[뇌 건강 관련 자료] 우측 배외측 전두엽 피질에 tDCS 양극 자극을 주면 실제 문제 해결에서 창의적 성능 향상 효과를 줄수 있음.

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이 내용은 2023년 자료입니다.

 

추상적인

창의성과 관련된 뇌 영역은 인지 신경 과학 분야와 관련된 연구의 초점입니다. 이전 연구들은 대부분 추상적인 개념적 작업인 창의성 작업에서 왼쪽 배외측 전두엽 피질의 활성화 역할에 더 많은 관심을 기울였고, 실제 세계 창의성 작업에는 덜 관심을 기울였습니다. 우측 배외측 전두엽 피질은 실생활 문제에 대한 혁신적인 솔루션에 긍정적인 영향을 미칠 수 있는 시공간 처리와 같은 기능에 관여합니다. 본 연구에서는 tDCS 기술을 사용하여 제품 디자인과 관련된 실제 문제 해결 작업에서 디자인 창의성 수행에 대한 오른쪽 배외측 전두엽 피질의 양극 자극이 미치는 영향을 탐색했습니다. 실험 작업은 세 단계로 구성되어 있습니다. 그중 앞의 두 단계는 각각 텍스트와 그래픽을 활용한 발산적 사고에 기반한 아이디어 생성 단계이고, 세 번째는 융합적 사고에 기반한 창의적 평가 단계였다. 실험에 참여하기 위해 36명의 디자인 학생을 모집했습니다. 그들은 양극 자극 그룹과 가짜 자극 그룹으로 무작위로 할당되었습니다. 그 결과 오른쪽 배외측 전두엽 피질의 양극 자극이 창의적 평가 단계에서 유의미한 긍정적인 효과를 가져 아이디어의 유용성을 촉진하는 것으로 나타났습니다. p = 0.009); 따라서 제품 창의성 점수가 향상됩니다. 그러나 발산적 사고가 우세한 아이디어 생성 단계( p >0.05)에서는 유의미한 영향을 미치지 않았다. 결과는 tDCS로 우측 배외측 전두엽 피질을 활성화하면 발산적 사고가 아닌 수렴적 사고를 촉진하여 창의적 활동에서 사람들의 성과를 향상시킬 수 있음을 시사합니다. 또한 뇌의 오른쪽 반구가 시공간 정보의 참여를 필요로 하는 복잡한 문제를 해결하는 데 이점이 있다는 추가 증거를 제공합니다.

 

1. 소개

창의성은 가장 중요한 사고 능력 중 하나입니다 . 창의적 사고에는 발산적 사고와 수렴적 사고의 두 가지 형태가 있습니다. 발산적 사고는 여러 솔루션을 생성하여 창의적인 아이디어를 개발하는 능력으로 정의됩니다. 수렴적 사고는 제한된 수의 솔루션의 논리에 대한 능력입니다. 발산적 사고를 통해 문제에 대한 여러 가능한 솔루션을 탐색한 후 수렴적 사고를 사용하여 구조를 구성하고 최상의 솔루션을 결정하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 창의적 활동에는 아이디어 생성과 아이디어 선택의 두 가지 프로세스가 포함됩니다. 두 프로세스 모두 발산적 사고와 수렴적 사고를 포함합니다. 그러나 아이디어 생성 단계는 주로 발산적 사고를 포함하고, 아이디어를 다듬고 평가하는 단계는 수렴적 사고를 필요로 합니다. 연구자들은 실험실에서 창의적 사고를 과학적으로 탐색하기 위해 다양한 창의적 인지 작업을 개발했으며, 이는 크게 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 한 범주는 대체 사용 작업(AUT)과 같이 주로 아이디어 생성에 의존하는 작업으로 구성됩니다. AUT는 제시된 자극에 대한 독창적이거나 특이한 아이디어를 포함하며 종종 발산적 사고를 평가하는 데 사용됩니다. 다른 하나는 RAT(Remote Associates Test) 및 CRAT(Compound Remote Associates Test)와 같은 아이디어 선택에 의존합니다. RAT 및 CRAT는 새로운 것을 발견하거나 식별하기 위해 멀리 떨어져 있는 개념이나 정보 조각을 통합하는 것과 관련이 있으며 종종 수렴적 사고를 평가하는 데 사용됩니다. 창의성은 다양한 뇌 기능의 참여를 필요로 하는 복잡한 구조이다. 연구는 창의성과 그 메커니즘에 관련된 다양한 인지 과정에 초점을 맞췄습니다. 창의성과 관련된 인지 작업에는 유추적 추론, 은유 처리, 임시변통, 통찰력 및 개념 확장이 포함됩니다. 이러한 연구는 창의적 인지의 다양한 측면에 대한 뇌 네트워크의 서로 다른 뇌 영역의 차등적 영향을 식별할 수 있습니다.

최근 몇 년 동안 인지 신경과학의 발전은 창의성을 이해하는 데 중요한 역할을 했습니다. 창의적 인지에 대한 신경과학 연구는 현재 뇌파도(EEG)와 같은 방법을 통해 창의적 인지를 지원하는 뇌 영역을 탐색하는 데 중점을 두고 있습니다. EEG는 특정 공간 분포를 갖는 뉴런 그룹의 내부 및 외부 이온 전류에 의해 발생하는 전압 진동의 기록입니다. 뇌의 전기적 활동은 치매 질환, 피질 활동 등 뇌파의 정량적 분석으로 검사할 수 있다. EEG를 통해 창의적 인지에 관여하는 뇌 네트워크 이미징을 연구함으로써 인지 신경 과학에서 창의성이 상당한 진전을 이루었습니다. 그러나 신경 전기생리학 및 신경영상 연구는 상관관계 연구입니다. 관련 뇌 영역과 기능 사이의 인과 관계를 설명하는 것은 종종 어렵습니다. 따라서 연구자들은 창의성의 인지 과정에서 가능한 신경 메커니즘을 탐구하기 위해 경두개 직류 자극(tDCS)을 사용하기 시작했으며, 이를 통해 각 과정에서 특정 뇌 영역의 역할에 대한 인과적 증거를 제공했습니다. tDCS는 뇌의 특정 영역과 그 기본 기능 사이의 인과 관계를 확립하는 데 도움이 되는 비침습적 방법을 제공합니다. 몇몇 연구자들은 tDCS를 사용하여 창의적 인지에서 배외측 전두엽 피질(DLPFC)의 메커니즘을 관찰했습니다. DLPFC는 인지 제어 및 작업 기억과 같은 기능과 관련이 있으며 의미적으로 먼 개념, 창의적인 아이디어 선택, 반성적 의사 결정 수행, 반응 억제 및 기타 프로세스 의 통합을 용이하게 합니다.

이전 연구에서는 창의적 인지에 미치는 영향을 연구하기 위해 왼쪽/오른쪽 DLPFC(기준 전극이 반대 측 안와상 영역에 위치함)에 tDCS를 적용했습니다. 왼쪽 DLPFC의 양극 자극만이 RAT 성능을 개선한 반면 오른쪽 DLPFC의 양극 자극은 그렇지 않았습니다. 연구자들은 왼쪽 배외측 전두엽 영역이 창의적이고 논리적인 복잡한 언어 문제 해결에 기여한다고 믿습니다. 가짜 자극과 비교하여 tDCS 자극이 양측 DLPFC에 적용되었을 때 L+R- 자극 유형(왼쪽 양극 및 오른쪽 음극)은 AUT 작업의 3차원(유창성, 유연성 및 독창성) 점수를 크게 향상시켰습니다. , 반면 L-R+는 유의미한 효과가 없었다. 양극 DLPFC의 tDCS 자극이 직관과 분석적 사고에 미치는 영향에 대한 연구에서 올바른 DLPFC의 양극 tDCS가 분석적 판단과 의사 결정을 향상시키는 것으로 나타났습니다. 또한 연구원들은 올바른 DLPFC에서 자극된 양극 및 음극 tDCS가 반응 억제를 향상시킬 수 있음을 발견했습니다. 이 연구들을 비교하면 연구원들이 다른 창의성 작업을 사용했고 다른 결과를 얻었다는 것을 알 수 있습니다.

DLPFC와 창의성을 탐구하기 위해 tDCS를 사용하는 대부분의 기존 연구는 AUT 및 RAT와 같은 언어 관련 작업을 사용하며, 이는 일반적으로 왼쪽 DLPFC의 긍정적인 자극이 창의적 인지를 촉진할 수 있고 왼쪽 DLPFC가 아이디어 생성 및 선택을 촉진한다는 것을 증명합니다. 대조적으로, 올바른 DLPFC의 역할은 종종 중요하지 않습니다. 실험 설계와 주제 제약으로 인해 AUT와 RAT는 일부 생태적 타당성을 희생하는 경향이 있으며 실제 세계 창의성과의 상관관계는 크게 다릅니다. 구두 작업만을 사용한 결과와 달리, tDCS로 좌우 DLPFC의 양극 자극은 시각화 AUT 작업을 사용하여 창의성을 증가시키는 것으로 나타났습니다. 이러한 연구는 작업의 특성(구두 또는 시공간)이 tDCS 작업에서 DLPFC 자극의 효과에 영향을 미칠 수 있음을 시사합니다. 이러한 작업은 말로만 수행하기 어려운 것 같습니다. 따라서 올바른 DLPFC의 tDCS 자극이 실제 문제 해결과 같은 복잡한 창의적 인지 작업에 더 뚜렷한 영향을 미칠 수 있음을 제안합니다. 실험은 다양한 창의적 인지 과정에서 뇌 영역의 역할을 연구하는 것을 목표로 했기 때문에 본 연구에서는 디자인 과정을 문제 정의 및 프로토타입 아이디어 발산을 위한 단어 구상 및 프로토타입 생성, 아이디어 평가가 필요한 최종 제안 단계의 3단계로 단순화했습니다. 그리고 개선. 확산적 사고와 수렴적 사고에서 DLPFC의 중요한 역할을 고려하여, 우리는 올바른 DLPFC를 활성화하면 참가자의 창의성 수행을 효과적으로 촉진할 수 있다는 가설을 세웠습니다. 올바른 DLPFC가 공간/시각 인지와 연관되어 있기 때문에 양극 자극이 프로토타입 생성 단계(그래픽적 사고를 통한 발산)와 최종 제안 단계(제품 그리기 및 개선) 동안 영향을 미칠 수 있다는 가설을 세웠습니다. 텍스트 구상 단계. 이전 연구에서는 DLPFC가 뇌의 제어 실행 네트워크의 주요 영역이며 인지 억제 및 작업 기억과 관련이 있음을 보여주었습니다. 우리는 올바른 DLPFC를 활성화하면 프로토타입 생성 단계에서 프로토타입 스케치의 수를 줄일 수 있는 반면, 올바른 DLPFC를 활성화하면 아이디어 평가 및 개선의 후반 단계에서 결과의 유용성을 높일 수 있다고 예측했습니다. 올바른 DLPFC가 공간/시각 인지와 연관되어 있기 때문에 양극 자극이 프로토타입 생성 단계(그래픽적 사고를 통한 발산)와 최종 제안 단계(제품 그리기 및 개선) 동안 영향을 미칠 수 있다는 가설을 세웠습니다. 텍스트 구상 단계. 이전 연구에서는 DLPFC가 뇌의 제어 실행 네트워크의 주요 영역이며 인지 억제 및 작업 기억과 관련이 있음을 보여주었습니다. 우리는 올바른 DLPFC를 활성화하면 프로토타입 생성 단계에서 프로토타입 스케치의 수를 줄일 수 있는 반면, 올바른 DLPFC를 활성화하면 아이디어 평가 및 개선의 후반 단계에서 결과의 유용성을 높일 수 있다고 예측했습니다. 올바른 DLPFC가 공간/시각 인지와 연관되어 있기 때문에 양극 자극이 프로토타입 생성 단계(그래픽적 사고를 통한 발산)와 최종 제안 단계(제품 그리기 및 개선) 동안 영향을 미칠 수 있다는 가설을 세웠습니다. 텍스트 구상 단계. 이전 연구에서는 DLPFC가 뇌의 제어 실행 네트워크의 주요 영역이며 인지 억제 및 작업 기억과 관련이 있음을 보여주었습니다. 우리는 올바른 DLPFC를 활성화하면 프로토타입 생성 단계에서 프로토타입 스케치의 수를 줄일 수 있는 반면, 올바른 DLPFC를 활성화하면 아이디어 평가 및 개선의 후반 단계에서 결과의 유용성을 높일 수 있다고 예측했습니다. 우리는 양극 자극이 프로토타입 생성 단계(그래픽적 사고를 통한 발산)와 최종 제안 단계(제품 그리기 및 개선) 동안 영향을 미칠 수 있지만 텍스트 개념 단계에서는 덜 영향을 미칠 수 있다는 가설을 세웠습니다. 이전 연구에서는 DLPFC가 뇌의 제어 실행 네트워크의 주요 영역이며 인지 억제 및 작업 기억과 관련이 있음을 보여주었습니다. 우리는 올바른 DLPFC를 활성화하면 프로토타입 생성 단계에서 프로토타입 스케치의 수를 줄일 수 있는 반면, 올바른 DLPFC를 활성화하면 아이디어 평가 및 개선의 후반 단계에서 결과의 유용성을 높일 수 있다고 예측했습니다. 우리는 양극 자극이 프로토타입 생성 단계(그래픽적 사고를 통한 발산)와 최종 제안 단계(제품 그리기 및 개선) 동안 영향을 미칠 수 있지만 텍스트 개념 단계에서는 덜 영향을 미칠 수 있다는 가설을 세웠습니다. 이전 연구에서는 DLPFC가 뇌의 제어 실행 네트워크의 주요 영역이며 인지 억제 및 작업 기억과 관련이 있음을 보여주었습니다. 우리는 올바른 DLPFC를 활성화하면 프로토타입 생성 단계에서 프로토타입 스케치의 수를 줄일 수 있는 반면, 올바른 DLPFC를 활성화하면 아이디어 평가 및 개선의 후반 단계에서 결과의 유용성을 높일 수 있다고 예측했습니다. 이전 연구에서는 DLPFC가 뇌의 제어 실행 네트워크의 주요 영역이며 인지 억제 및 작업 기억과 관련이 있음을 보여주었습니다. 우리는 올바른 DLPFC를 활성화하면 프로토타입 생성 단계에서 프로토타입 스케치의 수를 줄일 수 있는 반면, 올바른 DLPFC를 활성화하면 아이디어 평가 및 개선의 후반 단계에서 결과의 유용성을 높일 수 있다고 예측했습니다. 이전 연구에서는 DLPFC가 뇌의 제어 실행 네트워크의 주요 영역이며 인지 억제 및 작업 기억과 관련이 있음을 보여주었습니다. 우리는 올바른 DLPFC를 활성화하면 프로토타입 생성 단계에서 프로토타입 스케치의 수를 줄일 수 있는 반면, 올바른 DLPFC를 활성화하면 아이디어 평가 및 개선의 후반 단계에서 결과의 유용성을 높일 수 있다고 예측했습니다.

2. 재료 및 방법

이 연구에서는 올바른 DLPFC의 양극 tDCS 자극이 창의성에 미치는 영향을 조사하기 위해 생태학적으로 효과적인 디자인 창의성 작업을 사용했습니다. 참가자를 가짜 자극 그룹과 능동 자극 그룹으로 나누기 위해 이중 맹검 설계를 사용했으며, 아이디어 생성 및 아이디어 선택의 여러 차원(텍스트 유창성, 프로토타입 유창성, 유용성, 참신성 및 창의성 포함)으로 창의성 성과를 측정했습니다. 디자인 창의성 작업 중.

2.1. 참가자들

실험과제의 전문성에 대한 기본적인 요구사항을 충족시키기 위해 광둥이공대학교에서 산업디자인 및 제품디자인을 전공하는 학부생 및 대학원생을 포함하여 총 36명(남 13명, 여 23명, 평균연령 M= 21.64 , SD = 2.35). 참여자는 무작위로 두 그룹으로 배정되었습니다(그룹당 18명). G*Power 버전 3.1.9.7을 사용한 전력 분석을 기반으로 한 샘플 크기 계산에 따르면 유사한 tDCS 실험에서 입력 관련 매개변수(효과 크기 dz = 0.93, α 오류 확률 p= 0.05, 검정력 = 0.8)은 12개의 표본 크기가 신뢰할 수 있는 결과를 얻기에 충분하다는 것을 발견했습니다. 모든 참가자는 정상 또는 교정시력을 가진 오른손잡이 중국어 원어민이었습니다. 그들은 제품 핸드 페인팅을 위한 일정한 기초를 가지고 최소 1년 이상의 전문적인 디자인 연구를 마쳤습니다. 학업 및 노동 실험(예: 디자인 교육)이 참가자의 창의적 성과에 영향을 미칠 수 있으므로 대학원생 및 학부생의 교육 기간을 기록했습니다. 참가자들은 실험 전에 보고서를 작성해야 했으며 신경학적 또는 정신과적 장애, 뇌 수술 또는 두 개 내 금속 이식의 병력이 없는 건강한 개인으로 판단되었습니다. 실험은 참가자들이 테스트 전 24시간 이내에 알코올이나 카페인을 섭취하지 않고 수면 부족이 실험 결과에 미치는 영향을 피하기 위해 좋은 정신 상태를 유지하도록 요구했습니다. 이 연구의 모든 실험은 Guangdong University of Technology의 윤리위원회에서 검토했으며 각 참가자로부터 서면 동의를 얻었습니다. 실험이 끝난 후 참가자들에게는 실험 참여에 대한 보상으로 CNY 40이 제공되었습니다.

2.2. 재료

2.2.1. tDCS

이 연구는 이중 맹검 시험을 사용했습니다. 모든 참가자, 실험자 및 평가자는 개입 유형을 보지 못했습니다. 참가자들은 각각 양극 자극 그룹(N = 18)과 가짜 자극 그룹(N = 18)에 해당하는 컴퓨터에 의해 무작위로 생성된 두 개의 익명 코드 중 하나를 받았습니다. tDCS는 STARSTIM 8 장비(Neuroelectrics, Barcelona, ​​Spain)를 사용하여 수행되었습니다. 두 그룹의 절차는 이 두 코드에 의해 익명으로 명명되었습니다. 따라서 참가자와 실험자 모두 개입 유형을 알지 못했습니다. 한 쌍의 고무전극(5 ×5cm2 )을 생리식염수에 적신 스펀지로 덮었으며, 안전상의 이유로 전류레벨은 1.5mA로 설정하였다. 10-20 International EEG Electrode Placement System에 따르면 자극전극은 F4(우측 DLPFC), 기준전극은 FP1(contralateral orbitofrontal area)에 위치시켰다. 그림 1과 같이. 양극 자극 그룹의 참가자는 20분 동안 tDCS를 받았고, 전류는 1.5mA에서 일정하게 유지되었으며 각각 30초 동안 상승 및 하강했습니다. 가짜 자극 그룹에서 전극의 위치는 자극 그룹과 동일했습니다. 가짜 그룹은 또한 프로그램의 시작과 끝에서 각각 1.5mA의 상승 및 하강 전류로 30초를 경험했습니다. 모든 참가자는 전류를 느낀다고 보고했습니다. 연구에 따르면 이것은 피질에서 상당한 신경 조절 효과를 생성하지 않고 실제 자극에 의해 생성된 감각을 모방할 수 있습니다. 눈부신 효과를 달성하기 위해 전극은 전류 없이 나머지 시간 동안 위치를 유지합니다.

2.2.2. 디자인 작업

이전 디자인 프로세스를 참조하여 디자인 작업을 세 단계로 나누었습니다. 다양한 개념적 아이디어를 표현하기 위해 스케치가 필요한 프로토타입 생성 단계; 아이디어 평가 및 수정이 필요한 최종 제안 단계. 처음 두 단계는 주로 아이디어 생성과 관련된 반면 세 번째 단계는 아이디어 선택과 관련이 있습니다. 공감평가에 적합한 창의과제 기준에 따라, 적합한 작업은 세 가지 요구 사항을 충족해야 합니다. 첫째, 작업의 결과 또는 응답이 관찰되어야 합니다. 둘째, 작업 결과는 유연성과 혁신성을 보장할 수 있을 만큼 충분히 개방적이어야 합니다. 셋째, 연구 참가자는 너무 큰 작업 기준 성능에 개인차가 없어야 합니다. 그래서 이번 디자인 작업의 주제로 "학교에 음식을 가져다주는 용기"를 선택했습니다. 이 주제는 학생들의 일상생활과 관련이 있으며 비교적 일반적인 개념입니다. 이것은 어느 정도 개별 지식 보유량의 영향을 피하고 설계 결과의 편차를 경험할 수 있습니다. 동시에, 인지적 고착을 피하기 위해 참여자들은 구체적인 예나 이미지를 사용하지 않고 텍스트를 통해 주제에 제한을 두었습니다. 텍스트 개념화 단계에서 참가자들은 자신의 모국어로 주제에 대한 아이디어를 작성하고 그리드가 있는 A4 용지에 기록해야 했습니다. 그 후 그들은 손으로 그린 ​​표현의 형태로 테마의 프로토타입을 생성해야 했으며, 이 역시 그리드가 있는 A4 용지에 기록되었습니다. 마지막으로 참가자들은 처음 두 단계에서 가장 창의적인 계획을 선택하고 수동으로 수정해야 했습니다.

2.2.3. tDCS 부작용 설문지

실험의 안전성을 확보하기 위하여 실험참가자에게 자극을 주는 과정에서 참을 수 없는 감정이 생길 경우 어떠한 결과도 부담하지 않고 언제든지 실험을 종료할 것을 요청할 수 있음을 안내하였다. 또한 가짜 자극을 포함하는 이중 맹검 실험에서는 참가자가 전기 자극을 받고 있는지 여부를 결정할 수 없도록 요구했습니다. 샴-블라인딩 방법의 효과는 양극 자극이나 샴 자극을 받았을 때 피부 감각의 빈도와 강도를 비교하여 측정할 수 있다. 눈가림 효과를 판단하고 실험의 안전성을 확보하기 위해 자극을 받았는지 추측하고 자극 시술 후 4점 리커트 척도를 작성하여 자극의 부작용을 평가하였다. 내용에는 가려움, 따끔거림, 두통 및 피로와 같은 tDCS의 가장 일반적인 부작용 중 일부가 포함되었습니다.

2.3. 실험적 절차

tDCS의 효과는 전기자극이 끝난 후에도 오랫동안 지속될 수 있기 때문에, 실험 참가자들이 장치를 착용하는 데 방해가 되지 않도록 오프라인 모드를 채택했습니다. 우리 실험은 피험자 간 디자인을 가졌습니다. 모든 참가자는 그림 2와 같이 동일한 실험 절차를 경험했습니다.. 우리 실험의 변수는 일종의 자극(양극 자극 또는 가짜 자극)입니다. 20분 동안 tDCS(또는 가짜 자극)를 받은 후 참가자에게 40분 동안 제품 설계 작업을 수행하도록 요청했습니다. 제품 디자인 작업에는 세 단계가 포함되었습니다. 1단계에서는 참가자들에게 모국어를 사용하여 5분 안에 디자인 테마를 구상하도록 요청했습니다. 실험 환경에서 통계를 용이하게 하기 위해 참가자들에게 각 용지에 여러 개의 6.5 × 4.0cm 격자가 인쇄된 A4 용지를 제공했습니다. 그들은 생각을 제한하거나 자기 검열하는 대신 실험 지침을 통해 창의력을 발휘하도록 지시했습니다. 또한 주어진 시간 안에 가능한 한 많은 생각을 적고 각각의 다른 생각을 새로운 상자에 기록해야 했습니다. 단어 개념화 단계가 끝난 후 참가자들에게 새로운 A4 용지를 제공하고 주제에 대해 15분간 프로토타입 발산을 수행하도록 요청했습니다. 이 단계는 주로 시각화를 사용했으며 참여자들이 창의적이고 사고의 한계를 버릴 것을 요구했습니다. 이러한 지시에 따라 그들은 가능한 한 다양한 프로토타입 솔루션을 제안해야 했습니다. 마지막으로 참가자들은 20분 동안 처음 두 단계에서 생성된 디자인 아이디어를 평가하고 가장 창의적이라고 생각하는 아이디어를 선택하여 A4 용지에 마무리하고 주요 기능 구성 요소를 단어로 매핑하고 간략한 디자인을 작성했습니다. 및 작동 지침. 이 단계는 주로 시각화를 사용했으며 참여자들이 창의적이고 사고의 한계를 버릴 것을 요구했습니다. 이러한 지시에 따라 그들은 가능한 한 다양한 프로토타입 솔루션을 제안해야 했습니다. 마지막으로 참가자들은 20분 동안 처음 두 단계에서 생성된 디자인 아이디어를 평가하고 가장 창의적이라고 생각하는 아이디어를 선택하여 A4 용지에 마무리하고 주요 기능 구성 요소를 단어로 매핑하고 간략한 디자인을 작성했습니다. 및 작동 지침. 이 단계는 주로 시각화를 사용했으며 참여자들이 창의적이고 사고의 한계를 버릴 것을 요구했습니다. 이러한 지시에 따라 그들은 가능한 한 다양한 프로토타입 솔루션을 제안해야 했습니다. 마지막으로 참가자들은 20분 동안 처음 두 단계에서 생성된 디자인 아이디어를 평가하고 가장 창의적이라고 생각하는 아이디어를 선택하여 A4 용지에 마무리하고 주요 기능 구성 요소를 단어로 매핑하고 간략한 디자인을 작성했습니다. 및 작동 지침.

그림 2. 실험 절차 생략

2.4. 측정

2.4.1. 창의성 점수

기존 연구에서는 창의성에 대한 질적 연구는 영역특정적으로 이루어져야 한다고 제시하였다. 제품 디자인에서 초기 단계 아이디어 생성을 평가하기 위한 표준 방법은 현재 부족합니다. 따라서 Torrance 테스트를 참조합니다. 유창성, 독창성, 정교함, 유연성이라는 네 가지 지표는 일반적으로 아이디어의 수, 개념의 참신성, 세부 수준 및 아이디어의 다양성을 평가하는 데 사용됩니다. 본 실험은 디자인 과정을 여러 단계로 나누었기 때문에 초기 디자인 단계의 아이디어 생성 단계(텍스트 발산 및 스케치 발산 포함)에서 참가자가 발산적 사고를 통해 가능한 많은 아이디어를 생성하는 것이 주요 요구 사항이므로, 독창성과 정교함은 고려되지 않았습니다. 융통성에 관해서는 테스트 아이디어의 다양성에 관해서는 초기 디자이너의 생각의 차이가 일반적으로 불확실하고 모호하기 때문에 카테고리를 명확하게 구분하기 어렵습니다. 따라서 이 지표도 제외되었습니다. 따라서 유창성은 디자인 초기 단계에서 창의성을 평가하는 객관적인 지표로 사용됩니다. 유창성은 주어진 기간 내에 생성된 아이디어의 수를 말하며 일반적으로 창의적인 사람이 더 많은 아이디어를 생성하는 것으로 간주됩니다. 설계 출력 단계에서는 참여자들이 제공한 최종 솔루션 을 Moss metric을 사용하여 평가했는데, 이는 주로 창의적인 제품을 평가하는 데 사용되며 지금도 널리 사용되고 있다. Moss 메트릭은 참신함과 유용성이라는 두 가지 요소의 조합을 사용하여 제품의 창의성을 계산합니다. 참신함은 창의성의 기초입니다. 그러나 유용성이 없는 참신함은 비눗방울로 만든 금고와 같은 쓸모없는 제품을 소개할 것입니다. 따라서 창의성을 평가할 때 참신성과 유용성이라는 두 가지 지표를 동시에 고려해야 한다. 유용성은 제품의 기능적 요구 사항이 표준 또는 강사의 솔루션을 충족하는 정도를 비교하여 결정됩니다. 표준 솔루션은 제품 품질을 보장하면서 기본 기능을 충족하는 솔루션을 말합니다. 솔루션이 기능 수준에서 얼마나 성공적인지에 따라 가능한 값은 다음과 같이 0에서 3까지 다양합니다. 0, 기본 기능을 충족하지 않습니다. 1, 기본 기능만 완료합니다. 2, 강사 솔루션의 품질 수준에 도달합니다. 3, 솔루션은 표준 솔루션보다 기능적으로 우수합니다. 참신함은 그러한 솔루션이 동종 솔루션 세트에서 발생하는 역 확률에 의해 결정됩니다. 솔루션은 개념의 빈도에 따라 0에서 3 사이로 점수가 매겨졌습니다. 0, 매우 일반적인 솔루션(유사한 개념의 >10%); 1, 공통 솔루션([10%, 5%]); 2, 일반적이지 않은 솔루션( 5%); 3, 매우 드물거나 독창적인 개념(1%). 마지막으로 디자인 제안의 창의성 정도는 참신성과 유용성 점수를 곱하여 계산하였다. 이 측정 모드에서 최종 솔루션의 창의성 점수는 0에서 9 사이였습니다. Runco의 창의성 검토에 따르면 창의적인 제품은 독창적이고 실용적이어야 합니다(새롭고 유용함). 창의성 연구 Moss 미터법에서는 참신함이 부족하거나 기능 요구 사항을 충족하지 않는 것과 상관없이 결과는 "창의성 없음"이며 위에서 언급한 창의성 분야의 합의와 일치합니다.

앞서 언급한 평가 방법에 따라 공감 평가 기술을 이용하여 산업디자인학 박사 2명과 대학원 3학년 생 1명(여 2명, 남 1명)을 초빙하여 독립적으로 결과를 평가하였다. 평가자는 전문 분야의 절대적인 기준이 아니라 테스트된 모든 솔루션의 상대적인 기준을 기반으로 평가가 이루어지도록 채점하기 전에 모든 솔루션을 읽고 전체 수준에 대한 일반적인 이해를 얻어야 했습니다. 동시에 특정 차원에 대한 심사위원의 주관적 기준의 일관성을 보장하고 서로 다른 차원 간의 분리를 보장하기 위해 유용성과 같은 다음 차원을 평가하기 전에 참신성과 같은 한 차원에서 모든 제안을 평가해야 했습니다. 모든 평가자는 개입 유형을 보지 못했습니다.

2.4.2. 통계 분석

모든 통계 분석은 SPSS 버전 25(IBM, Armonk, NY, USA)를 사용하여 수행되었습니다. 분산 분석(ANOVA)을 사용하여 실험군과 대조군의 창의성 및 하위 변수와 기본 정보(연령, 교육 기간, 성별, 수면 시간, 취한 각성제 수 포함) 간의 유의미한 차이를 테스트했습니다. , 및 에딘버러 손 재고). p < 0.05 이면 변수 간에 유의미한 차이가 있음을 나타냅니다. 참가자가 보고한 이상반응의 경우 Kruskal-Wallis 계산을 사용하여 그룹 간의 차이를 조사했습니다.

 

3. 결과

tDCS 자극(항문 자극 또는 가짜 자극)을 받은 후, 참가자들은 디자인 과정에 따라 디자인 테마에 대한 제품 디자인 계획을 완성했습니다. 출력 예는 그림 3에 나와 있습니다. 그림 3 생략

3.1. 기본 정보 결과

참가자가 보고한 기본 정보는 표 1에 나와 있습니다. 분석 결과 변수 간에 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났습니다( p > 0.05). 더욱이 참여자는 가짜 자극과 양극 자극 동안의 차이를 인식할 수 없습니다.

3.2. tDCS 부작용 설문지 결과(생략)

3.3. 창의성 점수

단변량 ANOVA의 결과는 표 3(생략)에 나와 있습니다. 텍스트 유창성( F (1, 34) = 0.19, p = 0.663, ŋ p 2 = 0.006)과 프로토타입 유창성( F (1, 34) = 1.39, p = 0.247, ŋ p 2 ) 사이에는 유의한 차이가 없었습니다.= 0.039) 단어 개념화를 위해 자연어를 사용하는 단계와 원형 생성을 위해 그래픽적 사고를 사용하는 단계에서 양극 자극 그룹과 가짜 자극 그룹의 참가자들에게. 이것은 올바른 DLPFC의 활성화가 사고 유창성에 큰 영향을 미치지 않는다는 것을 나타냅니다. 최종 제안서 출력 단계에서 전문가들은 최종 프로그램의 유용성과 참신성을 합의하여 평가한 결과, 양극 자극군에서 작품의 유용성 점수( M = 1.56, SD = 0.49)가 가짜 자극 그룹( M = 1.06, SD = 0.60), ( F (1, 34) = 7.63, p = 0.009, ŋp 2 = 0.183), 작업의 참신성에 큰 영향을 미치지 않았습니다( F (1, 34) = 0.03, p = 0.870, ŋ p 2 = 0.001). Moss measure에 따르면 scheme의 최종 창의성은 유용성과 참신성을 곱하여 얻어졌으며, 그 결과 anodal 자극 그룹의 최종 제품 디자인의 창의성이 sham 자극 그룹보다 유의하게 높았다(F( F ( 1, 34) = 5.70, p = 0.023, ŋ p 2 = 0.144).

 

4. 토론

이 연구는 두 가지 주요 목적을 가지고 있습니다. 첫째, 올바른 DLPFC가 창의성에 미치는 영향 간의 관계를 확인합니다. 둘째, tDCS 자극을 통해 실제 창의성 수행에 영향을 미칠 가능성을 탐색합니다.

4.1. 올바른 DLPFC가 창의성에 미치는 영향 간의 관계

tDCS와 창의성의 관계에 대한 최근 연구에서는 왼쪽 DLPFC가 언어 추론과 관련된 창의적 수행과 일관되게 연결되어 있음을 지속적으로 발견했으며, 이는 언어 추론 중 창의적 사고 과정에서 왼쪽 DLPFC의 중요한 역할을 입증합니다. 그러나 창의적 사고에서 올바른 DLPFC의 역할에 대한 연구는 부족합니다. 이전 연구에서는 이러한 양극 여기 효과가 모든 tDCS 연구에서 관찰되지 않았으며 그 효과는 실험 작업과 관련이 있을 수 있음을 발견했습니다. 이전 연구에서는 운동 영역과 관련된 연구에서 양극 여기 효과가 더 분명하다는 것을 발견했습니다. 반면, 인지 연구와 관련된 대부분의 경우 대상 피질 영역의 양극 자극만이 기능의 증가를 일으켰습니다. 반대로, 같은 부위의 음극 자극은 약하거나 없었습니다. 이는 보상 프로세스의 존재를 반영하는 풍부한 뇌 네트워크에 의해 지원되는 인지 기능 때문일 수 있습니다. 올바른 DLPFC에 초점을 맞추는 동안 올바른 DLPFC에 대한 tDCS의 상당한 영향을 보고하는 연구는 보다 생태적이고 현실적인 실험 설정 또는 작업을 사용하는 경향이 있음을 발견했습니다. 스트레스가 많은 상황에서 올바른 DLPFC의 양극 자극은 스트레스로 인한 창의적 차단을 완화할 수 있습니다. 임시변통 작업에서 올바른 DLPFC의 양극 자극은 초보자의 창의적인 수행을 촉진하는 것으로 나타났습니다. 

문제가 익숙하고 잘 구조화되면 왼쪽 전두엽 피질이 일반적으로 활성화됩니다. 대조적으로 익숙하지 않거나 잘못 구조화된 문제에 직면했을 때 올바른 DLPFC가 일반적으로 활성화됩니다. 전자는 구두 추론에 의해 지배될 수 있는 반면 후자는 공간/시각 처리를 포함합니다. 그러나 우리의 실험 결과는 제품 설계와 같이 시각적/공간적 정보 처리가 필요한 비구조화된 실제 문제 해결 작업에서 올바른 DLPFC의 tDCS 자극이 최종 솔루션의 창의성을 크게 향상시킨다는 것을 보여줍니다. 아이디어화 초기 단계의 단순 텍스트 개념화 단계와 비교하여 특정 과제 단계에서 생성된 콘텐츠는 최종 디자인 완성 단계에서만 올바른 DLPFC의 자극 효과가 유의하게 나타나는 것으로 선행 연구와 일치한다. 따라서 우리는 올바른 DLPFC의 활성화가 실제 문제를 해결할 때 더 나은 창의적 성능을 촉진할 수 있다고 믿습니다. 이 결과는 인지 제어 및 작업 기억에서의 역할과 관련이 있을 수 있습니다. 창의성 생성의 구체적인 단계와 관련하여 책 표지 디자인 작업에서 아이디어 생성 및 평가 단계에서 뇌 영역의 활성화가 fMRI의 결과로 보고된 연구. 우리의 연구 결과는 이러한 발견을 확인시켜 줍니다. 2개의 프로세스가 포함된 설계 작업 단계에서 tDCS에 의한 올바른 DLPFC의 양극 자극은 아이디어 생성 단계에서 작업 결과(단어 아이디어, 프로토타입 생성)에 큰 영향을 미치지 않았습니다. 대조적으로, 최종 제안 단계에서 tDCS의 양극 자극은 솔루션의 유용성을 크게 증가시켰습니다. 참신함과 유용성은 창의적인 제품의 고유한 속성이므로 후자의 증가는 참신함을 손상시키지 않으면서 솔루션의 창의성을 크게 증가시킵니다. 현재 연구와 다른 유사한 연구의 차이점은 표 4에 나와 있습니다.(표 4 생략)

4.2. tDCS 자극을 통해 실제 창의성 성능에 영향을 미칠 가능성

왼쪽 전두엽 피질과 창의성 사이의 관계에 대한 실험에서 양극 자극은 참가자의 반응의 적절성을 증가시키고 참신함을 감소시켰는데, 이는 인지 제어가 창의성에 미치는 영향을 나타낼 수 있다고 생각합니다. 실험에서도 비슷한 경향이 관찰되었습니다. 실험에서 오른쪽 DLPFC의 양극 자극은 최종 결과의 참신함을 약간 감소시켰고 생성된 이전 생각의 수를 감소시켰지만 둘 다 중요하지는 않았습니다. 의적 인지의 다양한 사고 측면과 관련하여 실험 과제에서 아이디어 생성의 초기 단계는 주로 발산적 사고를 포함하고, 아이디어를 평가하고 정제하는 후기 과정에는 보다 수렴적 사고의 참여가 필요하며 그 결과는 사용자를 통해 피드백을 받을 수 있습니다. 제품 기능에 만족합니다. 구체적으로 프로토타입 생성 단계에서 디자이너가 발산적 사고를 통해 가능한 많은 솔루션을 만든 후, 다음 단계에서 디자이너는 수렴적 사고를 통해 솔루션 기준에 맞는 최상의 솔루션을 선택하고 이를 구체화합니다. 이 과정에는 분석적 사고와 집중된 주의가 필요합니다. 따라서 우리의 연구 결과는 창의적 사고에서 올바른 DLPFC가 발산적 사고보다 수렴적 사고에서 더 큰 역할을 한다는 것을 시사합니다. 실험실에서의 단순한 발산적 사고 테스트보다 사람들의 창의성을 평가하는 더 생태학적으로 타당한 방법은 실제 창의적 성취에 대해 질문하는 것입니다.

4.3. 기여 및 제한 사항

실제로 창의적인 성취의 이유는 종종 매우 복잡합니다. 창의적 사고뿐만 아니라 성격, 기회, 자원 및 환경과도 관련이 있습니다. 이러한 변수는 창의성 평가의 정확성을 방해하여 인지신경과 창의적 사고 간의 인과관계를 규명하기 어렵게 만든다. 따라서 우리의 실험은 tDCS를 단순화되고 잘 흐르고 실용적인 디자인 작업과 결합하여 디자인 단계 전환을 통해 창의적 사고 모드를 차별화했습니다. 창의성의 생태적 타당성을 보장할 뿐만 아니라 관련 없는 변수의 간섭을 어느 정도 피하여 현실의 창의적 활동에서 특정 뇌 영역의 역할을 더 잘 탐색할 수 있다. 동시에, 리의 실험에서는 장기 신경 조절 없이 단면 연구를 사용했습니다. 향후 연구는 장기적인 신경 조절과 참가자의 정신 건강에 미치는 영향을 허용하기 위해 tDCS의 여러 세션을 포함하는 연구를 설계하고 동시에 윤리적 문제를 고려해야 한다고 제안됩니다. 또한 발견된 개선 또는 악화가 시간이 지남에 따라 지속되는 정도를 평가하는 것이 중요합니다. 또한 일부 연구자들은 창의적인 디자인 프로세스에서 프로토타입 생성 단계에서 더 다양한 사고가 있다고 생각합니다. 그러나 다른 단계에서는 발산적 사고와 수렴적 사고가 모두 있을 수 있습니다. 또한 본 연구에서는 실험 과제의 텍스트 및 프로토타입 단계의 결과에 대해 유창성만을 평가하여 이 단계에서 참가자의 창의적 사고를 충분히 반영하지 못할 수 있습니다. 향후 실험에서는 콘텐츠의 이 부분에 대해 표준화된 코딩 분석을 수행하고 이전 아이디어의 유창성을 제외한 다른 속성을 추가로 연구하기 위해 다른 방법을 고려할 수 있습니다.

이 과제는 참여자들이 디자인적 사고와 프로세스에 대한 교육을 받아야 하고 핸드페인팅 기술에 대한 전문적인 요구 사항을 포함하고 있기 때문에 디자인을 전공하는 학생들만 모집했습니다. 이는 실제 창의성 분야에서 창의성 연구를 적용하기 위한 특정 참고 자료를 제공합니다. 향후 연구는 표본 크기를 늘리고 표준화된 모집단을 평가하는 것이 제안되는데, 이는 결과에 대한 보다 일반화 가능한 이해를 제공할 것이기 때문입니다. 또한 선택된 샘플은 평균 연령이 21세로 매우 젊고 나이가 많은 인구에 따라 결과가 크게 다를 수 있습니다. 이전 연구에 따르면 노인과 젊은이의 창의성 성능이 다른 것으로 나타났는데, 이는 아마도 노인이 더 많은 경험과 지식을 가지고 있기 때문일 수 있습니다. 따라서 나이가 연구 결과에 미치는 영향을 고려하고 향후 연구를 위해 이러한 결과가 미치는 영향에 대해 논의하는 것이 중요할 것입니다. 마지막으로 본 연구의 참여자들이 건강하고 기분 상태에서 병리 없이 균형 잡힌 뇌 활동을 하고 있기 때문에 상태와 같은 변수의 제어를 고려할 가치가 있습니다. 그러나 DLPFC에 대한 tDCS의 기분 효과 결과는 여전히 복잡합니다. 연구의 이러한 측면은 추가 탐색 및 분석을 통해 도움이 될 수 있습니다.

 

5. 결론

이 연구는 tDCS로 올바른 DLPFC를 활성화하면 발산적 사고가 아닌 수렴적 사고를 촉진하여 개인의 창의적 활동 성과를 향상시킬 수 있음을 보여줍니다. 또한 뇌의 오른쪽 반구가 시공간 정보의 참여가 필요한 복잡한 문제를 해결하는 데 유리하다는 증거를 제공합니다. 올바른 DLPFC에 대한 tDCS의 긍정적인 효과는 발산적 사고가 주로 사용되는 초기 설계 단계에서는 분명하지 않습니다. 하지만 수렴적 사고의 참여가 필요한 계획 구체화 단계에서 중요한 역할을 합니다. 그러나 오른쪽 DLPFC 뇌 영역의 창의성에 영향을 미치는 tDCS의 능력은 작업의 특성과 관련이 있습니다. 언어적, 비언어적 실험과제를 이용한 다른 연구에 비해 올바른 DLPFC의 양극 자극은 시공간적 사고가 필요한 설계 작업에서 더 뚜렷한 효과를 보였습니다. 이러한 결론이 tDCS를 기반으로 한 올바른 DLPFC의 기능과 창의성에 대한 추가 연구에 유용한 이론을 제공하고 향후 tDCS 기술의 개발 및 적용을 위한 참고 자료를 제공하기를 바랍니다.