위험과 안전에 대한 심리 측정법 (생리적측정)

 위험과 안전에 관련한 심리적 측정은 생리작용을 측정할 수 있는 방법과 주관적 평정을 활용한 기법으로 구분할 수 있다. 특히 생리적 측정 방법은 최근 기술의 발달에 힘입어 상당히 크게 발전하고 있다. 위험과 안전에 대한 심리적 측정은 위험과 안전에 대한 심리학적 연구의 출발점이다. 심리상태는 반드시 생리적 현상이나 행동으로 표현된다. 따라서 위험과 안전에 관한 심리내적 상태 또한 여러 가지 생리 현상과 행동 패턴을 통해서 측정될 수 있다. 

 

1) 생리적 측정

 

- 심박수 

심장 박동률은 위험이나 안전을 측정할 수 있는 가장 대표적인 생리 측정 방법이다. 심리 상태 변화는 심장 박동률에 변화를 준다. 1분 동안의 심장 박동수를 나타내는 심박수는 정상상태에서는 보통 1분당 60~80회 정도이다. 이것을 100퍼센트로 가정하였을 때 심박수가 165%정도 상승하면 평소 상태로 돌아가는 데 5분 이상의 시간이 필요하고, 생리적으로는 몹시 흥분하여 돌발 상황이 발생할 수도 있다. 의식적으로는 각성되어 있는 것 같지만 자신도 모르는 행동이나 선택을 할 수도 있다. 심장 박동률은 감정적 경험이나 즐거움, 새로운 자극에 대해 정향 반응이나 방어 반응으로 변화를 보이게 된다. 심장  박동률 변동은 자율신경계 중추로 부교감신경계에 의해 통제되며 개인의 심리내적 상태를 반영한다. 정향 반응은 주의의 일시적 변화와 관련되어 있으며 새롭거나 기대하지 못한 자극 또한 의미 있는 자극에 의해서 유발되는 반응이다. 

그러나 스트레스나 과부하에 대한 일차적 반응이 각성 상태의 변화이기 때문에 현재 발생하고 있는 자극과 심장 박동률과 완벽히 일치하지는 않는다. 따라서 좀 더 섬세한 측정치를 필요로 한다면 심장박동률의 변산성에 주목할 필요가 있다. 

 

- 심전도 

심전도는 심장이 수축함에 따라 심장 박동과 함께 발생하는 전위차를 곡선으로 기록한 측정치이다. 심전도에서 나타나는 파형에는 여러 가지가 있지만 대표적으로 사용되는 파형에는 ECG 상에 나타나는 최초의 파로서 심방의 탈분극에 의해 일어나는 양성파인 P파가 있다. 그리고 심실의 탈분극에 의해 형성되며, 심실 흥분 회복기를 나타내는 T파와 T파에 이어 바로 뒤에 그려지는 매우 작은 평탄한 파인 U파 등도 있다. 

심전도의 연속적 파형 중 가장 두드러진 파형인 R파와 R파 사이의 시간간격 변화를 의미하는 심장박동 변량을 이용하여 운전 행동에 따른 심전도 변화와 피로도를 알아보는 연구가 진행되기도 하였다. 연구 결과, 운전 시간이 경과함에 따라 ECG와 HRV가 증가함을 발견하였다. 

 

- 뇌 전위 및 파형 측정

 뇌 전위는 요즘 가장 많이 사용되고 있는 생리 측정치 중 하나이다. 대뇌피질에서 유발된 전압의 진동이 뇌 전위인데 자극에 대해 뇌에서의 반응이 어떻게 일어나는지를 보여 준다. 대체로 측정은 반복된 시행들을 평균하여 특정 상황에서 유발된 뇌 전위 파형을 결정하도록 한다. 유발 반응의 구성요소는 정적이거나 부적이다. 각 피크 점들과 자극 제시 시간 간의 간격에 근거하여 구성요소들에 이름을 붙이게 된다. 

뇌파는 의식 상태를 파악할 수 있는 중요한 생체신호이다. 특히 대뇌피질이 출력하는 파형의 변화를 통해서 뇌 기능과 의식 상태를 파악할 수 있다. 뇌파는 파형에 따라 Beta파, Alpha파, Theta파, Delta파의 4가지로 구분된다. 

 

- 뇌 영상 촬영 

과학기술 발전에 힘입어 현재 심신 상태를 파악하기 위해 가장 각광받고 있는 생리측정 방법은 뇌 영상 촬영기법이다. 그중에서도 fMRI는 특정 자극에 대한 뇌 반응 영상으로 최근 가장 빈번히 이루어지고 있는 뇌 영상 측정 방법이다. 

 fMRI는 인지신경과학 연구에서 개발된 것이다. 일반적으로 MRI가 인체의 해부학적 단면을 촬영하는 데 비해서 fMRI는 아주 짧은 시간안에 뇌 활동을 단층별로 촬영하여 제시해 준다. fMRI는 뇌가 활동할 때 생기는 혈류의 산소 수준인 BOLD 신호를 반복적으로 촬영하여 뇌가 기능적으로 활성화된 정도를 촬영하는 방법이다. 이 방법은 보다 활성화된 뇌 영역이 더 많은 혈류 공급을 필요로 할 것이라는 가정에 기초한다. fMRI를 통해 여러 자극이 뇌에서 어떻게 활성화되는지를 확인할 수 있다.  

 

- 안구 측정

 안구측정을 통한 심리 측정 방법 중 한 가지는 동공의 변화를 살펴보는 것이다. 동공 측정을 심리내적 측정에 포함시키는 이유는 인간의 동공이 다양한 감정과 시각 자극에 따라 반응하기 때문이다. 얼굴 표정은 의식적으로 통제할 수 있는 경우가 많지만, 동공 확장이나 수축은 무의식적인 반응으로서 인지적인 방법으로 통제할 수 없기 때문에 믿을 수 있는 생리 측정치가 될 수 있다. 인간은 피로를 느끼거나 과업에 대해 부하가 증가하면 동공의 크기가 커진다. 따라서 동공 지름을 측정하는 방법을 통해 피로도나 집중력 저하를 측정할 수 있는데, 일련의 동공 지름 측정을 통한 연구는 충분히 신뢰할 만한 결과를 보여주고 있다. 안구 측정의 또 다른 방법은 안구 운동 측정이다. 안구 운동 측정은 눈동자 움직임을 관찰하여 자극에 대한 반응과 정보 습득 결과를 연구할 수 있다. 안구 운동의 지표는 크게 공간적 지표와 시간적 지표로 구분할 수 있다. 공간적 지표는 안구 운동의 진폭과 주사선의 길이로 측정된다. 시간적 지표는 응시 시간, 응시 횟수 등을 측정하는 것이다. 

 

- Flicker 측정 

Flicker 측정 방법은 비교적 과거에 많이 사용된 생리 측정 방법으로, 측정 방법은 다음과 같다. 

빛을 내는 광원 앞에 사이가 벌어진 원판을 놓고 원판을 회전시키면 눈으로 들어오는 빛이 사이가 벌어진 원판을 지날 때만 비친다. 원판의 회전 속도가 낮으면 빛이 깜빡거린다고 느끼겠지만, 빨라지면 연속된 불빛으로 보일 것이다. 이때 빛이 연속된 빛으로 보이는지 깜빡거리는 빛으로 보이는지에 대한 경계 변별 수치를 깜빡이 횟수로 나타낸 것이 바로 Flicker(시각적 피로도 수치)이다. 

 

- 전기피부반응 측정

 전기피부반응 검사는 SCR 등으로 불리기도 하는 검사로, 피부의 전기 전도도를 측정하는 방법이다. 신체는 피부를 포함해서 전기적 전도성을 띠고 있다. 터치스크린을 조작할 수 있는 것은 바로 피부 접촉 시 발생하는 전기적 작용 때문이다. 땀샘 등의 피부 조직들은 교감신경계의 통제하에 있기 때문에 피부의 전기 저항 수치는 피검사자의 심리적, 신체적 각성 상태에 따라서 다르게 나타나는데, 이것을 GSR 수치로 나타낼 수 있다. GSR 측정은 보통 자극에 대한 반응이나 변화를 살피는 데 사용된다. 사람들이 느끼는 공포, 분노, 놀라움, 동기 및 욕구 강도 등은 GSR 검사에서 비슷한 수준의 피부 전도도 반응으로 나타난다. 이러한 특징 때문에 GSR 검사는 거짓말 탐지기로 쓰이기도 한다.