[논문 리뷰] Being in the zone: Flow state and the underlying neural dynamics in video game playing

Kyongsik Yun, Saeran Doh외 3명|arXiv (Cornell University)|2017. 11. 19.

Neural and Behavioral Psychology Studies참고 문헌 37인용 수 6

한 줄 요약

이 연구는 비디오 게임 플레이어에서 플로우 상태의 신경 기제를 파악하기 위해 수동적 EEG 프로브(청각 유도 전위 억제)를 사용하여 플레이 중이지만 방해를 받지 않는 몰입도를 추적한다. 플로우 상태 동안 전두편측피질, 편측피질 정상부, 그리고 주요 운동 피질 간에 증가한 베타 대역 활동, 功能적 연결성, 피드백 순환 구조가 관찰되었으며, 이는 주관적, 행동적, 신경적 차원에서 플로우를 정량화 가능한 신경 상태로 규명한다.

ABSTRACT

Flow is a hyper-engaged state of consciousness most commonly described in athletics, popularly termed being in the zone. Quantitative research into flow has been hampered by the disruptive nature of gathering subjective reports. Here we show that a passive probe (suppression of Auditory Evoked Potential in EEG) that allowed our participants to remain engaged in a first-person shooting game while we continually tracked the depth of their immersion corresponded with the participants' subjective experiences, and with their objective performance levels. Comparing this time-varying record of flow against the overall EEG record, we identified neural correlates of flow in the anterior cingulate cortex and the temporal pole. These areas displayed increased beta band activity, mutual connectivity, and feedback connectivity with primary motor cortex. These results corroborate the notion that the flow state is an objective and quantifiable state of consciousness, which we identify and characterize across subjective, behavioral and neural measures.

연구 동기 및 목표

• 비디오 게임 플레이 중 실시간으로 플로우 상태를 비침습적으로 측정할 수 있는 방법을 개발하기 위해.
• 지속적인 EEG 모니터링을 통해 플로우와 관련된 뇌파 패tern을 규명하기 위해.
• 주관적 플로우 경험과 객관적 성과 지표를 특정 뇌 활동 패턴과 연계하기 위해.
• 다중 모odal 측정을 통해 플로우를 객관적이고 정량화 가능한 의식 상태로 입증하기 위해.

제안 방법

• 플레이 중 방해 없이 몰입도를 평가하기 위해 수동적 청각 프로브(청각 유도 전위 억제)를 사용하였다.
• 1인칭 슈팅 게임 세션 동안 연속적인 EEG 데이터를 수집하였다.
• 참가자의 실시간 주관적 플로우 보고와 시간에 따라 변화하는 EEG 기반 몰입도 측정치를 상관 분석하였다.
• 뇌 영역과 주파수 대역과 플로우 상태와 관련된 신경 영역을 규명하기 위해 뇌 영상 분석을 수행하였다.
• 플로우 상태 동안 뇌 영역 간의 기능적 연결성과 피드백 연결성을 분석하였다.
• 플로우 상태 동안의 뇌 동역학을 기준 상태와 비교하여 플로우 특이적 활동 패턴을 규명하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 비침습적 EEG 기반 방법을 사용하여 비디오 게임 플레이 중 플로우 상태를 실시간으로 객관적으로 측정할 수 있는가?
• RQ2 플레이 중 플로우 상태와 관련된 특정 뇌 영역과 신경 진동은 무엇인가?
• RQ3 특히 전두편측피질과 편측피질 정상부에서의 뇌 연결성 패턴은 플로우 깊이와 어떻게 관련되는가?
• RQ4 플로우의 신경 기제가 주관적 플로우 보고와 객관적 성과 지표와 얼마나 일치하는가?
• RQ5 유저 간에 일관된 플로우 신경 서명이 게임 몰입 중에 존재하는가?

주요 결과

• 청각 유도 전위 억제가 플레이 중 실시간 몰입도를 신뢰할 수 있는 수동적 지표로 기능하였다.
• 플로우 상태 동안 전두편측피질과 편측피질 정상부에서 베타 대역 활동이 증가하였다.
• 플로우 상태 동안 전두편측피질과 편측피질 정상부 간의 기능적 연결성이 향상되었다.
• 플로우 상태 동안 전두편측피질과 주요 운동 피질 간 피드백 연결성이 증가하였다.
• 플로우 상태 동안의 뇌 동역학은 주관적 플로우 보고와 객관적 게임 내 성과 지표와 강하게 상관관계가 있었다.
• 결과는 플로우가 특정 뇌 영역과 네트워크에서 명확한 신경 기반을 지닌 정량화 가능한 객관적 의식 상태임을 뒷받침한다.