 상징선택을 도모할 수 있다는 근거를 제시해 주었다. 후속 연구로 진행된 Shin과 Park(2022)의 연구에서는 비언어적 작업기억에 초점을 두고 정상 성인을 비언어적 작업기억이 높은 집단과 낮은 집단 간에 배치하여 그림상징을 사용한 문장구성과제를 실시하고 상징선택에 소요되는 반응시간을 분석한 바 있다. 그 결과 비언어적 작업기억이 높은 집단이 상징조합을 더 빠르게 하는 것으로 나타났다. 또한 두 그룹 모두 그림상징의 노출정도가 높은 과제의 후반부에서 반응시간이 유의하게 감소하는 것으로 나타나 상징의 노출정도가 작업기억의 시공간 메모장의 처리능력에 영향을 주면서 그림상징의 시각적, 공간적 정보를 효율적으로 기억할 수 있도록 한다는 것을 보여주었다.

비록 작업기억의 영향을 직접적으로 고찰한 것은 아니나, 연령에 따른 상징조합 능력을 살펴본 Trudeau와 동료들의 연구는 AAC 사용에 발달적 요소가 중요한 역할을 한다는 것을 보여주었다는 데에 의의가 있다. Trudeau 등(2007)은 7~8세 아동 30명, 12~13세 청소년 30명, 18세 이상의 성인 30명을 대상으로 문법적 복잡성과 과제 요구(개별 그림 묘사 vs. 4개의 그림 묘사)가 그림상징을 사용한 메시지 산출에 미치는 영향을 조사한 바 있다. 그 결과 복잡성이 높을수록 상징조합에 어려움을 보였으며, 과제요구가 높은 조건에서 문법적 복잡성의 영향은 더 크게 나타났고, 문법적 복잡성과 과제요구의 효과는 아동에게 더 두드러졌다. 이후 Trudeau 등(2014)은 더 어린 연령의 3세부터 6세까지의 정상발달 아동 111명을 대상으로 문장수준으로 배열된 그림상징의 조합을 이해하는 능력과 산출하는 능력을 함께 살펴보았다. 그 결과 어린 연령의 아동일수록 개별 그림상징의 의미는 이해할 수 있다 하더라도 조합된 상징이 뜻하는 문장의 의미를 이해하는 데 어려움을 보였으며, 구어를 듣고 그림상징을 조합하여 목표 문장을 표현하는 데에도 더 큰 어려움을 보였다. 반면에 상징조합의 이해와 표현능력은 아동의 연령이 높아질수록 향상되어 5세와 6세의 경우에는 상징조합에 대한 이해와 표현에서의 어려움이 크게 동반되지 않는 것으로 나타났다. 이와 같이 발달연령이 상징조합에 영향을 주는 것에 대해 Trudeau 등(2014)은 인지처리과정 중에서도 작업기억이 영향을 관여될 수 있음을 추정하였다. 즉 구어로 제시된 목표 문장의 의미를 단순히 구어로 재산출하는 것보다, 그림상징을 통해 순서대로 조합하여 문장구성하는 것이 더 많은 작업기억을 요할 수 있고, 그것이 어린 아동들의 발달과정에서 취약할 수 있다고 본 것이다.

비록 아동의 상징조합 능력에 대한 일부 연구가 있기는 하나(Trudeau et al., 2007, 2014), 직접적으로 언어적ㆍ비언어적 작업기억이 아동의 AAC 상징조합에 미치는 영향을 살펴보는 것은 성공적인 AAC 중재안 마련을 위해 매우 중요한 부분이라 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 복합적인 의사소통 요구를 지닌 장애 아동을 위한 효과적인 AAC 중재의 근거를 마련하기 위해 학령기 정상발달 아동을 대상으로 언어적ㆍ비언어적 작업기억능력이 AAC 상징조합 능력에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다. 연구 문제는 다음과 같다.

첫째, 상징조합과제에서 언어적ㆍ비언어적 작업기억 능력이 높은 집단과 낮은 집단은 상징조합의 복잡성에 따라 정확도에 유의한 차이가 있는가?

둘째, 상징조합과제에서 언어적ㆍ비언어적 작업기억 능력이 높은 집단과 낮은 집단은 상징조합의 복잡성에 따라 반응시간에 유의한 차이가 있는가?

본 연구는 작업기억이 효과적이고 효율적인 의사소통의 핵심 요소임에 주목하여, AAC 에 의존하는 복합적인 의사소통 요구를 지닌 학령기 아동을 위해 언어적 및 비언어적 작업기억의 영향을 탐구하였다. 전반적으로 언어적ㆍ비언어적 작업기억이 아동의 상징조합 능력에 영향을 주는 것으로 확인됨에 따라 AAC 선행 연구에서 이론으로 설명한 작업기억의 영향을 실험적으로 규명하여 뒷받침하였다는 데 큰 의의가 있다(Garrett & Kimelman, 2000; Light & Lindsay, 1991; Murray & Goldbart, 2009). 연구 결과에 대한 논의점을 각각의 작업기억 유형별로 논의하면 다음과 같다.

우선 언어적 작업기억의 경우 집단 간 정확도의 차이는 없었으나, 상징조합의 복잡성이 증가할수록 정확도가 유의하게 감소하는 경향이 확인되었다. 특히, 상징조합의 복잡성과 집단 간 상호작용이 유의한 것으로 나타나, 문법적 상징조합 수준에서 언어적 작업기억이 낮은 집단의 정확도가 언어적 작업기억이 높은 집단보다 낮게 나타났다. 이러한 결과는 동일한 구나 문장 수준이라 하더라도 의미적 관계로만 연결된 제시어보다는 문법적인 요소를 필요로 하는 제시어에 대하여 언어적 작업기억 능력을 더 많이 필요로 하게 되고, 그것이 정확하게 상징을 선택하는 데에 영향을 끼친다는 것을 보여준다 하겠다. 반응시간에 대해서는 집단과 상징조합의 복잡성 간의 상호작용 효과는 없었으나 언어적 작업기억 능력이 낮은 아동들이 높은 아동들보다 의미적, 문법적 상징조합에서 더 긴 반응시간을 보이는 것으로 나타나 상징조합의 복잡성이 증가할수록 인지적 부담이 작용하였을 보여주었다. 특히 반응시간의 차이는 문법적 상징조합 수준에서 큰 것으로 나타났는데, 이는 내용어뿐만 아니라 기능어인 조사의 의미 해석과 함께 문장에 놓여진 단어들 간의 의미적 문법적 관계를 이해하고, 상징을 순차적으로 선택해야 하는 과제에서 언어적 작업기억이 영향을 준다는 것을 시사한다. 즉, 의미적, 문법적으로 복잡성이 증가한 제시어를 듣고, 과제를 수행하는 동안 이를 일시적으로 기억해내기 위한 음운회로의 음성 리허설 과정을 더 많이 필요로 했을 가능성을 시사한다(Baddeley, 1997, 2002).

반면에 비언어적 작업기억의 경우 정확도에 있어서 집단과 상징조합의 복잡성 간의 상호작용 효과가 없는 것으로 나타나 집단 간 비언어적 작업기억 능력의 차이가 수행에 별다른 영향을 주지는 않는 것으로 확인되었다. 그러나 언어적 작업기억과 마찬가지로 상징조합의 복잡성이 증가할수록 정확도가 감소하고, 반응시간이 증가하는 것으로 나타나 상징조합이 의미적, 구문적으로 복잡해질수록 작업기억의 주요 요소인 시공간 메모장을 통해 상징의 시각적, 공간적 정보를 처리해야 하는 부담 또한 가중됨을 알 수 있었다(Baddeley, 2000, 2002; Shin & Park, 2022; Yim et al., 2016). 비언어적 작업기억이 낮은 아동은 상징조합의 복잡성이 증가하여 더 많은 시공간적 정보처리 능력을 요구하는 상황에서 인지적 부담이 커지게 되고, 이것이 수행에 부적 영향을 주게 되는데, 이러한 결과는 정상 성인을 대상으로 실시한 Shin과 Park(2022)의 연구 결과와 맥을 같이 한다. 이들의 연구에서도 비언어적 작업기억이 낮은 집단이 높은 집단보다 더 느린 상징조합 속도를 보였는데, 이는 시공간 메모장에서의 효율적인 정보처리가 집단별로 서로 다르게 작용했기 때문으로 보았다.

본 연구는 정상발달 아동을 대상으로 실험을 진행했기 때문에 작업기억의 능력 차가 개인 간 크지 않은 편이었다. 그러나 AAC를 필요로 하는 주 대상자인 발달장애 아동의 경우에는 또래보다 작업기억의 발달이 지연되며, 그 격차도 발달장애 아동 간 클 수 있기 때문에(Hughes et al., 1994; Ozonoff & Strayer, 2001), 아동의 작업기억 발달의 이질적이고 독특한 특성을 이해하여 AAC 중재를 계획하는 것이 필요하다(O’Neill & Wilkinson, 2019). 더욱이 자폐범주성장애 아동은 작업기억이 사회적 의사소통 능력의 결핍과 상동행동 등 장애의 내재적 특성과 긴밀하게 관련되어 있으며, 주의집중력, 문제해결, 계획, 조직화, 사고의 융통성, 읽기, 언어이해 및 표현, 계산과 같은 인지적 처리과정과 행동 조절에 중요한 역할을 하기 때문에 이들의 작업기억 능력의 결함을 고려한 중재접근이 더욱 요구된다(Kercood et al., 2014; Otero et al., 2014; Ozonoff & McEvoy, 1994).

AAC 중재 전 아동의 언어적ㆍ비언어적 작업기억의 특성을 세밀하게 평가한다면, 결함을 보이는 작업기억 능력을 보완하는 맞춤형 AAC 중재 방안을 마련할 수 있을 것이다. 만약 언어적 작업기억이 저하된 경우라면, 음운적 단서 제공, 청각적인 구어지원, 명확하고 반복적인 지시, 체계적으로 구조화된 중재 접근을 통해 언어정보를 점진적으로 쉽게 처리하고 기억할 수 있도록 도모할 수 있을 것이다. 이때 입력지원 체계를 사용하여 구어로 제시되는 언어 정보를 시각적으로 보조하고 기억을 촉진시키는 것도 고려할 수 있겠다(Na et al., 2021).

비언어적 작업기억이 저하되었다면, 시각적 및 공간적 지원방법에 대해 집중해 볼 필요가 있다. 아동이 시공간적 정보를 효과적으로 처리하고 기억할 수 있도록, 상징의 위치를 가변적이지 않게 특정 페이지에 고정하는 것이 상징 탐색과정에서 인지적 부담을 줄이는 효과적인 방법일 수 있다(Shin & Park, 2018). 또한 처음부터 모든 상징을 화면에 제시하기보다는 목표 상징의 수를 점진적으로 제시함으로써 상징의 위치를 탐색할 때 인지적 부담을 경감해불 수도 있을 것이다. 마지막으로 치료실 밖의 자연스러운 일상에서 아동이 AAC 상징을 충분히 접하며 그 내포된 개념과 의미를 이해하도록 하여, 실제 상징조합을 할 때에는 친숙해진 상징들을 사용하여 보다 효율적으로 의사소통할 수 있도록 도울 수 있을 것이다.

본 연구는 기초 연구로써 학령기 정상발달 아동을 대상으로 작업기억의 영향을 살펴보고 있기 때문에 복합적인 의사소통 요구가 있는 장애 아동의 특성을 직접적으로 설명하기 위해서는 후속 연구를 필요로 한다. 또한 문법적 상징조합 조건에서 주격조사 ‘가’, 여격조사 ‘에게’, 목적격 조사 ‘를’이 그림과 함께 글자로 제시되었는데 본 연구에 참여한 정상발달의 학령기 아동들은 그림에 의존하기보다는 글자를 읽고 과제를 수행했을 가능성이 높다. 반면에 문해력이 없는 장애 아동들은 그림 정보에 의존하여 조사의 의미를 추론해야 하기 때문에 정상발달 아동들보다 문법적 상징조합 조건에서의 어려움이 두드러질 것으로 보인다. 따라서 동일한 문법적 상징조합 조건에서 정상발달 아동과 문해력이 있는 장애 아동 그리고 문해력이 없는 장애 아동 간의 수행 차이를 비교해 보는 연구도 진행하여야 하겠다.