Sensory processing sensitivity is associated with sharper categorical transitions and stronger choice persistence in the Laurel–Yanny illusion

기술 요약: 감각 처리 민감도와 로럴-야니(Laurel–Yanny) 착시

문제 제기
청각적 지각은 종종 모호한 음향 신호를 불연속적인 언어 범주로 해결해야 하며, 이 과정은 자극의 특성뿐만 아니라 청자의 개인적 특성에 의해서도 영향을 받는다. 로럴-야니 착시는 이러한 모호성을 해결하는 방식의 전형적인 사례로, 청자는 동일한 스펙트럼 변형 클립으로부터 "Laurel" 또는 "Yanny"를 지각한다. 이전 연구들은 이러한 모호성을 해결하는 개인차를 안정적인 특성(예: 음성-음악 효과나 맥거크 효과에 대한 취약성)과 연결 지었으나, **감각 처리 민감도(Sensory Processing Sensitivity, SPS)**가 이러한 판단에 영향을 미치는 구체적인 메커니즘은 여전히 불분명하다. SPS는 미세한 감각적 단서에 대한 높은 반응성과 입력값에 대한 깊은 처리를 특징으로 한다. 본 연구가 다루는 핵심 문제는 SPS가 범주화 과정의 어느 구성 요소에 영향을 미치는가 하는 점이다: 즉, 전체적인 반응 편향(response bias)인가, 음향적 증거에 대한 민감도(범주 간의 전이 선명도)인가, 아니면 결정 관성(history-dependent decision inertia, 이력 의존적 선택 지속성)인가 하는 것이다.

연구 방법
본 연구는 69명의 참가자(연령 19~28세)를 대상으로 피험자 내 설계(within-subjects experimental design)를 채택하여 로럴-야니 범주화 과제와 감각 처리 민감도 평가를 수행하였다.

• 자극 및 과제: 원래의 로럴-야니 클립을 고주파 및 저주파 성분의 상대적 이득(gain)을 12-dB 단계(−24에서 +36 dB 범위)로 변화시켜 생성한 6개의 스펙트럼 변형 버전을 사용하였다. 각 변형 버전은 무작위 순서로 20회씩 제시되었다(총 120회 시행). 참가자들은 이지선다 강제 선택("Laurel" 대 "Yanny")을 수행한 후, 이진 확신도 등급("확신함" 대 "확신하지 않음")을 매겼다.
• 민감도 평가: SPS는 27개 항목으로 구성된 매우 민감한 사람(Highly Sensitive Person, HSP) 척도(일본어판)를 사용하여 측정되었으며, 이를 통해 연속적인 HSP 점수를 산출하였다(Cronbach's $\alpha$ = 0.85).
• 데이터 스크리닝: 평균 확신도가 낮거나 21명의 극단적 응답자(한 범주를 90% 이상 선택한 경우)를 제외하여, 최종 분석 대상은 44명으로 확정하였다. 잠재 프로파일 분석(Latent Profile Analysis)을 통해 남은 참가자들을 저(Low), 중(Medium), 고(High) HSP 그룹으로 분류하였다.
• 분석 접근법:
  • 심리측정 분석(Psychometric Analysis): 각 그룹의 주관적 등가점(Point of Subjective Equality, PSE)과 전이 폭($\sigma$)을 추정하기 위해 로지스틱 함수를 적합시켰다.
  • 베이지안 계층 모델링(Bayesian Hierarchical Modeling): 계층적 로지스틱 회귀를 사용하여 표준화된 자극 수준, HSP 점수, 확신도 및 이들의 상호작용의 함수로서 시행별 선택을 모델링하였다.
  • 이력 의존성 분석(History-Dependence Analysis): 혼합 효과 모델(Mixed-effects models)을 사용하여 이전 응답(선택 이력)과 이전 자극 수준이 현재의 선택에 미치는 영향을 평가하고, HSP 점수와의 상호작용을 테스트하였다.

주요 기여
본 연구의 주요 기여는 청각적 모호성 해결의 세 가지 분리 가능한 구성 요소인 **기저 편향(baseline bias), 증거 민감도(evidence sensitivity), 결정 이력(decision history)**을 분리함으로써 SPS의 영향이 발생하는 구체적인 위치를 밝혀낸 데 있다. 이 연구는 착시를 단일한 결과로 취급하는 대신, SPS가 범주의 방향(bias)보다는 역동성(선명도 및 지속성)을 주로 조절한다는 것을 입증하였다.

결과

1. 전체 편향(Overall Bias): 극단적 응답자를 제외한 후, HSP 점수와 "Yanny" 응답의 전체 비율 사이에는 유의미한 상관관계가 없었다($r = 0.15, p = 0.35$). SPS는 특정 라벨에 대한 일반적인 선호도를 예측하지 않는다.
2. 증거 민감도(Sharpness): SPS가 증가함에 따라 심리측정 함수는 유의미하게 더 날카로워졌다. 전이 폭($\sigma$)은 중(Medium) 그룹(41.7)에 비해 고(High) HSP 그룹(34.2)에서 가장 작았다. 이는 SPS가 높은 개인일수록 음향적 증거가 변함에 따라 더 가파르고 결정적인 범주적 전이를 보임을 나타낸다.
3. 확신도 효과(Confidence Effects): 모든 그룹에서 "확신함" 시행이 "확신하지 않음" 시행보다 일관되게 더 날카로운 전이를 보였다. 그러나 이 확신도 관련 날카로움의 크기가 SPS에 따라 달라지는지에 대한 증거는 거의 없었다.
4. 선택 지속성(Choice Persistence/History Dependence): 결정적인 발견은 SPS가 **이력 의존적 선택 지속성(history-dependent choice persistence)**을 증폭시킨다는 점이었다. 저(Low) HSP 그룹은 약하거나 무시할 만한 선택 이력 효과를 보인 반면, 중(Medium) 및 고(High) HSP 그룹은 점진적으로 더 강한 "끈적임(stickiness)"을 보였다(이전 범주를 반복할 오즈비(odds ratio)가 1.21에서 1-68로 증가).
5. 지속성의 메커니즘: 강건성 검사(Robustness checks) 결과, 이러한 지속성은 이전 자극 수준이 아닌 이전의 범주적 결정에 의해 유도됨이 확인되었다. 이전 자극 이력 및 동일 수준 내 응답 이력을 통제한 후에도 HSP 점수와 이전 응답 사이의 상호작용은 유의미하게 유지되었다.

의의 및 주장
본 논문은 감각 처리 민감도가 단순히 "더 잘 듣는 능력"이나 특정 라벨에 대한 일반적인 편향이 아니라고 결론짓는다. 대신, SPS는 청자가 음향적 불확실성 하에서 얼마나 단호하고 지속적으로 범주적 해석에 전념하는지를 형성한다.

• 단호함(Decisiveness): 높은 SPS는 증거 의존적 전이가 더 날카로워지는 것과 관련이 있으며, 이는 이러한 개인들이 범주를 형성할 때 들어오는 감각 신호에 더 높은 정밀도를 부여하거나 순간적인 스펙트럼 증거에 더 많이 의존할 수 있음을 시사한다.
• 지속성(Persistence): 높은 SPS는 결정 관성(decision inertia)과 연결되어 있으며, 여기서 이전에 채택된 해석은 후속되는 모호한 판단을 위한 잠정적인 사전 확률(prior) 역할을 한다. 이는 매우 민감한 개인들에게 있어 내부적 결정 상태가 음향 입력 자체보다 더 오래 지속될 수 있음을 시사한다.

저자들은 이러한 결과가 SPS가 점진적인 음향 증거로부터 범주적 전념으로의 매핑(mapping)과 그 전념의 시간적 유지에 영향을 미친다는 프레임워크를 지지한다고 주장한다. 본 연구는 개인의 청각 지각 특성을 규명할 때 반응 편향, 증거 민감도, 결정 이력을 구분하는 것이 필수적임을 강조한다.