It is known that the prefrontal cortex (PFC) plays a key role in relational reasoning. Because PFC and reasoning ability are proportional, the reasoning test tool can be used for diagnosing PFC related diseases. The limitation of RPM, the existing reasoning diagnosis method, is that difficulty adjustment is not quantitative, and the number of problems that can be created is limited. In addition, it can only be seen as a score, so it is ambiguous to distinguish whether it is training or high intelligence. Therefore, this study proposes a new cognitive reasoning test that combines a brain monitoring device which is a portable fNIRS system and CLEVR dataset which is difficulty controllable and capable of generating numerous unique questions.
Based on the CLEVR dataset, a Korean version of the proposed reasoning dataset was created, classified according to type (R: Relational / NR: Non-Relational) and difficulty (Easy / Hard), and a cognitive experiment was built using proposed dataset as an input. Then, the subjects were recruited and the data were measured with fNIRS system.
When brain activation of R and NR was compared, R was significantly higher than that of NR. Also, in terms of localization, the difference in R and NR was larger in the right RLPFC than in the left RLPFC, which is in agreement with previous studies that the right RLPFC is involved in the integration of visuo-spatial relations. However, the difference between R and NR was not significant in some subjects.
전전두엽피질(PFC)이 관계 추론에 핵심적인 역할을 한다고 알려져 있다. PFC와 추론 능력이 비례하기 때문에 추론 검사 도구는 PFC 관련 질병을 진단하는 도구로 활용될 수 있다. 기존 추론 진단 방법인 RPM의 한계로, 난이도 조절이 정량적이지 않고, 만들 수 있는 문제의 수가 제한적이다. 또한 점수로만 볼 수 있어서 학습효과인지, 지능이 높아서인지 구별하기 모호하다. 이에 본 연구는 뇌 모니터링 기기인 휴대용 근적외선 시스템과 난이도 조절 가능하고, 수많은 고유 질문들을 만들 수 있는 CLEVR 데이터셋을 결합한 새로운 인지 추론 검사를 제안했다.
CLEVR 데이터셋을 기반하여 종류(R: Relational/NR: Non-Relational)와 난이도(Easy/Hard)에 따라 분류된 한국어 버전의 기 제안 추론 데이터셋을 만들었고, 이를 입력으로 활용하여 인지 실험을 제작하였다. 그리고, 피험자를 모집하여 근적외선 시스템으로 데이터를 측정했다.
R과 NR의 뇌활성을 비교했을 때, R이 NR보다 유의미하게 높았다. 또한 국부적으로 보면 오른쪽 RLPFC가 왼쪽 RLPFC보다 R과 NR의 차이가 더 컸는데, 이는 오른쪽 RLPFC가 시공간 관계 통합에 관여한다는 이전 연구와 일치한다. 그렇지만, 일부 피험자에서는 R과 NR의 차이가 크지 않았다.
