Autism eye tracking research

‘다름’은 ‘틀림’이 아닙니다: 시선추적은 자폐아들의 특별한 강점을 보여줍니다.

Academic Research

토비는 자폐증 분야의 주요 연구자들과 교류하며 이 분야의 유망하고 혁신적인 연구결과들을 소개해드리고 있습니다. 이번 포스트를 통해 시선추적이 자폐증 연구에 어떻게 도움을 주고 있는지 소개해드리고자 합니다. 자폐증 분야의 기존 연구들은 주로 자폐 스펙트럼 장애(ASD)의 결핍에 초점을 맞추어왔지만, 최근에는 ASD 환자들의 장점을 조사하는 연구들이 진행되고 있습니다.

시선추적은 시각적 행동을 측정하고 개인이 무엇을 얼마나 오랫동안 보고 있는지와 같은 구체적인 정보를 알려줄 수 있기 때문에 ASD의 발달을 연구하는 방법으로 오랫동안 사용되어 왔습니다. 반더빌트 대학교(Vanderbilt University)의 기계 공학 연구원 인 조슈아 웨이드(Joshua Wade)는 시선추적 연구의 장점에 대해 질문하면서 “시선추적은 개인의 관심을 즉각적으로 해석할 수 있는 척도를 제공합니다. 이는 다른 생체데이터가 제공하지 못하는 것입니다. 시선추적을 이용하면 사람이 어디에 주의를 기울이는지 실시간으로, 효과적으로 알 수 있으므로 정신의 작용을 파악할 수 있습니다.” 오늘날 시선추적은 개인의 시선을 객관적으로 측정할 수 있으므로 ASD 연구에서 유용성을 인정받고 있습니다. 시선추적 정보는 인식과 신경의 작용을 간접적으로 보여줌으로써 인간의 행동과 상호작용에 관한 객관적 인사이트를 제공해줍니다.

ASD 연구도구로서의 시선추적

Visual scanning of faces in autism. Journal of autism and developmental disorders

2002년, 자폐증을 가진 사람들에 대한 첫 시선추적 연구가 발표되었습니다. 자폐증이 있는 사람들은 자폐증이 없는 사람들보다 코와 눈을 보는 시간이 적었습니다. (i) 구글 스칼라를 통해 확인해보면, 그 이후로도 약 18,000편의 논문이 시선추적 및 자폐증에 대하여 게재되었습니다. 이러한 논문들의 내용은 ASD의 인지 능력 및 초기 생체 지표부터 사회적 상호작용 결손에 이르기까지 다양합니다. 텍사스 공과대학(Texas Tech University)의 인간 발달 및 가족 연구(Human Development and Family Studies) 분야 교수인 마스터조지(Ann Mastergeorge)박사는 개입 프로그램 전후 아이들의 사회적 자극에 대한 행동 패턴을 문서화하는 “시각 시스템에 대한 창문"으로 시선추적을 사용해왔습니다. 마스터조지 박사는 시선추적을 사용하여 “아이들이 무엇을 찾고 있는지 시각적으로 보여주는 과학적인 데이터를” 모으고 있으며, “개입 프로그램 전후의 차이를 실제로 드러낼 수 있는 방법”이라고 말합니다.

ASD환자의 장점을 보여주는 시선추적 연구

최근 자폐증 공동체는 신경적 다원화의 중요성을 강조하고, 다른 개인차를 받아들이듯이 ASD 관련 차이점의 수용을 권장하고 있습니다. 웨이드가 말했듯이, “자폐증을 가진 사람들은 높은 시각적, 공간적 IQ 와 같은 특정한 장점을 가지고 있기 때문에 다양성의 요소처럼 신경 발달 장애 또는 기타 조건을 고려할 수 있습니다. 또한 그들이 부각을 드러낼 수 있는 일이 있을 수 있습니다.

 

따라서 최근에는 ASD환자의 단점 뿐 아니라 ASD의 강점에 대한 연구들이 활발합니다. 매사추세츠 보스턴 대학(University of Massachusetts Boston)의 심리학 부교수인 칼디(Zsuzsa Kaldy)박사는 시선추적을 사용하여 ASD를 가진 유아의 주의 집중을 처음으로 문서화한 연구자입니다. 칼디 박사는 ASD를 가진 아이들의 제한된 관심이 어떻게 발달하는지에 관하여 놀라운 발견을 발표했습니다. ASD를 가진 유아는 ‘왈도를 찾아라’ 와 같은 검색 작업 중에 목표를 찾는 것이 일반 유아보다 빠릅니다.(ii) “그들은 이 태스크를 정말로 좋아하고, 보통의 유아들에 비해서 잘 합니다.”라고 말합니다.

 

두 번째 시선추적 연구에서 그녀의 팀은 ASD를 가진 2세 유아가 비디오를 더 오래보고 전형적인 유아보다 더 열심히, 그리고 각성상태(동공 지름의 변화로 나타남)에서 비디오를 본다는 것을 확인했습니다.(iii) 앞으로 이 발견은 자폐증을 가진 아이를 가르치는 방법을 개발하는 데에 도움이 될 것입니다. 칼디 박사는 이어서, “분명한 것은 과도하게 집중된 주의가 아주 어린 나이 때부터 나타나며, 생산적으로 사용될 수 있다는 것입니다. 이것은 부모와 가족이 원하는 것을 가르칠 방법을 개발할 가능성을 보여줍니다”라고 말합니다.

Autism research ieye tracking robots

다른 연구 프로젝트들은 ASD를 가진 아이들의 독특한 스킬들을 토대로 장점 기반 교육을 발전시키고 있습니다. 마스터조지 박사는 로봇에 대한 시선을 추적한 최초의 연구 논문 발표를 앞두고 있습니다. ASD를 가진 아이들은 로봇을 만날 기회를 얻고, “로봇은 특정 종류의 행동을 수행하고 아이들에게 특정 언어 및 모토 모방을 보여줄 것을 요청합니다”라고 그녀는 말합니다. 마스터조지 박사는 ASD를 가진 어린이들이 “로봇을 두려워하지 않으므로” 지시를 따르고 동일한 과제를 수행해야 할 때보다 사람들보다 로봇을 사용하여 언어 및 모방 작업을 실제로 더 잘 수행한다는 것을 확인했습니다.

). A Pilot Study Assessing Performance and Visual Attention of Teenagers with ASD in a Novel Adaptive Driving Simulator

ASD의 장점에 기초한 최근 연구들은 ASD를 가진 영아 및 소아를 넘어 ASD를 가진 청소년 및 성인으로 확대되었습니다. 웨이드는 ASD를 가진 청소년이 운전 중에 사회적 사건과 자극에 대해 비정상적인 시선 패턴을 보여주지만 운전과 관련된 규칙에 뒤따르는 경우 ASD가 아닌 동료보다 잘 수행함을 보고했습니다.(iv) “실제 자폐증을 가진 사람들이 규칙을 문자 그대로 해석하고 그대로 따르는 경향이 있다는 것을 생각하면 개연성이 있습니다.” 이러한 지식은 ASD를 가진 청소년이 운전 태스크를 수행하는 동안 시각적인 주의력과 수행 능력을 높이기 위해 고안된 시선 이용 개입의 기초가 되고 있습니다.(v)

최신 ASD 연구는 ‘차이’는 ‘틀림’이 아니라는 아이디어를 계속 지원하고 있습니다. Tobii Pro 는 혁신적인 연구에 우리의 시선추적 솔루션이 이용되고 있다는 사실에 흥분하고 있습니다. 우리는 시선추적 방법론이 연구에 미치는 영향을 인식하고 다른 연구자들이 미래에 대해 비슷한 비전을 공유한다는 소식을 듣게 되어 매우 기쁩니다. 어떤 연구자든 여러 분야에서의 시선추적을 통합하는 것이 앞으로 시선추적이 나아가야 할 길이라고 생각하고 있습니다. 따라서 우리 Tobii Pro는 최전선 연구자들 간의 지속적인 협력을 기대하고 있습니다.

 

아이트래킹이 자폐증 연구에서 어떻게 사용되었는지 자세히 알고 싶으시면 웁살라 대학교오사카 대학교활용 분야 섹션의 정보를 참고하세요.

 

저자

캐서린 박사(Katherine B. Martin)는 Tobii Pro의 선임 연구원입니다. 그녀는 연구 자금 조달 지원 서비스(Research Funding Support Services)를 이끌고 있습니다. 이 서비스는 자금 제안 프로세스 전반에 걸쳐 연구원들이 시선추적 연구를 위한 기금 확보 성공률을 높이는 것을 돕고 있습니다. 그녀의 연구 배경은 발달 심리학으로, 자폐 스펙트럼 장애가 있는 유아와 어린이의 조기 발달을 더 잘 이해하기 위해 객관적 측정을 통해 방법론을 진보시키고 있습니다. 그녀의 최근 논문 "자폐증 스펙트럼 장애 아동과 일반 아동의 머리 움직임 차이의 객관적 측정"(Objective measurement of head movement differences in children with and without autism spectrum disorder)은 분자 자폐증 저널(Molecular Autism)에 기재되어 있습니다.

 

References

(i) Pelphrey, K. A., Sasson, N. J., Reznick, J. S., Paul, G., Goldman, B. D., & Piven, J. (2002). Visual scanning of faces in autism. Journal of autism and developmental disorders, 32(4), 249-261.

(ii) Kaldy, Z., Kraper, C., Carter, A. S., & Blaser, E. (2011). Toddlers with autism spectrum disorder are more successful at visual search than typically developing toddlers. Developmental science, 14(5), 980-988.

(iii) Blaser, E., Eglington, L., Carter, A. S., & Kaldy, Z. (2014). Pupillometry reveals a mechanism for the Autism Spectrum Disorder (ASD) advantage in visual tasks. Scientific reports, 4, 4301.

(iv) Wade, J., A. Weitlauf., et al. (2017). A Pilot Study Assessing Performance and Visual Attention of Teenagers with ASD in a Novel Adaptive Driving Simulator. Journal of Autism and Developmental Disorders (JADD) DOI: 10.1007/s10803-017-3261-7.

(v) Wade, J., L. Zhang, et al. (2016). A Gaze-Contingent Adaptive Virtual Reality Driving Environment for Intervention in Individuals with Autism Spectrum Disorders. ACM Transactions on Interactive Intelligent Systems (TiiS) 6(1): Article 3.

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