시각 탐색 과제: 세트 크기, 이론, 훈련 연구
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발표된 연구를 바탕으로 Optics Trainer 팀이 작성했으며, 모든 출처는 아래에 링크되어 있습니다.
시각 탐색 과제는 다른 글자들 사이의 빨간 T처럼, 방해 자극 사이에서 목표물을 최대한 빠르고 정확하게 찾게 하는 과제입니다. 심리학자들은 이 과제로 주의를 연구하고, 임상에서는 탐색 기반 검사와 뇌졸중 후 스캐닝 훈련을 사용합니다. 마지막으로 Optics Trainer의 짧은 제시 탐색 게임인 Circle Spot, C Count, Middle Match를 소개합니다.
시각 탐색 과제란? 시각 탐색 실험의 방식
Jeremy Wolfe가 2021년에 설명한 고전적인 실험실 버전에서는 다른 항목들 사이에 목표물이 있는지 보고하며, 목표물은 시행의 약 절반에 나타납니다. 연구자들은 나타나는 항목 수, 즉 세트 크기(set size)를 바꾸며 각 조건의 반응 시간과 오류를 기록합니다.
세트 크기 효과가 핵심 결과입니다. 어떤 탐색에서는 방해 자극을 늘려도 거의 차이가 없습니다. 목표물이 튀어나와 보이며(pop-out), 반응 시간 기울기는 항목당 0밀리초에 가깝습니다. 다른 탐색에서는 항목이 늘수록 탐색 시간이 거의 직선으로 늘어납니다. Wolfe는 디지털 숫자 5들 사이의 디지털 2를 예로 드는데, 목표물이 없을 때 기울기는 항목당 약 90밀리초이고 있을 때는 그 절반 정도입니다. 평균적으로 목표물을 찾기 전에 항목의 절반쯤을 확인하기 때문입니다.
특징 탐색, 결합 탐색, 유도 탐색
Ulric Neisser는 1963년 시각 스캐닝 실험을 발표했으며, Wolfe의 2021년 리뷰는 주요 탐색 양상이 1960~1970년대에 밝혀졌다고 말합니다. Wolfe는 이 양상들이 1980년 Anne Treisman과 Garry Gelade가 제시한 특징 통합 이론의 바탕이 되었다고 씁니다.
후대 연구자들의 설명에 따르면, 이 이론은 색과 방향 같은 기본 특징이 시야 전체에서 병렬로 처리되므로 한 가지 특징으로 정의된 목표물은 튀어나와 보인다고 보았습니다. 빨간 가로 막대와 초록 세로 막대 사이의 빨간 세로 막대처럼 특징의 결합으로 정의된 목표물은 특징을 묶기 위해 주의가 필요하므로, 항목을 하나씩 확인한다는 것입니다.
유도 탐색(guided search)은 이에 대한 응답이었습니다. 1989년 Wolfe, Cave, Franzel은 결합 탐색을 검증해, 연습하지 않은 많은 사람에서 기울기가 엄격한 순차 탐색으로 보기에는 너무 완만하다는 것을 발견했습니다. 세 가지 특징의 결합 탐색은 더 쉬웠습니다. 이들은 병렬 특징 처리가 주의를 목표물일 가능성이 높은 곳으로 유도한다고 제안했습니다. 2021년 버전인 Guided Search 6.0은 다섯 가지 유도 원천을 듭니다. 찾고 있는 것, 눈에 띄는 것, 최근 경험, 보상, 그리고 장면의 구조와 의미입니다.
일상생활의 시각 탐색과 온라인 시각 탐색 검사
Wolfe가 드는 일상 탐색의 예로는 저녁 식사 때 포크 찾기, 운전 중 출구 표지판 찾기, 영상의학과 의사의 영상 판독, 보안 요원의 가방 검사가 있습니다.
이런 선별 업무는 드문 목표물을 찾는 탐색이며, 여기서 출현율 효과(prevalence effect)가 나타납니다. 2005년 Nature 논문에서 Wolfe 등은 목표물이 드물면 실제로 나타났을 때 사람들이 자주 놓친다고 보고했습니다. Mitroff와 Biggs의 2014년 연구는 스마트폰 게임 Airport Scanner의 수백만 건 시행을 사용해, 극히 드문 항목의 탐지율이 매우 낮다는 것을 발견했습니다.
전문가들은 탐색 기반 종이 검사도 사용합니다. 지우기 검사는 종이의 모든 목표물을 지우게 합니다. 공간 무시가 있는 35명을 대상으로 한 2001년 연구에서 글자 지우기 검사와 종 검사(bells test)는 각각 6%의 사례를 놓쳤지만, 선 이등분 검사는 40%를 놓쳤습니다.
온라인 시각 탐색 검사로 세트 크기 효과를 볼 수는 있지만, 사이트마다 점수를 비교할 수는 없습니다. 2021년 온라인 실험 플랫폼 연구는 전체적인 타이밍은 적절했지만, 반응 시간이 평균 약 80밀리초, 일부 환경에서는 100밀리초까지 늦게 기록되었다고 밝혔습니다. 저희는 온라인 시각 탐색 검사의 검증된 규준을 찾지 못했습니다.
시각 탐색 훈련: 연습 연구 결과
사람들은 연습한 탐색 과제에서 더 빨라집니다. 1995년 Sireteanu와 Rettenbach는 처음에는 항목을 하나씩 확인하던 일부 탐색이 수백 번의 시행 후 튀어나옴(pop-out) 탐색으로 바뀌었다고 보고했습니다. 2000년 후속 연구에서는 이 학습이 몇 달 동안 유지되었고, 다른 탐색 과제, 시야의 다른 위치, 그리고 두 눈 사이로 전이되었습니다. 결합 탐색도 오랜 연습 후 더 효율적이 되었습니다.
1997년 연구에서 Ahissar와 Hochstein은 튀어나옴 과제의 쉬운 버전에서 한 학습은 새로운 방향과 위치로 이어졌지만, 어려운 버전에서 한 학습은 훈련한 방향과 위치에 더 특정되었다는 것을 발견했습니다.
2013년 한 연구는 작업기억 훈련의 활성 위약으로 시각 탐색 게임을 사용했습니다. 작업기억 게임 가이드에서 이 연구를 다룹니다. Daniel Simons가 이끈 2016년 리뷰는 사람들이 훈련한 과제에서 향상된다는 근거는 많지만 일상생활에 대한 근거는 거의 없다고 밝혔습니다. 시각 뇌 훈련 가이드에서 이를 요약합니다.
뇌졸중 후 시각 스캐닝 운동: 반맹과 편측 무시
뇌졸중 후 일부 사람은 두 눈에서 같은 쪽 절반의 시야를 잃고(동측 반맹), 일부는 공간의 한쪽에 주의를 기울이지 못합니다(편측 공간 무시). 시각 스캐닝 훈련은 흔히 탐색 화면을 이용해 영향받은 쪽으로 의도적으로 눈을 움직이도록 가르칩니다.
뇌졸중 후 시야 손실에 관한 2019년 코크란 리뷰는 스캐닝 훈련을 대조군이나 위약과 비교한 연구 4건(참가자 193명)을 찾았습니다. 스캐닝 훈련이 시력 관련 설문의 삶의 질을 높였다는 질 낮은 근거와, 시야, 확장된 일상생활 활동, 읽기, 스캐닝 능력에는 효과가 없었다는 질 낮음 또는 매우 낮음 수준의 근거를 확인했습니다. 편측 무시에 관한 2021년 코크란 리뷰는 참가자 1,951명의 시험 65건을 포함했으며, 시각 중재가 지속적인 일상 기능에 미치는 근거를 매우 불확실하다고 평가했습니다.
| 연구 | 설계 | 대상 | 훈련 | 보고된 결과 |
|---|---|---|---|---|
| Rowe 2025 (SEARCH), Int J Stroke | 이중맹검 무작위 시험, 영국 뇌졸중 병동 34곳 | 뇌졸중 후 반맹이 안정된 성인 161명 | 스캐닝 훈련 또는 가짜 훈련, 하루 30분 이상, 주 7일, 6주 | 두 군 모두 나아짐; 26주 시점 모든 결과에서 군 간 차이 없음. 연구진은 위약 효과 가능성을 제기 |
| de Haan 2015, PLoS One | 무작위, 대기자 대조군 | 뇌 손상 후 시야 손실이 있는 49명 | 보상적 수평 스캐닝 훈련 | 보행 중 측면 목표물 탐지와 장애물 회피가 좋아짐; 읽기, 세기, 탐색 검사에는 변화 없음 |
| Roth 2009, Neurology | 무작위, 두 활성군 | 반맹 환자 28명 | 6주간 도약안구운동 탐색 훈련(숫자 탐색) 또는 깜빡임 자극 | 탐색 훈련군에서만 맹측 탐색 시간 감소; 두 군 모두 시야 크기 변화 없음 |
| Pambakian 2004, J Neurol Neurosurg Psychiatry | 전후 비교, 대조군 없음 | 편측 무시가 없는 반맹 환자 29명 | 가정에서 매일 탐색 화면 20회 | 탐색 반응 시간 단축, 일상생활 과제 속도 향상, 자가 보고 호전; 시야 변화 없음 |
짧은 제시 탐색과 유효 시야
짧은 제시 탐색에서는 화면이 잠깐 나타났다 사라지므로 눈을 움직여 훑어볼 수 없습니다. 이 점에서 탐색은 한 번 보는 동안 정보를 받아들일 수 있는 범위인 유효 시야(UFOV)와 연결됩니다. Karlene Ball 등은 1988년 “Age and visual search: expanding the useful field of view”(나이와 시각 탐색: 유효 시야의 확장)라는 논문에서 이를 연구했습니다. 이들은 고령자의 유효 시야가 더 좁았고, 연습으로 일부 회복되었다고 밝혔습니다.
UFOV 훈련은 이후 고령자 대상 ACTIVE 시험에서 검증되었습니다. 시각 뇌 훈련 가이드와 주변시 훈련 가이드에서 ACTIVE와, 중심에서 떨어진 곳에 잠깐 나타나는 목표물의 위치를 찾는 액션 비디오 게임 연구를 다룹니다.
Circle Spot, C Count, Middle Match: 짧은 제시 탐색 게임
Circle Spot과 C Count는 짧은 제시 시각 탐색을 본떠 만들었고, Middle Match는 유효 시야 과제와 비슷합니다. 세 게임 모두 잠깐 나타나는 화면에서 방해 자극 사이의 목표물을 찾게 합니다.
- Circle Spot은 위치 찾기가 있는 짧은 제시 탐색을 본떠 만들었습니다. 격자에 여러 방향으로 돌아간 C들 사이에 O 하나가 나타났다가 모두 사라지면, O가 있던 곳을 탭합니다. 단계가 오를수록 기호가 많아지고, C가 작아지고, 제시 시간이 짧아지므로 세트 크기와 노출 시간이 모두 바뀝니다. C들 사이에서 O가 튀어나와 보이는지는 검증하지 않았습니다.
- C Count는 세기가 있는 탐색을 본떠 만들었습니다. 카드에 목표 방향이 표시된 뒤, C가 그려진 큐브들이 잠깐 물 위로 떠오릅니다. 틈이 목표 방향을 향한 C의 수를 세어 네 개의 숫자 중에서 답을 고릅니다. 단계가 오를수록 큐브가 많아지며, 일부 단계에서는 셀 시간이 줄어듭니다.
- Middle Match는 유효 시야 과제와 비슷하지만, 가운데 C가 고리에서 어떤 C를 찾을지 정한다는 점이 다릅니다. 가운데 C와 고리 모양으로 놓인 C들이 함께 잠깐 나타납니다. 고리의 C 중 정확히 하나가 가운데 C와 같은 방향이며, 그 위치를 탭합니다. 단계가 오를수록 고리의 C가 많아지고, 반지름이 넓어지고, 제시 시간이 짧아집니다.
- 세 게임 모두 선택형 양안 모드가 있으며, 휴대폰, 태블릿, 컴퓨터에서는 적청 안경을 쓰고 Meta Quest에서는 기본 기능으로 제공됩니다. 반응 시간 기울기를 기록하는 대신 점수를 매기며 답할 때마다 단계를 조정합니다. 모든 점수는 연습 결과이며 임상 측정값이 아닙니다.
시각 탐색에서 Optics Trainer의 역할
Optics Trainer는 iPhone, iPad, Android, 웹 브라우저, Meta Quest에서 이용하는 시각·뇌 훈련 게임입니다. 앱 화면은 한국어로 제공됩니다. Circle Spot과 C Count는 위에서 설명한 시각 탐색 과제를 본떠 만들었고, Middle Match는 유효 시야 과제와 비슷하며, 세 게임 모두 잠깐 나타나는 화면에서 목표물을 찾도록 합니다.
이 게임들은 여기 소개한 어떤 연구에서도 검증되지 않았습니다. 검사나 측정 도구가 아니며, 반응 시간 기울기나 규준을 제공하지 않고, 치료나 진단이 아닙니다. 또한 FDA 허가를 받지 않았으며, 국내에서 의료기기로 허가받은 제품도 아니고, 뇌졸중 후 처방된 스캐닝 훈련이나 재활을 대신하지 않습니다. 저희는 이 게임들이 주의력, 주변시, 운전, 읽기, 일상생활을 바꾼다고 주장하지 않습니다. 안구 운동의 임상 측정은 클리닉 사이트의 Optics Tracker(영어)를 참고하세요.
Optics Trainer는 전문가의 진단이나 처방된 치료를 대신하지 않습니다. 본인의 상태에 대해서는 안과 전문의 등 눈 건강 전문가와 상담하세요. 휴대폰·태블릿 앱은 7일 무료 체험으로 시작하며, 무료 웹 계정으로는 하루 3회 플레이할 수 있습니다. 그 이후 모바일·웹 이용 가격은 App Store와 Google Play에서 현지 통화로 표시되며, VR 이용은 7일 무료 체험 후 Meta Quest Store에서 현지 통화로 가격이 표시됩니다.
Optics Trainer 다운로드
무료로 다운로드하고 앱에서 7일 무료 체험을 이용하세요. 브라우저에서는 하루 3회 무료로 플레이할 수 있습니다.
자주 묻는 질문
심리학에서 시각 탐색 과제란 무엇인가요?
방해 자극 사이에서 목표물을 찾아 최대한 빨리 반응하는 과제입니다. 연구자들은 세트 크기라고 부르는 항목 수를 바꾸며 반응 시간과 오류가 어떻게 달라지는지 측정합니다.
시각 탐색의 세트 크기 효과란 무엇인가요?
항목이 늘어날 때 탐색 시간이 어떻게 변하는지를 말합니다. 튀어나와 보이는 목표물은 기울기가 0에 가깝습니다. 더 어려운 탐색에서는 시간이 거의 직선으로 늘어납니다. Wolfe는 목표물이 없을 때 5들 사이의 2를 찾는 탐색에서 항목당 약 90밀리초를 보고합니다.
특징 탐색과 결합 탐색은 어떻게 다른가요?
특징 탐색에서는 목표물이 색 같은 한 가지 특징으로 다르며 흔히 튀어나와 보입니다. 결합 탐색에서는 색과 방향 같은 조합으로 정의됩니다. Treisman의 이론은 결합 탐색을 순차 탐색으로 보았고, Wolfe의 유도 탐색 모형은 특징 정보가 탐색을 유도한다고 제안했습니다.
일상생활의 시각 탐색 예에는 무엇이 있나요?
저녁 식사 때 포크 찾기, 운전 중 출구 표지판 찾기, 영상의학과 의사의 영상 확인, 보안 요원의 가방 검사 등입니다. 드문 목표물은 더 자주 놓치는데, 이를 출현율 효과라고 합니다.
온라인으로 시각 탐색 검사를 할 수 있나요?
많은 사이트가 제공하며 세트 크기 효과를 보여 줄 수 있습니다. 점수는 항목, 기기, 브라우저 타이밍에 따라 달라지며, 저희는 온라인 시각 탐색 검사의 검증된 규준을 찾지 못했으므로 점수를 다른 사람과 비교하거나 무언가를 진단하는 데 쓸 수 없습니다.
뇌졸중 후 시각 스캐닝 훈련이 도움이 되나요?
2019년 코크란 리뷰는 삶의 질이 나아졌다는 질 낮은 근거와 시야에는 효과가 없다는 근거를 확인했습니다. 2025년 161명 대상 시험에서는 스캐닝 훈련과 가짜 훈련 사이에 차이가 없었습니다. 담당 뇌졸중 또는 시각 재활 팀에 문의하세요.
시각 탐색 게임이 있나요?
있습니다. Optics Trainer의 Circle Spot과 C Count는 짧은 제시 탐색 과제를 본떠 만들었고, Middle Match는 유효 시야 과제와 비슷합니다. 이 게임들은 이 연구들에서 검증되지 않았으며 검사나 치료가 아닙니다.
출처
- Treisman AM, Gelade G. A feature-integration theory of attention. Cogn Psychol. 1980
- Neisser U. Decision-time without reaction-time: experiments in visual scanning. Am J Psychol. 1963
- Wolfe JM, Cave KR, Franzel SL. Guided search: an alternative to the feature integration model for visual search. J Exp Psychol Hum Percept Perform. 1989
- Wolfe JM. Guided Search 2.0: a revised model of visual search. Psychon Bull Rev. 1994
- Wolfe JM, Horowitz TS. Five factors that guide attention in visual search. Nat Hum Behav. 2017
- Wolfe JM. Visual search: how do we find what we are looking for? Annu Rev Vis Sci. 2020
- Wolfe JM. Guided Search 6.0: an updated model of visual search. Psychon Bull Rev. 2021
- Wolfe JM, Horowitz TS, Kenner NM. Rare items often missed in visual searches. Nature. 2005
- Mitroff SR, Biggs AT. The ultra-rare-item effect: visual search for exceedingly rare items is highly susceptible to error. Psychol Sci. 2014
- Ferber S, Karnath HO. How to assess spatial neglect: line bisection or cancellation tasks? J Clin Exp Neuropsychol. 2001
- Anwyl-Irvine A, et al. Realistic precision and accuracy of online experiment platforms, web browsers, and devices. Behav Res Methods. 2021
- Sireteanu R, Rettenbach R. Perceptual learning in visual search: fast, enduring, but non-specific. Vision Res. 1995
- Sireteanu R, Rettenbach R. Perceptual learning in visual search generalizes over tasks, locations, and eyes. Vision Res. 2000
- Ahissar M, Hochstein S. Task difficulty and the specificity of perceptual learning. Nature. 1997
- Pollock A, et al. Interventions for visual field defects in people with stroke. Cochrane Database Syst Rev. 2019
- Longley V, et al. Non-pharmacological interventions for spatial neglect or inattention following stroke and other non-progressive brain injury. Cochrane Database Syst Rev. 2021
- Rowe FJ, et al. A randomized controlled trial of Scanning Eye trAining as a Rehabilitation Choice for Hemianopia after stroke (SEARCH). Int J Stroke. 2025
- de Haan GA, et al. The effects of compensatory scanning training on mobility in patients with homonymous visual field defects: a randomized controlled trial. PLoS One. 2015
- Roth T, et al. Comparing explorative saccade and flicker training in hemianopia: a randomized controlled study. Neurology. 2009
- Pambakian AL, et al. Saccadic visual search training: a treatment for patients with homonymous hemianopia. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2004
- Ball KK, et al. Age and visual search: expanding the useful field of view. J Opt Soc Am A. 1988
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