작업기억능력 훈련의 일종인 n-back 훈련의 효과 (요약 번역)


WIKIPEDIA, N-BACK 항목 요약 번역.



출처: https://en.wikipedia.org/wiki/N-back





n-back 검사의 타당성에 대해 여러 의문이 제기되었다.

엔백 검사는 *'안면타당도'가 높고, 현재 임상 및 실험환경에서 작업기억능력을 측정하는 방법으로 널리 쓰이고 있지만, 

피검자가 받은 엔백 검사 결과가 다른 작업기억능력 검사 결과와 유사한지를 비교하는 *'수렴 타당도'에 대한 연구는 거의 없다. 

엔백의 수렴 타당도에 관한 소수의 연구들에서는 엔백 검사 결과와 다른 인정받은 표준 작업기억능력 검사 결과 간의 상관관계가 약하다는 결과가 나왔다.


엔백과 다른 작업기억능력 검사 간에 상관관계가 약한 이유에 대하여 두 가지 주요 가설이 있다.

하나는 엔백이 여타의 작업 기억 능력 검사와 비교해서 작업기억능력의 하위구성요소(sub-components)를 평가한다는 것이다. 

다른 하나는 더 비판적인 가설인데, 타당성 있는 작업기억능력 검사는 피검자에게 "능동적인 회상"(active recall)을 하도록 요구하는 반면에 엔백은 *재인(recognition) 및 친숙성(familiarity) 기반 구별 프로세스에 의존하고 있기 때문에 작업기억능력을 주로 측정하는 것은 아니라는 것이다.  


<*안면타당도: 검사를 받는 피검자 스스로 그 검사가 정말 그 검사가 측정하고자 하는 바(작업기억용량)를 잘 측정한다고 생각하는 정도)


<*수렴 타당도: 측정하고자 하는 바가 동일한 다른 검사들과 비교해서 검사 결과가 얼마나 유사한지를 따지는 방법.

엔백이 작업기억용량을 정말 제대로 측정해낸다면, 작업기억용량을 측정하는 기존의 다른 방법들과 비교해서 비슷한 결과가 나와야 할 것이다.>


<*재인: 현재 경험하고(접촉하고) 있는 자극이나 정보가 과거(또는 이전)의 학습 또는 입력 과정을 통해 기억 체계 속에 저장되어 있는 자극이나 정보와 같은 것임을 알아보는(확인하는) 인지 과정>


엔백 검사 결과와 다른 작업기억능력 검사 결과 간의 차이의 원인이 무엇이든간에 일부 연구자들은 엔백 검사의 타당성에 대한 추가 연구가 필요하다고 주장한다.


한편 엔백 수행도는 다른 작업기억능력 검사보다 유동지능과의 상관이 더 크게 나타났다.(듀얼 2백에서는 상관관계가 관찰되지 않았고 듀얼 3백에서는 높은 상관관계가 관찰됨.(Fogarty & Stankov, 1982; Spilsbury, 1992) 

이와 같은 맥락에서, 높은 n값에서의 엔백 훈련은 이후의 유동지능평가 점수를 상승시키는 것처럼 보이기도 했었다.

그런데 2012년의 연구에서는 엔백 훈련의 효과가 다른 인지 능력을 향상시킨다는 증거를 발견하지 못했다.

2014년의 20건의 논문에 대한 메타 분석에서는 엔백 훈련이 작긴 하지만 분명히 일반 지능에 영향을 미치고, 평균적으로 iq 점수 3-4점 정도의 상승 효과가 있다는 결과가 나왔다. 그런데 2014년의 이 메타 분석에 대하여, 2015년에는 "소규모 연구 영향(Small Study Effect)"을 이유로 비판하는 논문이 나왔다.


<*소규모 연구 영향: 표본이 작은 연구는 부정적인 결과보다 긍정적이고 통계적으로 유의미한 결과가 나왔을 때 출간된 가능성이 높다. 따라서 표본이 작은 연구 중에서는 (통계적으로 유의미한 결과가 나온) 효과 크기가 상대적으로 큰 연구들이 효과 크기가 작은 연구들 보다 메타분석에 많이 포함되게 될 편향이 존재하는 것이다.>


따라서 엔백이 정말 작업 기억 능력을 상승시키는지에 대해서 아직까지 증거가 부족하다.

ADHD 환자의 집중력을 향상시키는 방법으로 또는 외상성 뇌 손상 환자를 재활 방법으로 엔백을 활용하기도 한다.

실험 결과 훈련을 통해 최대 8개월 동안 집중력이 향상되었다는 결과를 얻었다. 그러나 엔백과 그와 유사한 훈련에 의한 효과가 장기적으로 유지되는 것인지에 대해서는 많은 논쟁이 있다. 

일반 인지 능력, 예를 들어 유동 지능에 대해서 엔백 훈련의 효과가 영향을 미치는지에 대해서도 결론이 나지 않았다.

기억력 훈련을 사업 아이템으로 쓰는 사람들은 기억력 훈련이 효과가 있다고 주장하지만, 기억력 훈련에 의한 점수 상승 효과가 과연 일반 인지 능력에까지 전이가 가능한 것인지 의문을 가진 연구자들이 있다.

오슬로 대학의 한 연구원은 엔백을 포함한 기억력 훈련에 대한 다양한 연구를 분석한 메타 분석의 결과를 발표하면서 이렇게 말했다.


"기억력 훈련 프로그램들은 단지 근전이(near-transfer)효과만 있다. 그리고 그 근전이 효과마저도 지속될 것이라는 확실한 증거는 없다." (Monica Melby-Lervåg & Charles Hulme (2013). "Is Working Memory Training Effective? A Meta-Analytic Review". Developmental Psychology. 49 (2): 270–291.)


<*근전이(near-transfer): 진짜 작업 기억 용량 자체, 유동지능 자체가 향상되는 것이 아니라, 거의 동일한 형식의 검사 점수만 올라가는 것>  


최상위 수준의 집단 내에서도 인지 능력의 차이가 개인 간 실력 차이에 영향을 미친다?!


참고: Grabner, R.H., The role of intelligence for performance in the prototypical expertise domain of chess,
Intelligence (2013), http://dx.doi.org/10.1016/j.intell.2013.07.023



IQ와 지적 분야의 초고수(논문왕, 박사학위따기, 체스 초고수되기)되는 것간에는 어떤 관계가 있을까?

보통 연구자들은 두 가지 모델을 가지고 이를 설명한다.



1) 필요조건 모델.

필요조건 모델에 따르면, IQ는 전문가 수준에 도달하기 위한 <필요 조건>이다.

따라서 IQ점수가 일정한 점수가 되지 못하면 지적 분야에서 전문가 수준에 도달하는 것이 매우 어렵다.

그러나 일단 지능이 일정한 수준을 넘어서면, IQ가 아닌 다른 변수, 노력, 지구력, 집중력, 동기 등등의 요소가 크게 작용한다.

고도로 지적능력을 발휘해야 하는 분야에서 전문가가 되기 위한 IQ는 약 120정도다.

세계에서 가장 위대한 체스 플레이어로 손꼽히는 개리 카스파로프의 iq는 120이 조금 넘었다.




2) 부분적 보상 모델.

부분적 보상 모델에 따르면, Iq의 영향력은 지적 분야에 입문한 초기에는 크게 부각되다가 전문적인 수준에 도달하여 수준이 높아지면 높아질수록 그 영향력이 감소하거나 심지어 아예 전혀 영향을 미치지 않게 된다.


위의 1), 2) 모델 모두 뛰어난 체스 선수들의 체스 실력과 지능간에 뚜렷한 상관관계가 발견되지 않은 과거의 연구결과들과 부합한다.


그런데

지적분야의 최고 수준의 전문가들에 대한 종단연구(장기간에 걸쳐 반복조사)는 위의 두 모델과는 상반된 결과가 나왔다.


축적된 종단연구 데이터를 보게 되면,  

인지능력이 매우 뛰어난 사람들로만 구성된 집단 내에서도 

과학 분야의 전문가 수준에 누가 도달하는지를 '인지 능력'(cognitive abilities)이 잘 예측해낸다는 것을 보여준다.


13살 때 SAT 수학 점수가 상위 1% 안에 든 개인들로만 구성된 집단 내에서도 성적이 상위 25% 안에 든 사람(즉, 전체로 따지면 상위 0.25%)은 하위25%(전체로 보면 0.75~1%)에 비교해서 학술지에 논문을 게재할 가능성이 4.5배나 높았고, 

또 그 상위 25% 안에 든 사람(즉, 전체로 따지면 상위 0.25%)은 하위25%(전체로 보면 0.75~1%)에 비교해서 과학, 기술, 공학, 수학 분야에서 박사학위를 딸 가능성이 18.2배나 높았다.


그러면 처음에 소개한 최고 수준의 체스 선수들의 아이큐와 그들의 체스 실력간에 상관관계가 없다는 과거 연구 결과는 뭐란 말인가?

연구자들은 그 연구 결과가 표본이 너무 적어서 연구방법론적인 오류를 범한 것이 아닌가 의심한다.

iq와 정신질환의 상관?!

영문 기사 요약 번역.

원문
(https://www.scientificamerican.com/article/bad-news-for-the-highly-intelligent/)



멘사 회원 3715명에 대한 조사에서,이들 중 26.7%는 기분장애를, 20%를 불안 장애를 정식으로 진단 받았다고 한다.


그런데 일반 사람들 중에 이 병에 걸린 사람의 비율은 각각 10%밖에 되지 않는다. 

Pitzer College의 Ruth Karpinski와 그녀의 동료들은 hyper brain/hyper body 이론으로 이러한 결과를 설명하는데, 이 이론에 따르면, 지능이 높아서 생기는 장점은 심리적이고 생리적인 "과흥분성"(OEs)과 연관이 있다.

과흥분성(“overexcitabilities”)이란 소리에 대한 민감한 반응에서부터 타인의 모욕이나 위협 행위 또는 타인과의 대결에 있어서 지나치게 민감한 반응을 하는 것을 뜻하는 것이다.

"심리적 과흥분성"은 과거를 되새겨보고 고민하는 성향과 같은 것이고, "생리적 과흥분성"은 스트레스에 대한 신체의 민감한 반응과 같은 것이다.

hyper brain/hyper body 이론에 따르면, 이 두 가지 타입의 과흥분성은 고지능자들에게 더 일반적이며, 그 두 가지 과흥분성이 악순환을 통해 심리적, 생리적 기능 장애를 유발한다.

예를 들어, 지능이 높은 사람은 직장 상사의 부정적인  평가를 과도하게 분석하거나 보통 사람들은 생각하지 않는 나쁜 결과까지 상상할 수 있다. 

이로 인해 정신적인 것을 넘어서 신체적인 스트레스 반응까지 유발이 되며, (위에서 말한) "악순환"이 발생해 그 사람은 더욱 더 불안해지는 것이다.

물론 여기서 우리가 주의해야 할 점은, 위 연구결과는 어디까지나 "상관관계"를 보여줄 뿐이라는 것이다. 

일반 사람들 보다 멘사에 가입한 고지능자들이 더 많이 정신적 문제를 갖고 있다는 사실이 고지능이 정신적 문제를 유발하는 원인이라는 점을 증명한 것은 아니다.

멘사에 가입하는 사람들의 특성 중에서 IQ 말고 다른 점이 일반 사람들과 다르기 때문에 이런 결과가 나왔을지도 모른다. 

멘사에 가입하는 사람들은 지적인 활동을 하느라 운동이나 사교 활동을 일반 사람들보다 덜 하는 경향이 클지도 모른다. 

이 두 활동은 정신 건강에 큰 도움을 준다고 알려져 있다.

한 가지 제시해 볼 수 있는 가설은, 고지능자를 만드는 유전자가 또한 정신 건강에 대한 여하한 영향을 미친다는 것이다. 

(한 유전자가 다양한 역할을 수행하는 것을 '다면발현'(pleiotropy)이라고 한다.)


iq와 합리적 사고능력 간의 관계.

영문기사 요약 번역.

원문: (https://som.yale.edu/news/2009/11/why-high-iq-doesnt-mean-youre-smart)




IQ 점수가 높은 사람이 실생활에서 비합리적으로 행동한다는 것이 모순처럼 보이기도 한다.

그런데 스타노비치(Keith Stanovich) 교수는 이게 전혀 모순이 아니라고 말한다.

IQ가 높은데도 엉터리로 생각하는 사람은 생각보다 훨씬 많다.

IQ 테스트는 추상적 추론, 논리력, 학습능력, 작업 기억 용량을 측정하는 데는 탁월하다.

그러나 그 사람이 실생활에서 '합리적인 판단'을 할 수 있는 능력을 갖추고 있는지를 알아내지는 못한다.

왜냐하면 IQ테스트는 "정보를 비판적으로 검토해서 받아들이는 능력"이나 "직관적인 편견에 이끌리지 않고 신중히 생각하는 능력"을 평가할 수 없기 때문이다.

단순한 IQ 수치로 표현되는 '능력'과 구분되는 "합리적 사고 능력"의 예를 하나 들어 보겠다.

"5개의 기계가 5분 동안 5개의 제품을 만든다고 하자. 그럼 100대의 기계로 100개의 제품을 만드는 데는 시간이 얼마나 걸리겠는가?"

대부분의 사람들이 바로 100분이라고 답하고 싶어한다. 

심지어 시간을 더 주고 답을 수정해보라고 하더라도 말이다.

예일대의 한 교수가 하버드와 프린스턴을 비롯한 여러 대학의 3,400명의 학생들을 대상으로 위의 문제와 그와 비슷한 2개 문제를 더해 총 3개의 문제를 풀게 하였는데 다 맞춘 학생은 17%에 불과했다. 또한 1/3의 학생은 단 한 문제도 맞히지 못했다.

카너먼(Daniel Kahneman) 교수에 따르면, 우리의 두뇌는 정보를 처리하기 위해 두 가지 시스템을 운용한다. 

1) 직관적으로 답을 하는 시스템 

2) 신중하게 추론을 하여 답을 하는 시스템


2)를 사용해야만 할 때, 1)을 사용하게 되면, 사람이 비합리적인 판단을 내리게 되는 것이다.

최근 연구 결과에 의하면, IQ와 <직관적 사고의 함정에 빠지지 않는 능력> 간에는 아무런 상관관계가 없다고 한다.

고지능자는 다른 일반인들보다 <신중하게 합리적으로 사고하려는 성향>을 틀별히 더 갖고 있지는 않다고 한다.

우리의 지적능력을 <랜턴의 운용>으로 비유한다고 할 때, IQ 테스트는 그 랜턴의 "밝기"는 알려주지만, 그 사람이 그 랜턴을 어디다가 비춰볼지에 대해서는 알려주는 바가 없다. 

많은 고지능자들은 특정한 곳에 자기 랜턴을 비추지 않는다.

자기의 굳건한 믿음과 상충되는 주장들, 자기 이해관계에 방해가 되는 주장들.

또는 그냥 바빠서.

1980년대 중반 캐나다의 멘사 회원들에 대한 조사에서, 멘사 회원 44%가 점성술을 믿었고, 51%는 바이오리듬을 믿었고, 56%는 에어리언을 믿었다.

IQ테스트는 추론 능력과 작업기억능력 등등을 측정하는 데에는 효과적이지만, 그 사람이 실생활에서 정작 필요할 때 그 "지적 능력"을 사용하려는 "성향"이 있는지를 평가하지는 못한다.

카너먼은 IQ는 뇌의 힘(power)에 관한 것이지만, "합리적 사고 능력"은 통제(control)에 관한 것이라고 말한다.

이것이 바로 둘 간의 결정적인 차이인 것이다.

지능이 높은 사람들 중에는 분석적으로 사고하지 않고 그냥 직관에 의존해버리려는 성향을 가진 사람들이 많다.

반대로 지능이 높지 않더라도 자신의 직감을 의심하고 논리적인 정당화가 되는지를 분석해보는 사람들이 있다.

IQ테스트는 그 사람이 어떤 경로로 사고할지를 예측하지는 못한다.

조지 부시의 IQ는 높은 편이었지만 그는 합리적인 사고 능력을 결여하고 있었다.



P.S)

여기서 문제.

잭은 앤을 보고 있고 앤은 조지를 보고 있다.

잭은 결혼했고 조지는 결혼 안 했다. 앤이 결혼 했는지 안 했는지는 모른다.

그럼 [결혼 안 한 사람을 보고 있는 결혼한 사람이 있다]는 참인가? 거짓인가? 알 수 없나?

1) 참
2) 거짓
3) 알 수 없다.

리처드 니스벳이 소개한 지능 향상법.


(Nisbett, Richard E., <Intelligence and How to Get It>, 설선혜 옮김, <무엇이 지능을 깨우는가>, 김영사, 2015.)

위 책에서 니스벳이 소개한 지능 향상법을 간략히 적어본다.

(거개가 부모가 자녀를 어떻게 기르면 자녀의 아이큐가 향상될 수 있는지에 초점이 맞춰져 있다)


1) 부모는 수준 높은 어휘를 사용하여 자녀와 대화를 해야 한다. 책을 자녀에게 읽어주면 좋다.

2) 꾸중을 웬만하면 하지 말도록 해라.

3) 자녀가 자신의 주변 환경을 왕성한 호기심으로 탐색하는 것을 격려하라.

4) 과도한 스트레스 부과는 절대 금물이다. 과도한 스트레스는 변연계와 전전두엽 사이 연결을 손상시켜 학습 능력, 문제 해결력, 나아가 기억력까지 손상시킬 수 있다.

5) 자녀에게 사물과 사건을 범주화하고 비교하는 법을 가르쳐라.

(1-5 번까지의 방법들에 대한 잘못된 비판들에 대하여: 사회경제적 지위가 높은 이들이 자녀들을 저런 방식으로 많이들 기르는데 자녀의 아이큐가 저 방법 때문에 상승하는 것이 아니라 그 사회경제적 지위가 높은 부모의 아이큐를 그 자녀들이 물려받았기 때문에 그 자녀들의 아이큐가 높아진 것이라고 봐야 한다는 소리도 있는데 빈곤층의 아이가 사회경제적 지위가 높은 집에 입양되었을 때 아이큐가 높아졌다는 연구 결과가 있으므로 잘못된 비판이라고 봐야 한다.)

6) 모차르트 음악이 태교에 좋다느니 아이큐를 높인다느니 하는 얘기가 있는데 증거가 없다.

7) 하루 30분 이상의 운동이 유동 지능 과제에 미치는 효과의 크기는 .50 표준편차이다.

8) 부모 스스로 자기 통제를 하는 모범을 자녀에게 보여라. 다이어트나 금연이나 어떤 목표를 정하고 유혹에 빠져 쉽게 포기하는 모습을 보이면 자녀도 그런 부모의 나태함에 물들기 쉽다. 반면에 부모가 자기 통제 하는 모범을 보이면 자녀도 자기 통제력을 기르려고 노력할 것이다. 

9) 지능은 얼마든지 높아질 수 있다고 믿으라. 자기실현적 기대(self-fulfilling expectation)를 가져라.

10) 자녀의 "지적 능력"을 칭찬하지 말라. 대신 "노력"을 칭찬하라.

"능력"을 칭찬하면 어려운 과제를 회피하고 대신 자기가 잘하는 과제만 선택해서 자기의 능력을 뽐내려고만 한다.

도전하지 않는다. 더 배우려 하지 않는다. 배우는 초기에 허접 상태를 못견뎌하기 때문이다.

Mueller의 실험에서, 아이들에게 연속해서 3개의 레이븐스 매트릭스 문제를 내주었는데, 

첫번째 문제를 해결했을 때, "능력"에 대해 칭찬 받은 쪽은 그보다 어려운 두번째 문제를 풀지 못했을 때, 자신의 "능력" 탓을 하였고,

첫번째 문제를 해결했을 때, "노력"에 대해 칭찬 받은 쪽은 그보다 어려운 두번째 문제를 풀지 못했을 때, 자신의 "노력"을 탓하였다.

그리고 대망의 세번째 문제가 나갔을 때, 능력을 칭찬받은 아이들보다 노력을 칭찬받은 아이들이 더 잘 풀었다. 

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