Chapter 12. The literate brain

85분 분량

Overview

  • 연구 배경: 읽기와 쓰기는 약 5,000년 전에 등장한 문화적 발명으로, 진화적으로 전용 신경 구조가 발달하기에는 시간이 너무 짧다(Ellis, 1993). 따라서 문해(literacy)는 개체발생적(ontogenetic) 학습의 산물이며, 시각 인식·음운 조작·기억 같은 더 오래된 인지 시스템을 재활용해 작동한다.
  • 핵심 방법론:
    • 어휘 결정(lexical decision), 단어 우월 효과(word superiority effect), 동음이의어 점화 같은 행동 패러다임으로 시각 단어 인식의 구조를 분석한다.
    • 시각 단어 형태 영역(visual word form area, VWFA) — 좌측 중간 방추회(mid-fusiform gyrus) — 의 반응 특성을 fMRI와 두개내 EEG로 측정한다.
    • 후천성 난독증(pure alexia, surface/phonological/deep dyslexia)과 후천성 이서증(dysgraphia) 환자 사례로 이중경로 모형(dual-route model)을 검증한다.
  • 주요 기여:
    • 단어를 소리내어 읽는 데 두 경로 — 자소-음소 변환(grapheme–phoneme conversion)과 어휘-의미 경로(lexical–semantic route) — 가 병렬로 작동한다는 모형을 제시한다.
    • VWFA가 좌측 편재화되는 이유는 시각 자체가 아니라 좌반구 언어 시스템과의 연결 필요성에서 비롯됨을 보여준다(Dehaene et al., 2010).
    • 쓰기는 읽기와 상당 부분 인지 자원을 공유하지만, 그래픽 버퍼(graphemic buffer)와 운동 표상(graph) 단계에서 독자적 구성요소를 갖는다.
  • 실험 결과:
    • 단어 길이는 시각 단어 인식 시간에 거의 영향을 주지 않는다(Cattell, 1886). 즉 글자가 병렬로 처리된다.
    • VWFA는 자극 제시 후 약 150–200 ms에 활성화되며(Bentin et al., 1999), 중간 방추 피질에서는 약 200 ms에 단어/유사단어가 자음 문자열과 구분된다(Mainy et al., 2008).
    • 의미 치매(semantic dementia) 환자에서 빈도 × 규칙성 상호작용이 관찰된다: 저빈도 불규칙어(예: yacht)의 정확도가 가장 낮다.
  • 의의 및 한계:
    • 이중경로 모형은 영어(opaque), 이탈리아어(transparent), 한자/일본어 가나·간지 등 다양한 표기 체계에 적용되며, 표기 깊이에 따라 각 경로의 가중치만 달라진다.
    • 그러나 좌하전두피질(Broca 영역)의 역할이 자소-음소 변환인지 의미 인출인지 여전히 논쟁 중이며, 각 경로의 정확한 계산 과정은 아직 완전히 규명되지 않았다.

📋 목차

대단원 구조

  1. Chapter 12 The literate brain — 문해의 문화적 기원, 개체발생 대 계통발생, 쓰기 체계의 다양성
  2. Visual Word Recognition — 시각 단어 인식의 인지 메커니즘, 시각 어휘집(visual lexicon), VWFA
  3. Reading Aloud Routes from Spelling to Sound — 음운 매개(phonological mediation), 이중경로 모형
  4. Spelling and Writing — 철자와 쓰기의 모형, 그래픽 버퍼
  5. Does Spelling use the Same Mechanisms as Reading — 읽기와 쓰기의 공유 자원
  6. Summary and Key Points of the Chapter — 요약 및 핵심 포인트

Chapter 12 The literate brain

Summary

문해는 본질적으로 문화적 발명으로, 약 5,000년 전 메소포타미아에서 처음 등장했다. 말하기와 달리 읽고 쓰는 능력은 정규 교육이 필요하고, 보편적 문해는 서구 사회에서도 지난 150년에 걸쳐 비로소 달성되었다(UN Human Development Report, 2011). 따라서 뇌가 문해에 전용 신경 구조를 가진다면 그것은 계통발생적(phylogenetic) 진화의 산물이 아니라 개체발생적(ontogenetic) 학습의 결과이다(Ellis, 1993). 본 장은 숙련된 성인의 읽기와 쓰기가 시각 인식·음성 언어 등 기존 인지 영역과 어떻게 관계되는지, 그리고 후천성 장애 사례가 이러한 구조에 대해 무엇을 알려주는지 다룬다.

The ability to read and write is essentially a cultural invention, albeit one of enormous significance. It enables humans to exchange ideas without face-to-face contact and results in a permanent record for posterity. Literacy, unlike speaking, requires a considerable amount of formal tuition. As such, literacy provides cognitive neuroscience with an interesting example of an “expert system.” Learning to read and write may involve the construction of a dedicated neural and cognitive architecture in the brain. But this is likely to be derived from a core set of other skills that have developed over the course of evolution. These skills include visual recognition, manipulation of sounds, and learning and memory. However, it is inconceivable that we have evolved neural structures specifically for literacy (Ellis, 1993).

쓰기는 본래 그림 표현(pictorial representation)에서 출발했다. 그림이 더 이상 사물 자체를 묘사하지 않고 언어 단위(단어·음소·형태소)를 나타내기 시작할 때 진정한 문자 체계가 된다. 이집트 상형문자는 친숙한 사물(새, 손) 형상을 사용하지만 실제로는 단어의 소리를 나타내므로 진정한 문자 체계로 간주된다. 가장 오래된 문자 체계는 기원전 4,000–3,000년 사이 오늘날의 이라크 남부에서 하나의 단어가 하나의 기호(one-word–one-symbol)에 대응하는 원리로 등장했고, 이러한 체계를 표어문자(logographic)라 부른다. 현대 중국어와 일본어 한자(Kanji)가 이에 해당한다.

다른 문자 체계는 단어의 소리를 표상한다. 일본어 가나(Kana)와 고대 페니키아 문자는 음절을 기호로 나타낸다. 알파벳은 글자와 음소(phoneme)의 대응에 기반하며, 모든 현대 알파벳은 페니키아인의 것에서 유래한다. 그리스인은 약 기원전 600년경 쓰기 방향을 좌→우로 뒤집었다.

문자 체계는 두 축으로 분류된다 — (1) 표상 단위 크기(음소·음절·단어), (2) 철자와 소리의 규칙성. 영어와 프랑스어처럼 자소-음소 대응이 불규칙한 체계를 불투명(opaque) 표기, 이탈리아어와 스페인어처럼 완전히 규칙적인 체계를 투명(transparent) 표기라 한다. 영어의 불규칙성 중 일부는 의도적이다 — CATS와 DOGS는 복수 형태소를, PLAYED와 WALKED는 과거 형태소를 보존하기 위해 일관된 철자를 유지한다. 그러나 KNIFE와 SHOULD의 묵음 K·L은 17세기까지 실제로 발음되었던 역사적 흔적이고, DEBT의 B는 라틴어 debitum에 맞추려 한 16세기 철자 개혁가들의 산물이다(Scragg, 1974).

Key Terms

Logographs

Written languages based on the one-word–one-symbol principle.

**표어문자(Logographs)**는 하나의 기호가 하나의 단어를 표상하는 문자 체계이다. 가장 오래된 쓰기 체계인 수메르 설형문자가 이에 해당하며, 현대 중국어와 일본어 한자도 같은 원리에 기반한다. 표어문자는 알파벳과 달리 글자 단위가 의미와 발음을 동시에 함축할 수 있다.

Kanji

A Japanese writing system based on the logographic principle.

**한자(Kanji)**는 일본어에서 표어문자 원리에 기반한 표기 체계로, 중국어 한자에서 차용되었다. 하나의 문자가 하나의 단어(또는 형태소)에 대응하며, 일본어 가나(Kana)와 함께 혼용된다. 후천성 표면 난독증 연구에서 한자 부분의 발음 일관성이 단어 읽기에 영향을 미친다는 사실이 보고되었다(Fushimi et al., 2003).

Kana

A Japanese writing system in which each character denotes a syllable.

**가나(Kana)**는 일본어의 음절 문자 체계로, 한 글자가 한 음절을 표상한다. 한자와 달리 글자–소리 대응이 규칙적이어서 투명 표기에 가깝다. 동일한 일본어 화자가 한자와 가나를 함께 사용한다는 점에서 동일 뇌가 서로 다른 종류의 문자 체계를 어떻게 처리하는지 자연 실험의 장이 된다.

Grapheme

The smallest meaningful unit of written language.

**자소(Grapheme)**는 음성 언어의 음소(phoneme)에 대응되는 쓰기 언어의 최소 의미 단위이다. 영어처럼 한 음소가 여러 글자로 표기될 수 있는 경우(예: THUMB의 TH, U, MB), 자소는 단일 글자보다 큰 글자 다발을 가리키기도 한다(Henderson, 1985). 자소–음소 대응이 규칙적이면 투명 표기, 불규칙하면 불투명 표기이다.

Opaque orthography

A system of written language with an irregular (or semi-regular) correspondence between phonemes and graphemes.

**불투명 표기(Opaque orthography)**는 자소와 음소의 대응이 불규칙한 표기 체계로, 영어와 프랑스어가 대표적이다. 같은 발음이 여러 철자로 적힐 수 있어(예: COMB, HOME, ROAM의 /oʊ/) 읽기 학습 부담이 크다. 이중경로 모형의 어휘-의미 경로가 필수적인 이유는 yacht 같은 불규칙어를 자소-음소 변환만으로는 정확히 읽을 수 없기 때문이다.

Transparent orthography

A system of written language with a regular correspondence between phonemes and graphemes.

**투명 표기(Transparent orthography)**는 자소-음소 대응이 완전히 규칙적인 체계로, 이탈리아어와 스페인어가 그 예이다. 이론적으로는 자소-음소 변환 경로만으로 읽기가 가능하지만, 실제로는 이탈리아어에서도 단어 빈도 × 규칙성 상호작용이 관찰되어(Burani et al., 2006) 어휘-의미 경로 또한 사용됨이 시사된다.

📊 그림 설명

발리어·키릴 문자·에트루리아 문자·일본어 한자/가타카나·한글·마야 문자·신할라어 등 다양한 문자 체계의 시각적 사례를 보여준다. 같은 인간 인지가 형태적으로 매우 이질적인 기호 집합을 모두 읽기 자료로 처리할 수 있음을 시사하며, 문해가 문화적 발명이라는 본 장의 핵심 주장을 뒷받침한다.

📊 그림 설명

문자 체계를 두 축으로 분류한 도식이다(Dehaene, 2010, p. 117에서 인용). 세로축은 표상 단위 크기(단어 ↔ 음절 ↔ 음소), 가로축은 자소–음소 대응의 규칙성(투명 ↔ 불투명)이다. 중국어와 일본어 한자가 단어 단위 표상이며, 일본어 가나·인도 데바나가리는 음절 단위, 이탈리아어·독일어·프랑스어·영어는 음소 단위이지만 영어가 가장 불투명하다.

Visual Word Recognition

Summary

시각 단어 인식은 글자 길이에 거의 영향을 받지 않고 병렬적으로 일어난다(Cattell, 1886). 짧은 단어와 긴 단어의 인식 시간은 거의 같으며, 이는 시각 단어 인식이 음성 단어 인식과 본질적으로 다른 메커니즘을 사용함을 시사한다. 시각 입력은 즉시 모두 가용한 반면, 음성 입력은 시간에 걸쳐 점진적으로 드러난다. 단어 우월 효과(word superiority effect)에 따르면 단일 글자(R)는 단어(CARPET) 안에서 더 빨리 탐지되며, 이는 단어 수준 표상이 글자 인식을 하향적으로 돕는다는 증거다.

One of the earliest findings in the study of visual word recognition was the fact that there is little processing cost, in terms of reaction times, for recognizing long relative to short words (Cattell, 1886). This suggests a key principle in visual word recognition — namely, that the letter strings are processed in parallel rather than serially one by one. Recognizing printed words is thus likely to employ different kinds of mechanisms from recognizing spoken words. All the information for visual word recognition is instantly available to the reader and remains so over time, whereas in spoken word recognition the information is revealed piecemeal and must be integrated over time.

시각 단어 인식이 부분의 합 이상임을 보여주는 증거는 단어 우월 효과이다. 단일 글자 R을 짧게 제시했을 때, 그것이 단어(CARPET) 안에 있을 때, 또는 언어의 조합 규칙을 따르는 무의미 문자열(HARPOT) 안에 있을 때가, 임의 문자열(CTRPAE) 또는 단독 글자보다 탐지 성능이 좋다(Carr et al., 1979; Reicher, 1969). 두개내 EEG 기록에 따르면 단어와 단어 유사 자극은 약 200 ms 무렵 중간 방추 피질에서 자음 문자열과 구분되며(Mainy et al., 2008), 두피 EEG에서는 SOSSAGE 대 SAUSAGE 같은 친숙 패턴이 약 100 ms에, 단어 대 비단어 구분이 약 200 ms에 나타난다(Hauk et al., 2006). 후자의 후기 효과는 EEG 발생원이 시각 영역이 아닌 언어 영역에 있어, 의미 시스템에서 내려오는 하향식 활성화로 해석되었다.

읽기 모형이 가정하는 핵심 구성요소는 시각 어휘집(visual lexicon, 또는 철자 어휘집)이다. 어휘 결정(lexical decision) 과제 — 글자 문자열이 단어인지 아닌지 양자택일 판단 — 가 이 표상에 접근하는 데 사용된다. 알려진 단어와 닮지 않은 비단어(예: BRINJ)는 닮은 비단어(BRINGE)보다 더 빨리 거부된다(Coltheart et al., 1977). Meyer와 Schvaneveldt(1971)는 의미적으로 관련된 단어 쌍(BREAD–BUTTER)이 무관 쌍(DOCTOR–BUTTER)보다 빨리 응답된다고 보고했지만, Shelton과 Martin(1992)은 이 효과가 어휘-어휘 연합(association)에 의한 것이지 진정한 상향식 의미 영향이 아닐 수 있다고 주장했다. 즉, BREAD는 BUTTER를 떠올리게 하지만 의미적으로 동등하게 가까운 CAKE는 떠올리지 못한다.

Key Terms

Word superiority effect

It is easier to detect the presence of a single letter presented briefly if the letter is presented in the context of a word.

**단어 우월 효과(Word superiority effect)**는 단일 글자가 단어 맥락에서 제시될 때 더 잘 탐지되는 현상으로, 글자보다 큰 단위(글자 군집·단어)의 표상이 글자 인식에 하향적으로 영향을 미친다는 증거이다(Carr et al., 1979; Reicher, 1969). 임의 문자열보다 언어 규칙을 따르는 비단어에서도 효과가 나타나는데, 이는 친숙한 글자 패턴 자체가 효과의 원천임을 시사한다.

Lexical decision

A two-way forced choice judgment about whether a letter string (or phoneme string) is a word or not.

어휘 결정(Lexical decision) 과제는 글자 문자열이 단어인지 아닌지 판단하는 양자택일 과제이다. 시각 어휘집 접근의 표준 지표로 쓰이지만, 의미 점화·동음이의어 효과 등이 함께 관찰되기 때문에 순수한 어휘 접근 측정치인지에 대해 논쟁이 있다(Chumbley & Balota, 1984; Norris, 1986).

Visual lexicon

A store of the structure of known written words.

시각 어휘집(Visual lexicon) — 철자 어휘집(orthographic lexicon)이라고도 부른다 — 은 알려진 모든 단어의 철자 구조를 저장하는 가설적 기억소이다. 어휘 결정 과제에서 BRINJ보다 BRINGE를 거부하기 어려운 이유는 후자가 어휘집의 항목들과 더 유사하기 때문이다. 시각 단어 형태 영역(VWFA)이 이 어휘집의 신경 기반인지에 대해서는 여전히 논쟁이 있다.

📊 그림 설명

시각 단어 인식의 기본 모형을 보여주는 도식이다. 입력은 시각 특징 탐지 → 글자 인식 → 시각 단어 인식 → 의미(semantics) 단계로 상향 진행되지만, 각 단계에는 상위 단계의 하향식 영향이 작용한다. 가려진 글자가 단어 맥락(CARPET)에서 복원되거나, 모호한 자소(THE CAT의 가운데 H/A)가 문맥에서 해석되는 현상이 그 예시이다. 어휘 결정에 대한 의미 영향은 진정한 하향식이 아닌 어휘 접근 이후의 결정 단계에서 발생할 수 있다는 점도 함께 표시되어 있다.

The visual word form area

Summary

**시각 단어 형태 영역(visual word form area, VWFA)**은 좌측 중간 후두측두회(또는 방추회)에 위치하며, 단어와 단어 유사 자극에 다른 시각 객체보다 더 강하게 반응한다(Dehaene & Cohen, 2011; Petersen et al., 1990). 의미 없는 글자 모양 자극은 이 영역을 활성화시키지 않고, 대문자/소문자 사이의 반복 점화(예: a → A) 효과가 시각적으로 유사한 e → A보다 크다(Dehaene et al., 2001). 자극 시작 후 150–200 ms에 활성화가 일어나며(Bentin et al., 1999), 잠재의식적으로 제시된 단어도 이 영역을 활성화시킨다. 흥미롭게도 선천적 시각장애인이 점자(Braille)를 읽을 때도 좌측 VWFA가 활성화되어(Reich et al., 2011), 이 영역이 엄격히 시각적인 것이 아니라 언어 시스템과의 연결을 통해 형성된 다중모드 영역임을 시사한다.

A number of functional imaging studies have been reported that argue in favor of a so-called visual word form area, VWFA (Dehaene & Cohen, 2011; Petersen et al., 1990). This area is located in the left mid occipitotemporal gyrus (also called fusiform gyrus). Meaningless shapes that are letter-like do not activate the region. This suggests that the neurons have become tuned to the visual properties of known letters and common letter patterns (Cohen et al., 2002). This particular region of the brain lies along the visual ventral stream, and neurons in this region are known to respond to particular visual features (e.g. shapes, junctions) and have large receptive fields.

VWFA의 좌편재화는 시각 자체의 특성이 아니라 좌반구 언어 시스템과의 긴밀한 연결 필요성에서 비롯된 것으로 보인다. Dehaene 등(2010)은 fMRI로 비문해자, 아동기 문해 습득자, 성인기 문해 습득자 세 집단을 비교했다. 문해 능력은 좌측 VWFA 활성과 정적으로 상관했고, 문해는 이 영역의 얼굴 반응을 줄이는 경향이 있었다(얼굴 반응은 우반구로 이동). 같은 양상은 문해를 아동기에 습득했든 성인기에 습득했든 동일하게 나타났다. 또한 왼손잡이에서 VWFA의 편재화는 전두엽 언어 영역의 편재화와 상관한다(Van der Haegen et al., 2012). 즉, 시각적 메커니즘의 발달이 본질적으로 비시각적 영향에 의해 좌우되는 것이다.

VWFA가 단어 단위의 시각 어휘집(즉, 알려진 단어의 저장소)을 구현하는지에 대해서는 논쟁이 있다. 이 영역은 일반적 글자 패턴을 따르는 비단어에도 반응하기 때문에, Coltheart(2004a)는 비단어 반응이 시각 어휘집 내 검색 실패 과정 자체에서 나올 수 있다고 본다. Dehaene 등(2002)은 처음에 VWFA가 알려진/알려지지 않은 글자 문자열의 전어휘적 표상을 담는다고 주장했고, 이후 형태소·자주 등장하는 부분 문자열·단어 자체 등 다양한 크기의 철자 청크를 포함하도록 개정했다(Dehaene & Cohen, 2011). 실제 단어의 경우 BOLD 활성이 단어 길이와 무관해 단일 청크로 인식되는 듯하지만, 비단어는 그렇지 않다(Schurz et al., 2010). 또한 VWFA는 taxi 대 taksi처럼 발음이 같은 진짜 단어와 가짜 단어를 구분하는데, 이는 단어 기반 활동이 음운적이 아니라 철자적임을 시사한다(Kronbichler et al., 2007).

반대 입장으로 Price와 Devlin(2003, 2011)은 VWFA의 존재가 “신화”라고 주장한다. 이 영역이 시각적 객체나 점자 같은 다른 친숙 자극에도 반응하기 때문이며, 그들은 이 영역이 과제 요구에 따라 시각과 음성 등 다양한 뇌 영역을 연결하는 계산 허브 역할을 한다고 본다. 두 입장은 완전히 양립 불가능한 것은 아니다 — 영역이 특정 자극에 조율되면서 언어 시스템과 양방향으로 상호작용한다고 보면 둘을 통합할 수 있다.

📊 그림 설명

시각 단어 형태 영역(VWFA)이 뇌의 후하측면(좌측 방추회)에 위치함을 보여주는 도해와, 단어 대 자음 문자열의 BOLD 시간 경로 그래프이다(McCandliss et al., 2003 재인용). 좌·우 시야 어느 쪽에 자극이 제시되든 단어가 자음 문자열보다 더 큰 반응을 일으키며, 활성 정점은 자극 시작 후 약 5초경에 나타난다. 즉 VWFA는 시야와 무관하게 단어 자극에 선택적으로 반응한다.

📊 그림 설명

시각 단어 인식의 신경 위계 모형이다(Dehaene et al., 2005). 시상 외측 슬상핵의 국소 명암 대비 탐지부터 시작해 V1의 방향 막대, V2의 국소 윤곽, V4의 글자 모양(대소문자 특정), V8의 추상적 글자 탐지기, 좌후두측두 고랑의 국소 바이그램, 그리고 가장 상위의 작은 단어·빈출 부분 문자열·형태소로 이어진다. 위계 정점에 단어 전체(어휘)가 있는지 흔한 글자 패턴이 있는지는 여전히 논쟁 중이다.

Pure alexia or “letter-by-letter” reading

Summary

**순수 실독증(pure alexia)**은 읽기 시간이 단어 길이에 비례해 증가하는 후천성 난독증이다. 환자가 CAT을 받으면 “C, A, T … cat”처럼 한 글자씩 호명한 뒤 답을 말하고, CARPET처럼 더 긴 단어에는 약 두 배의 시간이 든다. 읽기는 정확하지만 매우 느리고 노력이 필요하며, 쓰기·말하기는 보존된다. 주변 난독증(peripheral dyslexia)의 한 유형으로, 시각 단어 형태가 계산되기 이전 단계가 손상된 경우를 가리킨다(Shallice, 1988). 반면 중심 난독증(central dyslexia)은 시각 단어 형태가 계산된 이후(의미 접근, 말 변환) 단계의 손상이다.

Imagine that a patient comes into a neurological clinic complaining of reading problems. When shown the word CAT, the patient spells the letters out “C,” “A,” “T” before announcing the answer — “cat.” When given the word CARPET, the patient again spells the letters out, taking twice as long overall, before reading the word correctly. While reading is often accurate, it appears far too slow and laborious to be of much help in everyday life. Historically, this was the first type of acquired dyslexia to be documented and it was termed pure alexia to emphasize the fact that reading was compromised without impairment of spelling, writing or verbal language (Dejerine, 1892).

순수 실독증의 정의적 특성은 읽기 시간이 단어 길이에 비례한다는 점이다(비단어에도 동일). 이는 정상적 시각 단어 인식의 병렬 처리가 깨지고 글자가 직렬적으로 처리됨을 시사한다. 환자가 이런 특성을 보이는 이유로 세 가지가 제안되었다:

  1. 보다 기본적인 시각 지각 장애(Farah & Wallace, 1991).
  2. 한 번에 하나 이상의 항목을 지각하는 데 관련된 주의·지각 문제(Kinsbourne & Warrington, 1962a).
  3. 시각 단어 형태 시스템 또는 “시각 어휘집” 내 글자 자극 처리의 특이적 손상(Cohen & Dehaene, 2004; Warrington & Langdon, 1994; Warrington & Shallice, 1980).

순수 시각 장애 설명에는 한계가 있다. 일부 환자는 저수준 시각 결함이 없지만(Warrington & Shallice, 1980), 그럼에도 텍스트의 지각적 왜곡(필기체나 이어 쓴 글씨가 인쇄체보다 어려움)이 읽기를 심하게 방해한다. 다중 객체 동시 지각의 장애가 모든 순수 실독증 환자에게 나타나는 것도 아니다(Kay & Hanley, 1991). 다른 연구에서는 결함이 글자와 단어 처리에 국한된다고 본다 — 예를 들어 일부 환자는 대소문자가 다른 두 글자(E, e)를 같다고 판단하는 데 어려움을 보이지만, 진짜 글자와 가짜 글자, 진짜 글자와 그 거울상은 구분할 수 있다(Miozzo & Caramazza, 1998). 이는 순수히 시각적이지 않은 추상적 철자 지식의 손상을 시사한다.

많은 연구자가 시각 결함과 철자 특이적 결함의 혼합 설명을 채택해, 다양한 단계의 정보 흐름 차단이 병렬 글자 읽기를 멈추고 글자별 전략을 유발한다고 본다(Behrmann et al., 1998; Bowers et al., 1996). 일부 순수 실독증 환자는 의식적으로 읽을 수 없는 단어에 대해서도 어휘 결정이나 의미 분류(동물 대 사물)를 수행할 수 있어(Bowers et al., 1996; Shallice & Saffran, 1986), 부분적·병렬적 글자 처리가 의미·어휘 표상에 접근은 가능하지만 의식적 단어 인식에는 부족한 상태로 본다(Roberts et al., 2010).

Key Terms

Pure alexia

A difficulty in reading words in which reading time increases proportionately to the length of the word.

**순수 실독증(Pure alexia)**은 단어 길이에 비례해 읽기 시간이 증가하는 후천성 난독증으로, “글자별 읽기(letter-by-letter reading)”·“단어 형태 난독증(word form dyslexia)”·“철자 난독증(spelling dyslexia)” 등으로도 불린다. 쓰기와 말하기는 보존되며, 시각 단어 형태가 계산되기 전 단계의 손상으로 본다.

Peripheral dyslexia

Disruption of reading arising up to the level of computation of a visual word form.

**주변 난독증(Peripheral dyslexia)**은 시각 단어 형태 계산 이전 단계의 손상에 의한 읽기 장애이다. 순수 실독증이 대표적이며, 시각·주의·지각 손상으로 인한 다양한 형태가 포함된다(Caramazza & Hillis, 1990a; Mayall & Humphreys, 2002).

Central dyslexia

Disruption of reading arising after computation of a visual word form (e.g. in accessing meaning, or translating to speech).

**중심 난독증(Central dyslexia)**은 시각 단어 형태가 계산된 이후 단계(의미 접근, 음운 변환)의 손상에 의한 읽기 장애이다. 표면 난독증·음운 난독증·심층 난독증이 여기에 속하며, 이중경로 모형의 어느 경로가 손상되었는지에 따라 임상 양상이 달라진다.

Fixation

A stationary pause between eye movements.

**응시(Fixation)**는 안구 운동(사케이드) 사이의 정지된 순간을 가리킨다. 정상 읽기에서 눈은 부드럽게 이동하지 않고 사케이드와 응시를 번갈아 한다. 응시 동안 시각 정보가 추출되며, 단어 빈도와 예측 가능성이 응시 길이를 좌우한다(Rayner & Duffy, 1986).

📊 그림 설명

일부 글자체가 글자별 읽기 환자에게 특히 어렵다는 점을 보여주는 예시이다(Warrington & Shallice, 1980에서 인용). 단독으로 제시된 필기체 “m”은 추상적 글자 정체를 추출하기 어렵게 만들고, 이러한 지각적 어려움이 순수 실독증 환자의 글자 처리 부담을 가중시킨다.

📊 그림 설명

좌측 그래프는 순수 실독증에서 읽기 시간이 단어 길이(3–8 글자)에 선형적으로 증가함을 보여준다. 우측 그래프는 같은 환자가 두 글자가 물리적으로 다른지(A 대 a)는 빠르게 판단하지만, 정체성이 같은지(대문자 A와 소문자 a가 같은 글자) 판단할 때는 느려짐을 보여준다(Kay & Hanley, 1991 데이터). 이는 추상적 글자 정체의 병렬 처리에 어려움이 있음을 의미한다.

Eye movements in reading

Summary

읽기에는 안구 운동이 필수적이다. 시력은 중심와(fovea)에서 가장 좋고 주변 시야의 단어는 빠르고 정확히 인식하기 어렵기 때문이다. 안구 운동은 시지각과 텍스트 이해라는 두 주인의 통제를 받는다(Rayner & Juhasz, 2004; Rayner, 2009). 눈은 페이지를 부드럽게 따라가지 않고 **사케이드(saccade)**라는 도약과 **응시(fixation)**라는 정지를 반복한다. 영어 독자는 좌→우 사케이드를 보이고 응시 지점에서 오른쪽 약 15글자, 왼쪽 약 3–4글자의 정보를 흡수한다(Rayner et al., 1980). 히브리어 독자는 반대로 움직인다(Pollatsek et al., 1981).

Eye movement is required when reading text, because visual acuity is greatest at the fovea and words in the periphery are hard to recognize quickly and accurately. The eyes move across the page in a series of jerks (called saccades) and pauses (called fixations). English speakers typically have left-to-right reading saccades and absorb more information from the right of fixation. The eyes typically fixate on a point between the beginning and middle of a word (Rayner, 1979), and take information concerning three or four letters on the left and 15 letters to the right (Rayner et al., 1980).

단어 내 착지 위치(landing position)는 언어적 요인보다 지각적 요인에 의존한다. 문맥에서의 단어 예측 가능성(Rayner et al., 2001)도, 형태소 복잡성(Radach et al., 2004)도 착지 위치에 영향을 주지 않는다. 단어가 건너뛰어지는지는 그 단어가 얼마나 짧은지(지각적 요인; Rayner & McConkie, 1976)와 예측 가능한지(언어적 요인; Rayner et al., 2001)에 따라 결정된다. 반면 단어의 빈도와 예측 가능성은 응시 시간에 영향을 미친다(Rayner & Duffy, 1986). 형태소 복잡성도 응시 시간에 영향을 준다(Niswander et al., 2000).

📊 그림 설명

골디락스 동화 첫 문단 위에 응시 지점(점)과 사케이드(곡선 화살표)를 표시한 도식이다(Ellis, 1993에서 인용). 위쪽 그림은 모든 단어가 응시되는 것은 아니며 응시 길이(점 크기)도 단어마다 다르다는 점을 보여준다. 아래쪽 그림은 좌→우 독자가 응시 지점의 오른쪽으로부터 더 많은 정보를 얻는다는 비대칭 지각 범위를 나타낸다.

Reading Aloud: Routes from Spelling to Sound

Summary

글로 쓰인 단어에는 두 가지 일을 할 수 있다 — 이해하거나(의미 인출) 소리내어 읽거나(말 변환). 두 기능이 직렬적이라면 이해는 반드시 말 변환을 거쳐야 하고(phonological mediation 가설), 병렬적이라면 의미 접근과 말 변환은 독립적이지만 상호작용한다(dual-route 가설). 증거 대부분은 후자를 지지하며, 그래서 이중경로 모형(dual-route architecture)이 제안되었다. 동음이의어 BREAD–ROWS–ROSE 같은 자극을 사용한 의미 분류 실험에서, 일부 후천성 실어증 환자는 동음이의어의 의미는 이해하지만 ROWS와 ROSE가 같게 들리는지는 모른다(Hanley & MacDonell, 1997). 이는 텍스트→의미 접근이 살아 있고 텍스트→말 접근이 손상되었다는 뜻이다.

There are, broadly speaking, two things that one may wish to do with a written word: understand it (i.e. retrieve its meaning from semantic memory) or say it aloud (i.e. convert it to speech). Are these two functions largely separate or is one dependent on the other? This possibility has sometimes been termed phonological mediation. The alternative proposal is that understanding written words and transcoding text into speech are two largely separate, but interacting, parallel processes. The evidence largely supports the latter view and has given rise to so-called dual route architectures for reading.

Marshall과 Newcombe(1973)이 처음 제안한 이중경로 모형의 핵심은 (1) 시각 단어가 의미에 직접 접근하는 의미 기반 경로와 (2) 철자–음운의 알려진 규칙성(예: TH는 보통 “th”로 발음됨)을 이용하는 음운 기반 경로(자소–음소 변환, grapheme–phoneme conversion)이다. 전통적 모형에서 음운 경로는 자소-음소 변환 절차를 구현하며, 의미나 어휘 저장 표상이 없는 비단어 읽기에 필수적이다. 알려진 단어는 의미 시스템에 직접 접근한 뒤 저장된 말 형태로 갈 수 있다. 물론 많은 단어는 자소–음소 변환으로도 읽을 수 있지만, 불규칙어(예: YACHT을 “yatched”로 읽는 오류)에서는 오류가 발생한다. 의미 경로가 일반적으로 더 빠른 것은 단어 전체를 처리하기 때문이고, 자소–음소 변환은 글자별로 처리한다. 의미 경로는 또한 단어 빈도에 민감하다.

숙련된 성인의 읽기 시간 자료는 이 틀과 잘 맞는다. 고빈도 단어(언어에서 흔한 단어)는 철자-소리 규칙성과 무관하게 빠르게 읽힌다. 저빈도 단어에서는 규칙어가 불규칙어보다 빠르다(Seidenberg et al., 1984).

Key Terms

Phonological mediation

The claim that accessing the spoken forms of words is an obligatory component of understanding visually presented words.

음운 매개(Phonological mediation) 가설은 시각 단어를 이해하기 위해서는 반드시 그 단어의 음성 형태에 먼저 접근해야 한다고 본다. Van Orden(1987)은 ROWS가 FLOWER인지 분류할 때 동음이의어 ROSE 때문에 오류가 잘 발생한다는 결과로 이 가설을 지지했지만, 분리된 두 경로가 상호작용한다고 보면 같은 자료를 더 잘 설명할 수 있다.

Homophone

Words that sound the same but have different meanings (and often different spellings), e.g. ROWS and ROSE.

**동음이의어(Homophone)**는 발음은 같지만 의미가 다른(때로는 철자도 다른) 단어로, 시각 단어 인식과 음운 처리의 상호작용을 분리하는 데 유용한 자극이다. ROWS–ROSE처럼 철자가 다른 동음이의어로 의미 분류 실험을 수행하면, 음운 매개 가설과 이중경로 가설을 구분하는 증거를 얻을 수 있다.

Surface dyslexia

Ability to read nonwords and regularly spelled words better than irregularly spelled words.

**표면 난독증(Surface dyslexia)**은 비단어와 규칙어를 불규칙어보다 더 잘 읽는 후천성 난독증이다. 환자는 DOVE를 move처럼 “doove”로, CHAOS를 church의 “ch”처럼 발음한다. 이중경로 모형에서 의미 시스템 또는 시각 어휘집 손상으로 자소–음소 변환에 의존하는 상태로 본다(Graham et al., 1994; Coltheart & Funnell, 1987). 의미 치매에서 흔히 동반된다.

Phonological dyslexia

Ability to read real words better than nonwords.

**음운 난독증(Phonological dyslexia)**은 진짜 단어를 비단어보다 더 잘 읽는 후천성 난독증이다(Beauvois & Derouesne, 1979). 비단어 CHURSE를 “nurse”처럼 진짜 단어로 읽는 경향이 있고, 음운 처리(예: 청각 운율 판단)에 어려움을 보이지만 단어 자체는 정확히 지각한다. 자소–음소 변환 경로의 손상으로 어휘-의미 경로에 의존한다고 본다.

Deep dyslexia

Real words are read better than nonwords, and semantic errors are made in reading.

**심층 난독증(Deep dyslexia)**은 음운 난독증처럼 진짜 단어가 비단어보다 잘 읽히지만, 단어 읽기에서 의미 오류(예: CAT을 “dog”로)가 발생하는 특징적 장애이다(Coltheart et al., 1980). 저영상성(low imageability) 단어(truth)가 고영상성(high imageability) 단어(wine)보다 어렵다. 두 경로 모두 손상되어 어휘-의미 경로의 표상이 인접 개념과 융합되고 자소–음소 변환이 보완 출력 수단을 제공하지 못한다고 본다(Nolan & Caramazza, 1982).

📊 그림 설명

묵독에서 음운 인출의 역할을 비교한 두 모형 도식이다. 왼쪽 모형은 직접 접근(direct access)으로, 시각 단어 인식이 의미와 음운 인출 양쪽으로 분기되어 음운 인출이 묵독에 수반될 수는 있지만 필수는 아니다. 오른쪽 모형은 음운 매개(phonological mediation)로, 시각 단어 인식 → 음운 인출 → 의미의 직렬 처리를 가정한다. 본 장은 첫 번째 모형을 지지하는 증거를 다룬다.

📊 그림 설명

이중경로 읽기 모형의 표준 도해이다. 시각 분석 → 글자 인식 단계 이후 두 경로로 갈라진다. 녹색 어휘–의미 경로(시각 어휘집 → 의미 기억 → 음운 출력 어휘집)는 빠르고 모든 알려진 단어를 읽을 수 있지만 고빈도 단어에 더 효율적이다. 빨간색 자소–음소 변환 경로는 느리지만 비단어와 규칙어를 정확히 읽을 수 있다. 어느 경로가 손상되었는지에 따라 음운 난독증(빨간색 손상)·표면 난독증(녹색 손상)·심층 난독증(둘 다 손상)이 구분된다.

Profiles of acquired central dyslexias

Summary

이중경로 모형은 손상 부위에 따라 다른 임상 양상을 예측한다. 표면 난독증은 의미 시스템 또는 시각 어휘집 손상으로 자소–음소 변환에 의존해, 불규칙어를 규칙적으로 발음한다(DOVE → “doove”). 환자는 빈도 × 규칙성 상호작용을 보여 고빈도 단어는 규칙성과 관계없이 정확히 읽지만, 저빈도 불규칙어(yacht, plough, sieve, pint)에서 특히 오류가 많다. 음운 난독증은 자소-음소 변환 경로 손상으로 비단어를 잘 못 읽는다. 심층 난독증은 두 경로 모두 손상되어 진짜 단어 읽기에 의미 오류가 발생한다.

이중경로 모형이 잘 설명하지 못하는 사례로, 단어를 정확히 소리내어 읽지만 비단어 읽기와 의미 지식이 모두 손상된 환자가 보고된다(Cipolotti & Warrington, 1995b; Coslett, 1991; Funnell, 1983; Lambon Ralph et al., 1995). 비단어 손상은 자소–음소 변환 결함을, 의미·이해 손상은 어휘–의미 경로 결함을 시사하므로 심층 난독증을 예측해야 하지만 그렇지 않다. 이를 설명하기 위해 일부 연구자는 시각 어휘집과 음운 어휘집을 직접 연결하되 의미를 거치지 않는 **“제3 경로”**를 제안한다(Cipolotti & Warrington, 1995b; Coltheart et al., 1993; Coslett, 1991; Funnell, 1983).

대안적으로 Woollams 등(2007)은 의미 치매 환자가 시간이 지나면서(특히 불규칙어에서) 단어 읽기 문제를 발달시킨다고 보고하며, 온전한 의미 시스템이 늘 필요하다고 본다. 합산 가설(summation hypothesis)은 또 다른 대안으로, 어휘 표상이 의미 시스템과 자소–음소 변환에서 오는 활성의 합으로 선택된다고 본다(Hillis & Caramazza, 1991; Ciaghi et al., 2010). 예를 들어 불규칙어 bear를 읽을 때, 약화된 의미 시스템은 bear, horse, cow 등의 후보를 활성화하고, 자소–음소 변환은 beer, bare, bar 등 음운적으로 유사한 후보를 활성화한다. 두 정보를 결합하면 어느 경로도 단독으로는 부족하더라도 bear의 정확한 발음에 도달할 수 있다. Hillis와 Caramazza(1991)의 표면 난독증/이서증 환자는 부분적 이해(상위 범주)가 있는 불규칙어는 읽고 철자할 수 있었지만, 이해가 전혀 없는 단어는 그러지 못했다.

📊 그림 설명

의미 치매 환자의 단어 읽기에서 나타나는 빈도 × 규칙성 상호작용 그래프(Ward et al., 2000)이다. 가로축은 단어 빈도(0–2부터 100+까지), 세로축은 정확도(%)이다. 고빈도 단어(40 이상)는 규칙성과 무관하게 거의 100% 정확하지만, 저빈도 단어(0–2)에서는 규칙어가 거의 100%인 반면 불규칙어는 약 22%로 급락한다. 아래 표는 각 사분면 예시 — 고빈도 규칙(call, year, help, charge), 고빈도 불규칙(love, some, gone, sure), 저빈도 규칙(hive, harp, dense, spark), 저빈도 불규칙(plough, sieve, yacht, pint) — 을 보여준다.

📊 그림 설명

이중경로 모형에 두 가지 대안적 수정안(파란 점선)을 추가한 도해이다. **“합산 가설”**은 자소–음소 변환과 의미 기억에서 오는 활성을 음운 출력 어휘집 단계에서 합산한다고 가정하고, **“제3 경로”**는 시각 어휘집에서 음운 출력 어휘집으로 의미를 거치지 않고 직접 연결한다고 가정한다. 두 수정안 모두 일부 후천성 난독증 환자가 이해할 수 없는 불규칙어를 읽을 수 있는 현상을 설명하기 위해 제안되었다.

What has functional imaging revealed about the existence of multiple routes?

Summary

이중경로 모형은 본래 인지적 동기에서 출발했지만, fMRI는 수렴 증거를 제공한다. VWFA 외에 좌하전두피질(Broca 영역)·좌하두정엽·전·중측두엽 등 좌편재 영역이 일관되게 관여한다(Fiez & Petersen, 1998; Jobard et al., 2003; Cattinelli et al., 2013). 좌하전두엽(BA44/45)은 일반적 과제 난이도를 반영할 가능성과 자소–음소 변환을 지원할 가능성이 모두 제기된다. 좌하두정엽의 상연(supramarginal)회는 자소–음소 변환에, 각(angular)회는 의미 결합과 작업 기억에 관여한다. 전·중측두엽은 의미 기억을 지원하므로 의미 경로의 신경 기반으로 본다.

좌하전두피질(Broca 영역)은 저빈도 불규칙어에서 더 강하게 활성화되며(Fiez et al., 1999), 이 단어들이 자소–음소 변환으로 가장 어렵게 읽히기 때문에 더 큰 인지적 노력이 더 큰 BOLD 활성으로 나타난다고 해석된다. 대안으로 Jobard 등(2003)은 같은 활성을 의미 지원이 더 많이 필요한 단어에 대한 의미 시스템의 기여로 해석한다. Heim 등(2005)은 BA45가 어휘 결정 동안 의미 인출에, BA44가 자소–음소 변환에 관여한다고 제안한다. 광범위한 하전두 영역 손상 환자는 비단어 오류뿐 아니라 저빈도 불규칙어에서도 어려움을 보여 — 표면 난독증과 음운 난독증의 혼합 양상 — 이 영역이 한 가지 과정에만 묶인 것이 아님을 시사한다(Fiez et al., 2006).

좌하두정엽은 상연회(supramarginal gyrus)와 각회(angular gyrus)로 나뉜다. 상연회는 역사적으로 Wernicke 영역과 연결되며, 좌측 상연회는 자소–음소 변환에 관여한다고 본다. 단어보다 비단어에서 더 강하게 활성화되고, 두개내 EEG(Juphard et al., 2011)와 fMRI(Church et al., 2011)는 더 긴 비단어 읽기가 더 긴 EEG 활동과 더 큰 BOLD 신호와 연결됨을 보여준다 — 즉 글자 문자열의 단편적 처리가 일어남을 시사한다. 흥분성 TMS는 비단어 읽기를 촉진하고(Costanzo et al., 2012), 억제성 TMS는 (의미 판단이 아닌) 음운 판단을 손상시킨다(Sliwinska et al., 2012). 의미 치매 환자는 저빈도 불규칙어를 시도할 때 통제군보다 이 영역을 과활성화시키는데, 이는 의미를 사용할 수 없을 때 이 영역으로 보상하는 양상을 시사한다(Wilson et al., 2012).

전·중측두엽은 의미 기억을 강하게 지원하므로 의미 경로에 기여한다. fMRI에서 중측두피질은 단어의 음운 처리보다 의미 처리 동안 더 활성화된다(Mechelli et al., 2007). 이 영역과 전측두극의 회백질 부피(VBM)는 실어증 환자의 불규칙어 읽기 능력과 상관한다(Brambati et al., 2009). 의미 치매 환자는 거의 예외 없이 표면 난독증을 보이며, 이 영역에 병변이 있다(Wilson et al., 2009).

요약하면, 기능적 영상 증거는 자소–음소 변환에 좌측 상연회, 의미 경로에 전·중측두엽 등 서로 다른 영역의 관여를 시사해 이중경로 모형을 일반적으로 지지한다. 그러나 좌하전두엽처럼 명확히 한 경로에 매핑되지 않는 영역도 있어 모형의 정확한 구현은 아직 결정되지 않았다.

📊 그림 설명

읽기 관련 뇌 영역과 가능한 기능을 표시한 도해이다. 좌측면(측면도)에 자소–음소 변환에 관여하는 영역(좌하두정엽 부근)과 의미 기억에 관여하는 영역(좌측 측두엽 부근), 그리고 좌하전두엽(Broca 영역)의 가능한 역할이 표시되어 있고, 아래에 좌측 방추회(VWFA)가 배측 후면에 표시된다. 해부학적 경로와 중간 처리 단계는 대부분 알려져 있지 않아 도해는 예시적 가능성으로 제시된다.

Is the same reading system universal across languages?

Summary

이중경로 모형은 불투명한 영어뿐 아니라 투명한 이탈리아어, 표어문자 중국어, 일본어 한자/가나에도 확장된다. 다른 언어에서도 같은 뇌 영역이 읽기에 관여하지만, 표기 체계의 특성에 따라 각 경로의 가중치가 달라진다. 이탈리아어 화자는 단어를 읽을 때 음소 처리 영역을 더 강하게 활성화시키고, 영어 화자는 어휘 인출 관련 영역을 더 강하게 활성화시킨다(Paulesu et al., 2000). 중국 표어문자 읽기도 영어 단어 읽기와 같은 네트워크를 사용하지만 의미 영역에 대한 의존도가 더 높을 수 있다(Chee et al., 2000). 표면 난독증과 음운 난독증은 일본어·중국어·이탈리아어에서도 보고되었다.

중국 표어문자 읽기는 그림 읽기보다 영어 단어 읽기에 가까운 뇌 활동을 보인다(Chee et al., 2000). 중국 표어문자가 영어 단어보다 의미 영역에 더 많이 의존할 가능성은 표어문자 읽기가 영어 단어 읽기보다 단어 영상성(imageability)의 영향을 더 받는다는 인지 연구로 뒷받침된다(Shibahara et al., 2003). 영상성은 개념이 구체적인지 추상적인지를 가리키며, 구체적 단어가 더 풍부한 의미 표상을 가진다고 본다.

표면 난독증은 일본어(Fushimi et al., 2003)와 중국어(Weekes & Chen, 1999)에서도 보고되었다. 중국 표어문자와 일본어 한자 읽기는 글자를 구성하는 부분(부수)의 영향을 받으며, 이 부분들은 맥락에 따라 다른 발음을 가져 알파벳의 자소–음소 규칙성과 유사한 일관성 정도를 보인다. 글자–소리 일관성이 단어와 비단어 읽기에 미치는 효과는 특히 저빈도 단어에서 두드러진다. 음운 난독증도 이러한 표기에서 관찰되어 이중경로 모형의 보편성을 더한다(Patterson et al., 1996; Yin & Weekes, 2003). 마찬가지로 이탈리아어에서도 표면 난독증(Job et al., 1983)과 음운 난독증(De Bastiani et al., 1988)이 보고되며, 이탈리아어처럼 완전히 규칙적인 체계에서도 숙련된 성인 독자에서 단어 빈도 × 규칙성 상호작용이 나타난다(Burani et al., 2006).

📊 그림 설명

중국어 한자 서예 사진이다. 중국어는 알파벳이 아니지만 단어와 글자가 부분(부수)들의 집합으로 분해될 수 있으며, 알파벳 표기의 자소–음소 변환과 유사하게 부분 기반 읽기에 민감한 별도의 경로가 있다는 증거가 있다. 같은 인지적 구조가 표기 체계의 외형에 관계없이 작동함을 시사한다.

Spelling and Writing

Summary

철자(spelling)는 읽기에 비해 연구가 적지만, 읽기와 유사한 이중경로 구조를 가진다. 철자에서는 과제 요구가 역전되어 음소→자소 변환(phoneme–grapheme conversion)이 자소→음소 변환의 짝이 된다. 표면 이서증(surface dysgraphia) 환자는 규칙어와 비단어 받아쓰기에는 능숙하지만 불규칙어(yacht → YOT)에 어려움을 보인다(Beauvois & Derouesne, 1981; Goodman & Caramazza, 1986a). 음운 이서증(phonological dysgraphia) 환자는 진짜 단어를 비단어보다 잘 쓰며, 음운 분절 자체나 음소→자소 변환의 손상으로 설명된다(Shallice, 1981). 심층 이서증(예: cat → D-O-G)도 보고되었다(Bub & Kertesz, 1982). 이러한 이서증은 출력 양식(쓰기·타이핑·구두 철자)과 독립적이다.

Key Terms

Dysgraphia

Difficulties in spelling and writing.

**이서증(Dysgraphia)**은 철자와 쓰기의 어려움을 가리키며, 후천성 이서증은 표면·음운·심층 등 후천성 난독증과 유사한 분류 체계를 가진다. 표면 이서증은 어휘-의미 경로 손상, 음운 이서증은 음소-자소 변환 손상, 심층 이서증은 두 경로 모두의 손상으로 해석된다.

Graphemic buffer

A short-term memory component that maintains a string of abstract letter identities while output processes (for writing, typing, etc.) are engaged.

**그래픽 버퍼(Graphemic buffer)**는 추상적 글자 정체의 문자열을 단기적으로 유지하는 작업 기억 구성요소이다(Wing & Baddeley, 1980). 쓰기·타이핑·구두 철자 등 출력 과정이 진행되는 동안 글자 정체를 보관하는 역할을 하며, 어휘-의미 경로와 음소-자소 변환 경로가 만나는 합류점이다. 손상되면 단어와 비단어 모두에서 단어 중간에 집중되는 단일 글자 오류가 발생한다.

📊 그림 설명

철자의 이중경로 모형이다. 음성 단어 → 음운 입력 버퍼 → 두 갈래로 분기 — (1) 음운 어휘집 → 의미 시스템 → 철자 어휘집(어휘-의미 경로)과 (2) 음소-자소 변환 — 이후 두 경로가 그래픽 버퍼에서 만난다. 버퍼 출력은 다시 두 갈래로 — (1) 글자 이름 변환 → 음운 출력 버퍼 → 말(구두 철자)과 (2) 자모 변환(allographic conversion) → 그래포 운동(graphomotor) 패턴 → 쓰기 — 갈라진다.

The graphemic buffer

Summary

그래픽 버퍼는 쓰기 출력 과정 동안 추상적 글자 정체 문자열을 유지하는 단기 기억이다. “자소(grapheme)“라는 용어는 여기서 대소문자·글꼴·출력 양식에 무관한 글자 정체를 가리킨다. 이 버퍼는 어휘-의미 경로와 음소-자소 경로의 합류점이므로 단어와 비단어 철자 모두에 사용된다. 손상 시 단어 중간에 집중된 단일 글자 오류(전위·치환·생략·첨가)가 발생하며, 단어 길이에 비례해 오류 확률이 증가한다.

Wing과 Baddeley(1980)는 케임브리지 대학교 입학시험 응시생의 철자 오류 대규모 자료를 분석했다. 그들은 진짜 철자를 모르는 데서 오는 오류가 아닌 출력 오류(“펜의 미끄러짐, slips of the pen”)로 보이는 글자 기반 오류를 살펴봤다 — 전위(HOSRE for HORSE), 치환(HOPSE), 생략(HOSE), 첨가(HORESE). 이 오류들은 그래픽 버퍼 내 글자 간 잡음·간섭에서 기인한다고 가정되었다. 한 가지 추가 특징은 오류가 단어 중간에 집중되어 역U자 분포를 보인다는 점이다. 중간 글자는 더 많은 이웃을 가져 간섭에 더 취약하다는 추측이다.

그래픽 버퍼 후천성 손상의 가장 상세한 예시는 환자 LB(Caramazza et al., 1987; Caramazza & Miceli, 1990; Caramazza et al., 1996)이다. 어떤 면에서 그의 오류는 Wing과 Baddeley(1980)의 자료를 병리학적으로 극단화한 것으로 볼 수 있다. 단일 글자 오류가 단어 중간에 집중되었고, 자극이 단어든 비단어든, 출력 양식이 무엇이든 동일한 철자 오류가 나타났다. 단어 길이가 오류 확률에 유의미한 영향을 주었다 — 이는 제한 용량의 유지 시스템으로서의 역할과 일치한다.

그래픽 버퍼가 단순한 선형 글자 정체 문자열보다 더 많은 정보를 가진다는 증거도 있다. 특히 연속된 이중 글자(예: RABBIT의 BB)는 특별한 지위를 가진다. 이중 글자(쌍자음, geminates)는 종종 다른 글자로 이중화 정보가 옮겨가는 식으로 철자 오류가 난다(Tainturier & Caramazza, 1996). 예를 들어 RABBIT은 RABITT로 잘못 쓰일 수 있다. 그러나 RABIBT 같은 오류는 거의 없는데, 이는 RABBIT의 정신 표상이 R-A-B-B-I-T이 아니라 R-A-B[D]-I-T(여기서 [D]는 글자가 이중화되어야 함을 표시) 형태임을 시사한다. 이중 글자가 왜 특별한 지위를 가질까? 한 가지 제안은 각 글자가 산출된 후 같은 글자가 다시 산출되지 않도록 억제된다는 것이다(Shallice et al., 1995). 같은 글자가 연속해서 쓰여야 할 때는 이 억제를 차단하는 특별 메커니즘이 필요하다.

📊 그림 설명

환자 LB의 단어와 비단어 철자 오류율을 글자 위치(A–E)에 따라 표시한 그래프이다(Caramazza et al., 1987). 단어와 비단어 모두 오류율이 단어 중간(B–C)에서 약 30–35%로 최고를 보이고 양끝(A, E)에서 5–10%로 낮은 역U자 분포를 따른다. 단어와 비단어가 같은 패턴을 보인다는 점은 그래픽 버퍼가 두 종류 자극의 공통 처리 단계임을 시사한다.

Output processes in writing and oral spelling

Summary

쓰기와 구두 철자에는 서로 다른 출력 코드가 있다. 일부 환자는 글자 이름 손상으로 구두 철자가 선택적으로 손상되고(Cipolotti & Warrington, 1996; Kinsbourne & Warrington, 1965), 다른 환자는 반대로 구두 철자가 쓰기보다 낫다(Goodman & Caramazza, 1986b; Rapp & Caramazza, 1997). 이러한 주변 이서증(peripheral dysgraphia)들은 추상적 글자 지정부터 펜 획 산출까지 다양한 단계에서 나타난다.

Ellis(1979, 1982)는 글자의 세 가지 기술 수준을 구분한다. **자소(grapheme)**가 글자 정체를 지정하는 가장 추상적 기술이고, **자모(allograph)**는 모양(예: 대소문자, 인쇄체 대 필기체)이 지정된 글자이지만 운동 출력은 아니며, graph는 획 순서·크기·방향이 지정된 운동 표상이다. 후자 두 단계 손상은 구두 철자보다 쓰기를 선택적으로 손상시킨다. 자모 수준 손상 환자는 mIxeD CaSe로 쓰고, 소문자 쓰기(Patterson & Wing, 1989) 또는 대문자 쓰기(Del Grosso et al., 2000)에 선택적 어려움을 보인다. 그들은 또한 비슷한 모양의 글자로 치환하는 경향이 있다(Rapp & Caramazza, 1997). 다만 비슷한 모양은 유사한 그래포 운동 요구를 공유하므로, 일부 연구자는 자모가 단순히 대소문자와 스타일을 가리키는 포인터이지 시각 모양을 지정하지 않는다고 본다(Del Grosso Destreri et al., 2000; Rapp & Caramazza, 1997).

쓰기를 위한 운동 표상 자체(“graph”)가 손상될 수도 있다. 일부 환자는 글자를 더 이상 쓸 수 없지만 그림을 그리거나, 베끼거나, 숫자를 쓸 수는 있다 — 어려움이 저장된 운동 표상에 있고 행동 전반에 있지 않음을 시사한다(Baxter & Warrington, 1986; Zettin et al., 1995). 또한 시각이 쓰기의 온라인 실행을 안내한다. 구심 이서증(afferent dysgraphia) 환자는 쓰기에서 많은 획 생략과 첨가를 보이며(Cubelli & Lupi, 1999; Ellis et al., 1987), 흥미롭게도 건강한 사람도 눈가리개를 하거나 다른 손으로 두드리는 등 운동 간섭이 있을 때 유사한 오류를 보인다(Ellis et al., 1987). 이는 이 이서증 환자가 기본 감각(시각, 고유감각)은 대체로 보존되지만 감각운동 피드백을 활용하지 못함을 시사한다.

Key Terms

Allograph

Letters that are specified for shape (e.g. case, print versus script).

**자모(Allograph)**는 모양(대소문자·인쇄체/필기체)이 지정된 글자 표상이지만 운동 출력은 포함하지 않는다. 자소(grapheme)의 더 추상적 정체를 구체적 모양으로 변환하는 중간 단계이며, 손상 시 mIxeD CaSe 쓰기나 특정 모양(대소문자) 쓰기에 선택적 어려움이 발생한다.

Graph

Letters that are specified in terms of stroke order, size and direction.

Graph은 획 순서·크기·방향이 지정된 글자의 운동 표상이다. 자모 다음 단계로, 손상 시 글자를 쓸 수 없지만 그림 그리기·베끼기·숫자 쓰기는 가능할 수 있다(Baxter & Warrington, 1986). 즉 쓰기의 출력 코드는 시공간적이라기보다 운동적이다.

Afferent dysgraphia

Stroke omissions and additions in writing that may be due to poor use of visual and kinesthetic feedback.

**구심 이서증(Afferent dysgraphia)**은 쓰기에서 획의 생략과 첨가가 빈발하는 장애로, 시각·고유감각 피드백을 활용하지 못해 발생한다고 본다(Ellis et al., 1987). 환자는 동일한 글자 부분(예: m의 hump)을 반복하거나 빠뜨리며, 건강인도 눈가리개나 운동 간섭 조건에서 유사한 오류를 보인다.

📊 그림 설명

환자 IDT의 쓰기 사례이다(Baxter & Warrington, 1986). 받아쓰기로 글자를 쓰지 못하지만 명령에 따라 자동차·신발 그림을 그릴 수 있고, 글자를 베껴 쓸 수도 있다. 이는 일반적 운동 행동(apraxia)이 아니라 저장된 글자 운동 표상의 손상임을 보여준다.

📊 그림 설명

레오나르도 다 빈치의 Codex on the Flight of Birds(약 1505년) 사진이다. 다 빈치는 오른쪽에서 왼쪽으로, 글자를 거울상으로 변형해 썼다. 이는 의도적 암호, 비범함의 증거, 또는 왼손잡이성과의 관련(왼손잡이 아동의 일부는 자발적으로 이런 글쓰기를 채택함)으로 해석되어 왔다. Sartori(1987)는 다 빈치의 많은 철자 오류가 모국어 이탈리아어의 표면 이서증 패턴(la radio를 laradio 또는 l’aradio로)과 일치한다고 주장한다.

📊 그림 설명

구심 이서증 환자 VB의 쓰기 표본이다(Ellis et al., 1987). 대문자 단어에서는 글자 부분의 생략·첨가(GR ANY for GRANNY, HAMFR for HAMMER, LADDDER for LADDER, UPPPEP for UPPER)가 두드러진다. 소문자에서도 meeeting, chillly, borrooo 같은 유사 오류가 나타난다. 건강인도 눈가리개와 운동 간섭 조건에서 유사한 오류를 보여, 시각·운동 피드백의 손실이 원인임을 시사한다.

Does Spelling use the Same Mechanisms as Reading?

Summary

읽기와 쓰기는 본질적 유사성이 있어 공통 인지·신경 자원을 공유한다. 초기 모형은 읽기용 어휘집과 쓰기용 어휘집이 분리되어 있다고 가정했지만(Morton, 1980), 분리를 지지하는 증거는 약하다. 표면 난독증과 표면 이서증을 동시에 보이는 환자에서 읽지 못하고 쓰지도 못하는 단어가 항목별로 일치한다는 사실은 두 과제가 공유 어휘집을 사용함을 시사한다(Behrmann & Bub, 1992; Coltheart & Funnell, 1987). 그래픽 버퍼도 읽기와 쓰기에 모두 관여하는 것으로 보인다(Caramazza et al., 1996; Tainturier & Rapp, 2003). 다만 쓰기에 사용되는 글자 표상은 본질적으로 그래포 운동적이며, 이는 읽기와 글자 심상에 사용되는 시공간적 코드와는 구분된다.

그래픽 버퍼 손상이 철자에는 더 치명적인 결과를 낳을 수 있다. 철자는 느린 과정이라 이 임시 기억 구조에 더 많이 의존한다. 읽기에서는 글자가 단어로 병렬 매핑될 수 있어 단일 글자 수준의 정보 손실이 부분적으로 보완된다 — 예를 들어 EL??HANT를 읽을 때 글자 정보 일부가 손실되어도 “elephant”를 정확히 인출할 수 있다. 그러나 그러한 손상된 표상에서 철자를 시도하면 오류가 난다. 그래픽 버퍼가 손상된 환자는 모든 글자의 분석을 요구하는 비단어 읽기에 특히 약하며, 그들의 오류는 읽기와 쓰기에서 본질적으로 동일한 패턴(단어 중간 집중)을 보인다.

기능적 영상 연구는 쓰기 동안 좌측 방추회의 영역 — 읽기의 VWFA와 같은 영역 — 이 활성화됨을 보여준다. 이 영역은 범주 예시로 영어 단어를 쓸 때(Beeson et al., 2003)와 일본어 한자를 쓸 때(Nakamura et al., 2000) 활성화된다. 이 영역에 병변이 있는 뇌 손상 환자는 단어와 비단어 모두에서 철자와 읽기 양쪽이 손상된다(Philipose et al., 2007). 이 영역의 기능적 해석은 논쟁적이지만(위 참조) — 읽기·쓰기 공유 어휘집, 공통 그래픽 버퍼, 또는 다중모드 언어 영역 — 어느 경우든 읽기와 쓰기가 해부학적으로 공통점을 가진다.

Summary and Key Points of the Chapter

Summary

본 장의 핵심 결론은 (1) 단어 내 글자 인식은 자동·병렬적이며 언어 구조 지식에 의해 지원된다, (2) 의미에서 시각 단어 인식으로의 하향 효과 증거는 논쟁 중이다, (3) 좌측 방추회의 한 영역(VWFA)이 친숙한 글자 문자열에 가짜 글자나 자음 문자열보다 강하게 반응한다, (4) 후천성 난독증 증거는 단어를 소리내어 읽는 데 적어도 두 경로 — 자소를 음소로 변환하는 하위 어휘 경로(음운 난독증에서 손상)와 어휘-의미 경로(표면 난독증에서 손상) — 가 있음을 시사한다, (5) 읽기에 관여하는 많은 구성요소(예: 그래픽 버퍼)가 쓰기에도 관여하며, (6) 쓰기와 철자에 사용되는 글자 표상은 추상적 자소 수준, 대소문자·스타일을 지정하는 자모 수준, 추상적 운동 명령을 지정하는 graph 수준 등 여러 수준에 존재한다.

  • The recognition of letters within words occurs automatically and in parallel, and is supported by knowledge of the structure of the language (i.e. which letters tend to go together).
  • Evidence of top-down effects from semantics down to visual word recognition remains controversial. Most of the evidence that apparently supports this position is also consistent with post-access decision mechanisms and lexical–lexical priming.
  • A region in the left fusiform gyrus responds to familiar letter strings more than false letters or consonant strings. This has been termed the “visual word form area,” although it might also respond, to some degree, to other types of stimuli.
  • Evidence from acquired dyslexia suggests that there are at least two routes used in reading words aloud: a sublexical route that translates graphemes into phonemes (impaired in phonological dyslexia) and a lexical–semantic route (impaired in surface dyslexia).
  • There is evidence to suggest that many of the components involved in reading (e.g. graphemic buffer) are also involved in spelling.
  • Letter representations used in spelling and writing exist at several levels: an abstract graphemic level, a level that specifies case and style (allograph), and a level that specifies the abstract motor commands (the graph level).

Example Essay Questions

  • 시각 단어 인식을 지원하는 “시각 어휘집(visual lexicon)” 또는 “시각 단어 형태 영역(VWFA)“이 존재하는가?
  • 시각 단어 인식에서 하향 영향의 증거는 무엇인가?
  • 단어를 소리내어 읽는 데 몇 개의 경로가 있는가?
  • 읽기와 쓰기의 인지/신경 구조는 서로 다른 언어 화자에 걸쳐 얼마나 공통적인가?
  • 철자는 읽기와 같은 인지 메커니즘을 사용하는가?
  • Dehaene, S. (2010). Reading in the brain: The new science of how we read. London: Penguin Books. 선도적 인지신경과학자가 쓴 접근 가능한 입문서.
  • Sandak, R. & Poldrack, R. A. (2004). The cognitive neuroscience of reading: A special issue of scientific studies of reading. London: Taylor & Francis. 좋은 리뷰 논문 모음.
  • Snowling, M. & Hulme, C. (2005). The science of reading: A handbook. Oxford, UK: Blackwell. 매우 철저하면서도 접근성 있는 자료. 철자 관련 챕터도 포함. 강력 추천.

시험 팁

이중경로 모형의 세 가지 후천성 난독증을 구분하는 핵심 — 표면 난독증은 불규칙어 약함(yacht → “yatched”), 음운 난독증은 비단어 약함(churse → “nurse”), 심층 난독증은 두 경로 모두 손상되어 의미 오류(cat → “dog”)까지 발생. 표 형태로 외우면: 표면 = 의미 경로 손상 → 자소-음소 변환 의존, 음운 = 자소-음소 변환 손상 → 의미 경로 의존, 심층 = 둘 다 손상.

주의

VWFA(visual word form area)와 시각 어휘집(visual lexicon)을 동일시하지 말 것. VWFA는 좌측 방추회의 특정 뇌 영역이고, 시각 어휘집은 인지 모형의 가설적 구성요소이다. VWFA가 단어와 비단어 모두에 반응한다는 점, 점자 읽기에도 활성화된다는 점에서 단순한 시각 어휘집의 신경 구현이 아닐 가능성이 크다. Price와 Devlin(2003)은 VWFA가 시각과 언어를 연결하는 계산 허브라고 주장한다.

임상 사례

의미 치매 환자의 빈도 × 규칙성 상호작용: 고빈도 단어(call, year, help, love, some, gone)는 규칙·불규칙에 상관없이 거의 100% 정확히 읽지만, 저빈도 불규칙어(plough, sieve, yacht, pint)는 22% 정확도로 급락한다. 이는 의미 시스템이 점차 손상되면서 어휘-의미 경로가 약화되어 환자가 점차 자소-음소 변환에 의존하게 됨을 보여준다. 표면 난독증의 전형적 임상 양상이다.