Introduction
스마트미디어란 정보통신기술과 미디어가 결합해 시공간 및 기기의 제약 없이 양방향적 소통을 기반으로 다양한 콘텐츠를 제공자와 사용자의 경계 없이 융합적·지능적으로 전달하는 매체 및 서비스를 의미한다(Shin, 2023). 우리나라 전체 가구의 97.3%가 스마트기기를 보유하고 있으며(Ministry of Science and ICT [MSIT] & National Information Society Agency [NIA], 2023a), 모든 연령대에서 스마트미디어 사용은 일상화되었다. 더구나 스마트미디어에 최초로 노출되는 시기는 점차 하향화되어 스마트미디어 이용 유아 중 45.1%가 12-24개월에 이미 스마트미디어 사용을 시작한 것으로 나타났다(Oh & Park, 2019). 그리고 스마트미디어 이용시간 또한 적지 않은데, 3-9세 유·아동의 최근 1개월간 스마트기기 사용시간은 주 평균 7.2시간으로(MSIT & NIA, 2023a), 이는 World Health Organization (WHO; 2019)의 하루 1시간 미만 사용 권고 기준을 초과한다. 이러한 사회적 상황에서 유아를 둘러싼 스마트미디어 환경이 그들의 삶에 어떠한 영향을 미치는지 살펴봐야 할 필요성이 더욱 강조되고 있다.
스마트미디어의 과도한 사용이 초래하는 부정적 결과에 대한 사회적 우려에도 불구하고 적지 않은 유아들이 스마트미디어 과의존 위험에 처해있음에 주목할 필요가 있다. 스마트 미디어 과의존이란 스마트미디어 과다 이용으로 스마트미디어에 대한 현저성이 증가하고, 이용 조절력이 감소하여 문제적 결과를 경험하는 상태를 의미한다(MSIT & NIA, 2023b). 2023년 기준으로 3-9세 유·아동의 스마트폰 과의존 위험군 비율은 25.0%로 10대의 40.1%와 20대의 33.2%보다는 낮으나 30대 23.5%와 40대 20.6%와 비슷한 수준이다(MSIT & NIA, 2023b). TV로 대표되는 전통적 미디어와 달리 스마트폰과 태블릿 PC로 대표되는 스마트미디어는 휴대성, 이동성, 반응성과 상호작용성 측면에서 차별화된다. 더구나 조작의 용이성으로 인해 어린 유아들도 손쉽게 사용 가능한 특징을 갖는다. 따라서 스마트미디어는 유아 발달에 영향을 미칠 가능성이 크다. 실제로 스마트미디어 최초 이용 시기가 빠르거나 과다사용할 경우 공격성, 불안 및 우울과 같은 사회·정서적 행동문제를 야기하고(Griffith, Bagner, & Hart, 2024; S. J. Kim & Chung, 2016), 인지 및 언어발달(E. Kim & Jeon, 2020)에 부정적인 영향을 미쳤다.
유아기에 급속히 발달하는 실행기능의 중요성을 강조한 선행연구들(McNeill, Howard, Vella, & Cliff, 2019; Portugal, Hendry, Smith, & Bedford, 2023; Wu, Dong, Liu, & Li, 2023)은 스마트미디어 과의존이 실행기능에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 실행기능은 목표지향적 행동을 위해 자신의 사고와 행동을 의식적으로 조절하는데 필요한 고차원적인 인지과정으로(Best & Miller, 2010), 원만한 또래관계(Holmes, KimSpoon, & Deater-Deckard, 2016), 유아교육기관 적응 및 학교준비도(Cha, 2018) 등의 긍정적 발달을 성취하는데 필수적인 요인이다. 실행기능은 3세를 기점으로 아동기 초기까지 급격하게 발달하여 청소년까지 지속된다(Best & Miller, 2010). 실행기능의 발달은 뇌의 성숙과 관련이 있으며 환경의 영향에 매우 민감하다. 뇌 가소성 측면에서 보면, 유아기의 미디어 사용에 따라 뇌의 성숙 및 실행기능 발달수준이 달라질 가능성이 크다(Wu et al., 2023). Wu 등(2023)의 연구에 의하면 유아의 스마트미디어 사용은 뇌의 전두엽, 두정엽, 측두엽, 후두엽, 뇌 연결성(brain connectivity) 및 뇌 네트워크(brain network)에서 기능적 변화를 일으키는데, 특히 실행기능과 관련된 전전두피질은 가장 영향을 많이 받는 영역으로서 장기적으로 구조적 변화가 나타나기도 한다. 이는 뇌 가소성이 높은 유아기 동안, 스마트미디어 과의존 상태는 전두엽의 기능적 구조적 변화를 초래함으로써 실행기능 발달에 부정적 영향을 미칠 수 있음을 보여준다.
나아가 최근 일부 연구들(Y. K. Kim, Park, Park, & Hong, 2024; Merín et al, 2024)은 유아기 스마트미디어 과의존과 실행기능 간의 관계를 설명하는 심리적 기제를 밝히기 위해 수면의 매개적 역할에 주목하고 있다. 수면은 인간의 삶에서 가장 큰 부분을 차지하는 생리적 활동으로 유아의 신체기능 회복과 건강 유지에 필수적이다. 생후 2년 동안 신경학적 뇌가소성, 수초화 및 시냅스 가지치기와 같은 뇌의 성숙으로 인해 수면 패턴이 급격히 변화하고, 2-5세 사이에 이러한 변화는 점진적으로 지속된다(Bathory & Tomopoulos, 2017). 구체적으로 수면의 양 감소, 야간수면의 증가와 낮잠의 감소, 그리고 REM 수면 양의 감소와 같이 수면의 효율성이 증대된다. 그러나 수면문제가 있는 유아들은 충분하지 못한 수면의 양, 잠들기까지 시간이 오래 걸리는 수면착수지연 문제뿐 아니라 혼자 쉽게 잠들지 못하고 수면 중간에 깨거나, 수면 중 이갈이, 잠꼬대, 호흡곤란 등의 행동상의 문제를 보인다(Lee & Park, 2016; Owens, Spirito, & McGuinn, 2000).
스마트미디어 과의존은 이러한 수면문제를 야기할 가능성이 높다(Axelsson et al., 2022). 스마트미디어는 다음의 몇 가지 방식으로 수면에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 스마트미디어 사용이 수면시간을 대체함으로써 실질적인 수면 양을 줄이거나(Exelmans & Van den Bulck, 2017), 스마트미디어 기기에서 방출되는 청색광이 멜라토닌 분비를 억제하여 수면 시간 감소와 수면착수지연을 야기한다(Cajochen, 2007). 또한 스마트미디어 콘텐츠의 과도한 자극은 생리적 각성상태를 유발 및 유지되도록 함으로써 수면 질을 낮춘다(Cain & Gradisar, 2010). 이와 같이 스마트미디어 과의존은 수면의 양을 줄이고 수면 질을 저하시킴을 알 수 있다.
더불어 수면은 행동, 인지 및 정서 조절에 관여하는 생명조절 체계(bioregulatory system)의 하나로서 실행기능 발달과 관련성이 크다(Merín et al., 2024). 이는 수면과 실행기능이 전두엽 발달 및 뇌의 성숙과정의 메커니즘을 공유한다는 경험적 근거들(Merín et al., 2024; Molińska & Złotogórska, 2016)에 기반을 둔다. 수면문제에 가장 취약한 뇌 영역이 전전두피질인 데, 이는 실행기능 발달에 주로 관여하는 것으로 알려진 영역이다. 실제로 수면문제는 전전두피질의 활성화를 감소시켜 실행기능 과제의 수행력을 낮추었다(Vriend et al., 2013). 유아기는 뇌의 성숙을 기반으로 수면 패턴이 확립되는 시기이며(Bathory & Tomopoulos, 2017) 동시에 실행기능이 급격히 발달하는 시기(Best & Miller, 2010)이므로 이 시기 수면문제와 실행기능은 관련성이 크다고 할 수 있다.
요약하면, 스마트미디어 과의존과 실행기능, 스마트미디어 과의존과 수면문제, 그리고 수면문제와 실행기능 간의 관련성을 밝힌 선행연구에 근거하여 스마트미디어 과의존이 실행기능에 직접적인 영향을 미칠 뿐 아니라 수면문제를 매개로 하여 간접적인 영향을 미칠 것으로 예상된다.
한편 스마트미디어와 실행기능 간의 관계에 관한 기존 연구들은 실행기능의 다차원적 특성을 반영하지 못하고 있다. 실행기능은 정서와 동기가 수반되는지 여부에 따라 인지적 실행기능(cool executive function)과 정서적 실행기능(hot executive function)으로 구분된다(Zelazo & Müller, 2002). 이는 뇌신경학적 근거에 기반하는데(Rubia, 2011), 인지적 실행기능은 정서나 동기로부터 중립적이고 비맥락적인 상황에서 요구되는 능력, 즉 억제, 작업기억과 전환으로 대표되는 것으로 배외측 전전두피질의 활성화와 관련된다. 반면 정서적 실행기능은 정서나 동기적 맥락이 주어진 상황, 예를 들어 보상 혹은 처벌이 주어지는 상황에서 요구되는 능력, 즉 만족지연능력으로 주로 평가되는 것으로(Choi, 2018), 안와전두피질 및 복내측 전전두피질의 활성화와 관련된다.
인지적 실행기능과 정서적 실행기능 간의 뇌신경학적 측면에서의 차이뿐 아니라 발달궤적에서의 차이도 확인되는데, 인지적 실행기능의 핵심 영역인 억제, 작업기억과 전환은 3-5세 동안에 급격히 발달한다(Best & Miller, 2010). 억제는 목표를 이루기 위해 우세하지만 불필요한 반응을 억제하면서 적절한 반응을 선택하는 능력(Moore, Barresi, & Thompson, 1998)으로서 3세경 발달이 시작되어 3-6세 사이에 가장 의미있는 발달을 보인다. 작업기억은 단기기억에서 정보를 유지하면서 동시에 새로운 정보를 처리하는 능력으로(Baddeley, 2000) 4세에서 15세까지 선형적으로 증가한다(Gathercole, Pickering, Ambridge, & Wearing, 2004). 그리고 전환은 목표 달성을 위해 정신상태 혹은 과제 사이를 전환하는 능력으로(Miyake et al., 2000), 3-4세경에 출현하여 단순한 전환과제를 수행하기 시작하여 12세경에 성인 수준으로 발달한다(Hughes, 1998). 또한 정서적 실행기능도 유아기 동안 급격히 발달하지만, 인지적 실행기능 보다 다소 늦은 3.5세경부터 발달이 시작되는 것으로 알려져 있다(Choi, 2018; Meuwissen & Zelazo, 2014). 한 편 인지적 실행기능과 정서적 실행기능이 유아의 발달영역에 따라 미치는 영향이 다름을 보고한 몇몇 연구(Brock, Rimm-Kaufman, Nathanson, & Grimm, 2009; S. Kim, Nordling, Yoon, Boldt, & Kochanska, 2013)에 의하면, 인지적 실행기능은 학업 수행 및 인지적 문제해결력과 관련이 있는 반면 정서적 실행기능은 학업수행과는 관련이 없지만(Brock et al., 2009), 정서조절에 관여함으로써 행동문제를 예측하는 것으로 확인되었다(S. Kim et al., 2013). 이는 인지적 실행기능과 정서적 실행기능이 뇌신경학적 측면과 발달궤적에서 차이를 보일 뿐 아니라 유아 발달에 관여하는 심리적 과정이 서로 다름을 시사한다. 따라서 유아의 스마트미디어 과의존이 실행기능에 미치는 영향은 실행기능 영역에 따라 다를 것으로 추정된다. 그러나 선행연구들은 인지적 실행기능과 정서적 실행기능을 함께 살펴보기보다는 인지적 실행기능을 주로 다루고 있으며, 더구나 인지적 실행기능의 핵심 영역인 억제, 작업기억과 전환의 합산지표를 활용하고 있어서 스마트미디어 과의존이 수면문제를 통해 실행기능 하위요인 각각에 어떠한 영향을 미치는가에 대한 정보는 제한적이다.
비록 소수 연구에서 스마트미디어 사용과 억제, 작업기억, 전환 각 하위영역 간의 관련성을 연구하였지만, 주로 스마트미디어 이용시간에 초점을 두고 있으며 그 결과 또한 일관되지 않았다. 예를 들어 Jusienė, Rakickienė, Breidokienė와 Laurinaitytė (2020)은 유아의 스크린-기반 미디어(스마트폰, 태블릿 PC, TV, 컴퓨터)의 이용시간이 억제, 작업기억과 전환 각 하위영역 모두에 영향을 미치지 않음을, McNeill 등(2019)은 하루 30분 이상 미디어 앱을 사용한 유아는 그렇지 않은 유아에 비해 1년 후의 억제 수준이 낮았던 반면 작업기억과 전환에서는 차이를 보이지 않음을 보고하였다. 또한 Portugal 등(2023)의 연구에서는 하루 15분 이상 스마트미디어를 사용한 유아는 그렇지 않은 유아에 비해 작업기억과 전환 수준은 낮았지만 억제와 만족지연과제에서는 차이가 확인되지 않았다. 이러한 비일관된 결과로 인해 스마트미디어 과의존이 인지적 실행기능과 정서적 실행기능에 어떠한 영향을 미치는가에 대해 일관된 설명을 하기 어렵다. 따라서 추가 연구가 요구되는 상황이다.
한편 다수의 선행연구에 의하면 유아의 연령(Best & Miller, 2010; Jusienė et al., 2020)과 가정소득(Lui, Hendry, Fiske, Dvergsdal, & Holmboe, 2021)은 일관되게 유아의 실행기능에 유의한 영향을 미쳤다. 따라서 본 연구에서는 스마트미디어 과의존과 실행기능 간의 관계에서 수면문제의 매개효과를 보다 명확히 하기 위해 유아의 연령과 가정소득을 통제변인으로 선정하고자 한다.
종합하면, 본 연구에서는 유아의 스마트미디어 사용이 일상화된 상황에서 스마트미디어 과의존과 실행기능 간의 관계를 설명하는 심리적 기제로서 수면문제의 매개적 역할을 확인하고자 한다. 구체적으로 실행기능의 다차원적 특성을 반영하여, 스마트미디어 과의존이 수면문제를 통해 인지적 실행기능(억제, 작업기억과 전환)과 정서적 실행기능(만족지연능력) 각 영역에 어떠한 영향을 미치는지 규명함으로써 스마트미디어 과의존이 실행기능 발달에 미치는 문제를 예방하고 중재 방안을 모색하는 것이 연구목적이다. 이에 따라 다음의 연구 문제를 제시하였다.
Methods
연구대상
연구대상은 어린이집에 다니고 있는 3-5세 유아 207명과 그 어머니이다. 연구대상의 일반적 특성을 Table 1에 제시하였다. 제시된 빈도와 퍼센트는 무응답자를 제외한 것이다.
연구도구
실행기능
실행기능을 측정하기 위해 인지적 실행기능에 해당하는 억제, 작업기억, 그리고 전환과 더불어 정서적 실행기능에 해당하는 만족지연능력을 각각 평가하였다.
인지적 실행기능 인지적 실행기능 중 억제는 Gerstadt, Hong과 Diamond (1994)의 낮-밤 과제를 사용하여 측정하였다. 유아는 낮을 연상시키는 해 그림카드가 제시되었을 때 밤이라고 응답하고, 밤을 연상시키는 달 그림카드를 제시되었을 때 낮이라고 응답하여야 한다. 4번의 연습 시행을 통해 유아가 충분히 과제를 이해했을 때 16번의 본 시행을 실시하였다. 이때 해 그림카드와 달 그림카드는 각각 8번씩 제시되었다(제시 순서: 달, 해, 해, 달, 해, 달, 달, 해, 해, 달, 해, 달, 달, 해, 달, 해). 각 시행에서 올바른 응답을 한 횟수를 기록하였다. 따라서 점수는 0-16점의 범위에 있고 점수를 많이 획득할수록 억제 수준이 높은 것을 의미한다.
인지적 실행기능 중 작업기억은 J. Kim (2013)이 Hughes (1998)의 8개 상자 과제를 일부 수정한 것을 사용하여 측정하였다. 구체적인 검사시행과정은 다음과 같다. 각기 다른 색깔의 8개 종이컵을 뒤집어 4개씩 2줄로 배열한 후, 유아가 지켜보는 가운데 각 종이컵 속에 캐릭터 지우개를 넣는다. 이때 검사자는 유아에게 종이컵 속에 든 지우개를 차례대로 모두 찾는 게임이라고 소개한다. 게임 규칙을 설명한 후, 유아가 원하는 색의 종이컵 한 개를 직접 선택하여 컵을 뒤집고 지우개를 꺼내도록 한다. 검사자는 유아가 선택한 종이컵 속에 지우개가 없음을 한 번 더 확인시켜 준다. 본 검사는 유아가 선택하여 지우개를 꺼낸 종이컵을 제외한 나머지 7개의 종이컵에 들어있는 지우개를 모두 찾는 것이다. 유아는 종이컵을 하나씩 뒤집어 지우개가 있는지 확인하고, 지우개가 있으면 꺼낸 뒤 그 종이컵은 제자리에 다시 둔다. 지우개가 없는 경우에도 그 종이컵은 제자리에 다시 둔다. 유아가 종이컵 하나를 뒤집어 지우개가 있는지 확인한 직후에 검사자는 매번 유아에게 눈을 감고 있도록 지시하고 1에서 10까지 소리 내어 세면서 종이컵 위치를 바꾼다. 유아가 종이컵 하나를 선택하여 지우개 유무를 확인할 수 있는 시행 기회는 최대한 15회이다. 유아가 7개의 지우개를 모두 찾거나 혹은 7개의 지우개를 모두 찾지 못해도 15회 시행 기회를 모두 사용한 경우에 검사는 종료된다. 유아가 실수 없이 연속으로 7회 시행에 7개 지우개를 모두 찾으면 0점을, 8회 시행 만에 모두 찾으면 1점을 획득하는 방식으로 15번 시행기회를 모두 사용하면 8점을 획득한다. 따라서 점수 범위는 0-8점이다. 점수가 낮을수록 작업기억 수준이 높음을 의미한다. 획득된 점수는 역점수화하여 분석에 사용하였다.
인지적 실행기능 중 전환은 Frye, Zelazo와 Palfai (1995)이 제작한 차원변경 카드분류과제를 사용하여 측정하였다. 두 가지 범주, 즉 색(빨강, 파랑)과 모양(토끼, 배) 으로 구성된 카드를 사용하여 다음의 세 가지 규칙에 따라 카드를 분류하게 된다. 첫 번째는 색 범주(빨강, 파랑)를 기준으로, 두 번째는 모양 범주(토끼, 배) 기준으로, 그리고 세 번째는 테두리 범주(테두리 유, 무)를 추가하여 테두리가 있으면 색 범주를 기준으로, 테두리가 없으면 모양 범주를 기준으로 카드를 분류해야 한다. 첫 번째 검사는 색 범주 기준으로 분류하는 과제로서, 과제 규칙을 설명한 후 2장의 연습카드(빨간색 토끼와 파란색 배)를 가지고 연습시행을 실시한 후 6회의 본 검사를 실시하였다. 두 번째 검사는 모양 범주 기준으로 분류하는 과제로서, 과제 규칙을 설명한 후 연습시행 없이 6회의 본 검사를 실시하였다. 세 번째 검사는 테두리 범주(테두리 유, 무)를 기준으로 분류하는 과제로서, 과제 규칙을 설명한 후 2장의 연습카드(테두리 없는 빨간색 토끼와 테두리가 있는 빨간색 토끼)를 가지고 연습시행을 실시한 후 12회의 본 검사를 실시하였다. 유아가 규칙에 맞게 분류하면 1점, 그렇지 않으면 0점으로 채점하였다. 따라서 총 24회 시행(색, 모양 분류과제 각각 6회와 테두리 과제 12회)에 따른 점수 범위는 0-24점이다. 점수가 높을수록 전환능력이 높음을 의미한다.
정서적 실행기능 정서적 실행기능은 만족지연능력으로 평가하였다. 만족지연능력을 측정하기 위해 Prencipe와 Zelazo (2005)의 만족지연과제를 사용하였다. 유아는 보상물(싸인펜, 비타민, 젤리) 1개를 지금 바로 갖는 것과 더 많은 보상물을 나중(점심시간 이후 혹은 하원 시)에 갖는 것 중에 선택한다. 보상물의 종류와 개수를 달리하여 유아에게 9번의 선택기회를 제공하였다. 보상물은 젤리(지금 1개 혹은 나중 6개), 싸인펜(1 혹은 2), 비타민(1 혹은 4), 젤리(1 혹은 2), 비타민(1 혹은 2), 싸인펜(1 혹은 4), 젤리(1 혹은 4), 비타민(1 혹은 6), 그리고 싸인펜(1 혹은 6)의 순서대로 제시되었다. 보상물을 나중에 갖겠다고 선택한 경우 1점을 부여하였다. 따라서 점수 범위는 0-9점이다. 점수가 높을수록 만족지연능력이 높음을 의미한다.
본 연구에서 사용된 실행기능 과제와 검사절차를 Table 2에 제시하였다.
스마트미디어 과의존
스마트미디어 과의존은 NIA (2014)에서 개발한 ‘유아동 스마트폰 중독 관찰자 척도’를 사용하여 측정하였다. 본 연구에서는 스마트폰뿐 아니라 태블릿 PC와 노트북 등의 스마트기기와 콘텐츠를 포괄하는 용어인 스마트미디어로 수정하여 사용하였다. 해당 척도는 현저성(5문항), 충동·강박적 사용(4문항), 금단(5문항), 내성(5문항), 문제(6문항), 그리고 대인 간 갈등(5문항)의 6개 하위영역, 총 30문항으로 구성되어 있다. 현저성은 스마트미디어 사용이 생활에서 가장 중요한 부분이 되어 사고, 정서, 행동을 지배하는 정도를(문항 예: “다른 어떠한 놀이 보다 스마트미디어를 갖고 노는 것을 좋아한다.”), 충동·강박적 사용은 수시로 스마트미디어를 사용하려고 하고 알림 기능에 즉시 반응하는 정도를(문항 예: “새 장난감을 사줘도 금새 흥미를 잃고 다시 스마트미디어를 사용한다.”), 금단은 스마트미디어를 사용하지 못하면 불안하고 초조해하며 짜증을 내는 정도를(문항 예: “스마트미디어를 그만 쓰라고 하면 반항적으로 화를 낸다.”), 문제는 스마트미디어 과다사용으로 인한 신체적 문제와 일탈 정도를(문항 예: “스마트미디어 사용에 대해 부모에게 거짓말을 한다.”), 마지막으로 대인 간 갈등은 스마트미디어 과다사용으로 인해 가족 등 주변 사람들과의 갈등 정도(문항 예: “스마트미디어 사용 때문에 아이와 자주 싸운다.”)를 의미한다. 각 문항에 대해 어머니가 매우 그렇지 않다(1점)에서매우 그렇다(4점)까지의 4점 척도에 응답하였다. 점수가 높을수록 스마트미디어 과의존 수준이 높음을 의미한다. 척도의 신뢰도 Cronbach’ α 값은 6개 하위영역 별로 .82, .75, .68, .77, .86, .62이었다.
수면문제
수면문제는 Lee와 Park (2016)이 Owens 등(2000)의 아동수면 습관질문지(The Children’s Sleep Habit a Questionnaire [CSHQ])를 한국판으로 타당화한 척도를 사용해 평가하였다. 해당 척도는 수면장애(8문항), 수면행동문제(21문항), 그리고 수면량/수면착수지연(4문항)의 3개 하위요인, 총 33문항 구성되어 있다. 수면장애는 어두운 것을 무서워하거나 혼자 자는 것에 대한 어려움을 가지며 수면을 시작할 때 뒤척이거나 보채는 행동을 보이는 것(문항 예: “취침 시간에 자러 가기를 거부한다.”)을 의미하고, 수면행동문제는 수면 중간에 깨거나, 수면 중에 이갈이나 잠꼬대 등 특이한 행동이나 코를 골거나 호흡곤란을 보이는 것을 의미한다(문항 예: “잠자면서 말을 한다, 자면서 숨을 몰아쉬거나 헐떡인다.”). 그리고 수면량/수면착수지연은 적당한 양의 수면시간을 가지지 못하거나 잠자리에 든지 20분 안에 잠들지 못하는 것을 의미한다(문항 예: “너무 적게 잔다.”). 각 문항에 대해 어머니가 자녀의 수면습관에 대해거의 그렇지 않다(주 평균 0-1일; 1점), 가끔 그렇다(주 평균 2-4일; 2점), 그리고 대개 그렇다(주 평균 5-7일; 3점)의 3점 척도에 응답하였다. 점수가 높을수록 수면문제 수준이 높음을 의미한다. 척도의 신뢰도 Cronbach’α 값은 3개 하위영역 별로 .60, .66, .74이었다.
연구절차
연구 참여 의사를 밝힌 경상남도 J시 소재의 어린이집 5개소에 재원 중인 유아 284명의 부모를 대상으로 연구설명서 및 부모동의서를 전달한 후 부모동의서가 회수된 207명의 유아를 대상으로 실행기능 검사를 하였다. 검사는 각 기관에서 제공한 독립적 공간에서 아동학 전공 대학원생 2인이 유아와 일대일로 대면하여 진행하였다. 유아에게 편안함을 주기 위해 실행기능 검사를 놀이라고 소개하였고 검사 시작 전에 유아의 참여 의사를 구두로 확인하였으며 놀이 도중 원하지 않으면 언제든지 그만두어도 좋다고 알려주었다. 4개의 과제(낮-밤 과제, 8개 상자 과제, 차원변경 카드분류과제, 만족지연과제)를 실시하였으며 순서는 역균형화하였다. 검사는 약 20분 정도 소요되었다. 그리고 유아의 스마트미디어 과의존과 수면문제에 대한 어머니 응답 자료를 수집하기 위해 유아를 통해 설문지를 전달하고 회수하였으며, 이러한 절차는 담임교사의 협조하에 진행되었다.
Results
유아의 스마트미디어 과의존, 수면문제 및 인지적·정서적 실행기능 간의 관계
유아의 스마트기기 과의존, 수면문제 및 인지적·정서적 실행기능 간의 상관관계 분석결과와 각 연구변인의 기술통계치를 Table 3에 제시하였다.
Table 3에 의하면 스마트미디어 과의존의 하위영역은 수면문제의 하위영역과 전반적으로 유의한 정적 관련성을 보였다(r = .15∼.30, p < .05, p < .01, 혹은 p < .001). 다만 현저성과 수면량/착수지연 간의 상관(r = .12), 금단과 수면장애 간의 상관(r = .08)과 문제와 수면장애 간의 상관(r = .11)은 유의하지 않았다. 스마트미디어 과의존과 실행기능 간의 관련성을 살펴보면, 스마트미디어 과의존 하위영역 모두 인지적 실행기능의 억제와 유의한 부적 상관(r = -.16∼-.26, p < .05, p < .01, 혹은 p < .001)이 있었다. 그러나 실행기능의 다른 영역 즉, 작업 기업과 만족지연능력과의 관련성은 나타나지 않았다. 다만 전환의 경우, 충동·강박적 사용(r = -.14, p < .05) 및 금단(r = -.14, p < .05)과 유의한 부적 관련성이 확인되었다. 마지막으로 수면문제와 실행기능 간의 관련성을 살펴보면, 수면장애는 억제(r = -.17, p < .05) 및 전환(r = -.23, p < .001)과 유의한 부적 관련성이, 수면양/착수지연은 억제(r = -.15, p < .05) 및 전환(r = -.20, p < .01)과 유의한 부적 관련성이 있었다. 통제변인인 유아의 연령은 실행기능 하위영역 모두와 유의한 정적 상관이(r = .33∼.42, p < .001), 가정소득은 억제를 제외한 실행기능의 다른 하위영역과 유의한 정적 상관이 있었다(r = .18∼.21, p < .05 혹은 p < .01). 한편 각 변인의 왜도 절대값이 .06∼1.91 사이에 위치하여 3을 초과하지 않고, 첨도 절대값도 .00∼3.92의 사이에 위치하여 10을 초과하지 않아서 정규성 가정이 충족되었다(Kline, 2005).
유아의 스마트미디어 과의존과 인지적·정서적 실행기능과의 관계에서 수면문제의 매개효과
유아의 스마트미디어 과의존과 실행기능 간의 관계에서 수면문제의 매개효과를 검증하기 위해서 구조방정식 모델링을 적용하였다. 이때 유아의 연령과 가정소득을 통제변인으로 투입하였다. 구조모델 설정 시, 본 연구의 6가지 잠재변수(스마트미디어 과의존, 수면문제, 억제, 작업기억, 전환, 만족지연능력) 중에서 억제, 작업기억, 전환과 만족지연능력의 경우 측정변수가 1개이므로 모델의 과소식별 위험이 예측되었다. 이런 경우 각 측정변수의 요인적재량을 1로 하고 측정오차를 ([1-신뢰도 α] × 분산) 값으로 고정시키는 것이 일반적이나(Bae, 2021), 해당 변수들은 단일지표(낮-밤과제, 8개 상자 과제, 차원 변경 카드분류과제, 만족지연과제)로 측정되어 신뢰도를 추정할 수 없다. 따라서 신뢰도 추정치를 0.7로 가정하여, (0.3 × 분산) 값을 측정오차로 설정하였다(Bae, 2021). 그리고 인지적 실행기능의 하위영역 간에는 측정오차 상관을 설정하였다. 구조모형 분석결과, 모형의 적합도는 χ² = 132.69 (df = 76, p < .001), GFI = .93, TLI = .91, RMSEA = .06으로 수용 가능한 수준임을 확인하였다. 스마트미디어 과의존, 수면문제와 인지적·정서적 실행기능 간의 관계에 대한 구조모형을 Figure 1에 제시하였고. 각 잠재변수 간의 경로계수는 Table 4에 제시하였다.
Table 4에 의하면 스마트미디어 과의존은 수면문제(β = .50, p < .001)와 인지적 실행기능의 한 영역인 억제에 각각 유의한 영향을 미쳤다(β = -.28, p < .01). 매개변인인 수면문제는 인지적 실행기능의 한 영역인 전환에 유의한 영향을 미쳤다(β = -.32, p < .05). 그리고 통제변인인 유아의 연령은 인지적·정서적 실행기능 모두에 유의한 영향을 미쳤으며, 가정소득은 억제를 제외한 인지적 실행기능(작업기억과 전환)과 정서적 실행기능(만족지연능력)에 유의한 영향을 미쳤다. 잠재변인들 간의 직·간접효과 및 총효과를 분석한 결과를 Table 5에 제시하였다.
Table 5를 살펴보면 유아의 스마트미디어 과의존은 수면문제에 직접적인 영향을(β = .50, p < .01), 수면문제는 전환에 직접적인 영향을 미쳤다(β = -.32, p < .05). 그리고 스마트미디어 과의존은 실행기능 하위영역 모두에 직접적인 영향은 미치지 않고, 수면문제를 매개로 하여 전환에 간접적인 영향을 미쳤다(β = -.16, p < .01). 간접효과의 유의성은 부트스트래핑을 통해 검증하였으며, 신뢰구간 95%에서 유의성을 확인하였다(B = -.16, SE = .57 CI = [-1.34, -.02], p < .05). 이는 유아의 연령과 가정소득의 영향을 통제한 조건에서, 스마트미디어 과의존과 전환 간의 관계를 수면문제가 완전매개함을 의미한다. 즉 스마트미디어 과의존 수준이 높을수록 수면문제 수준이 높아지고 이는 다시 전환능력을 감소시켰다. 한편 스마트미디어 과의존이 억제(β = -.34, p < .01) 및 만족지연능력(β = -.18, p < .05)에 미치는 총효과는 유의하였으나, 각각의 직·간접효과는 유의하지 않았다. 따라서 본 연구에서는 매개효과 분석 시 간접효과의 유의성에 초점을 두어야 한다는 Hayes (2013)의 견해에 따라 간접효과의 유의성이 나타난, 스마트미디어 과의존이 수면문제를 통해 전환에 미치는 간접적 영향을 중심으로 살펴보고자 한다.
Discussion
본 연구에서는 유아의 스마트미디어 과의존과 실행기능 간의 관계에 작용하는 심리적 기제를 밝히기 위해 수면문제의 매개적 역할을 규명하였다. 그리고 인지적 실행기능(억제, 작업기억, 전환)과 정서적 실행기능(만족지연능력) 각각에 대해 스마트미디어 과의존이 어떠한 방식으로 영향을 미치는지 확인함으로써, 스마트미디어 과의존으로 인한 실행기능 곤란의 예방 및 중재 방안을 모색하고자 하였다. 연구결과를 제시하고 논의하면 다음과 같다.
첫째, 스마트미디어 과의존은 인지적 실행기능(억제, 작업기억, 전환)과 정서적 실행기능(만족지연능력)에 직접적인 영향을 미치지 않았다. 이는 스마트미디어 과의존이 억제(McNeill et al., 2019; Meng et al., 2024), 작업기억(Portugal et al., 2023), 전환(Li et al., 2021) 및 만족지연능력(Huber, Yeates, Meyer, Fleckhammer, & Kaufman, 2018)에 직접적인 영향을 미친다고 보고한 연구들과 다른 결과이다. 반면 스크린-기반 미디어(스마트폰, 태블릿 PC, TV, 컴퓨터) 사용시간이 억제, 작업기억과 전환 각 하위영역 모두에 영향을 미치지 않음을 보고한 연구(Jusienė et al., 2020)와 메타분석을 통해 유아의 스마트폰 및 태블릿 사용과 실행기능 간의 관계가 유의하지 않음을 보고한 연구(Mallawaarachchi, Anglim, Hooley, & Horwood, 2022)와 일치한다. 이러한 비일관된 결과는 스마트미디어의 특성에 기인한 것일 수 있다. 전통적 미디어인 TV와 달리 스 마트미디어는 유아 개인에 맞춰 콘텐츠 내용을 선택할 수 있고, 교육적이고 양방향적 상호작용이 가능한 앱에 쉽게 접근할 수도 있다. 따라서 스마트미디어 이용시간 그 자체보다는 유아가 어떤 유형의 콘텐츠를 어떤 방식으로 사용하는가에 따라 실행기능에 미치는 영향이 달라질 수 있다(Axelsson et al., 2022). 실제로 터치스크린 기기를 통한 동영상 시청과 같은 수동적 사용(passive use)은 실행기능과 관련성이 없었지만 그림 그리기와 같은 창의적 활동이 가능한 앱을 활용한 능동적 사용(active use)은 실행기능과 정적 관련성이 있었다(Mortimer et al., 2024). 또한 하루 15분 이상 판타지 중심의 콘텐츠에 노출되었을 때 작업기억에 부적 영향을 미친(Portugal et al., 2023) 반면 교육용 앱 사용 후에는 전환과 만족지연능력이 오히려 향상되었다(Huber et al., 2018). 따라서 후속연구에서는 스마트미디어 사용시간과 더불어 사용방식, 콘텐츠 유형 등의 요인들이 함께 고려될 필요가 있다.
둘째, 유아의 스마트미디어 과의존과 인지적 실행기능의 한 영역인 전환과의 관계에서 수면문제의 완전매개효과를 확인하였다. 유아의 일상에서 스마트미디어가 많은 부분을 차지함으로써 신체적 문제 및 부모와의 갈등을 유발하거나, 스마트미디어 사용이 제한되었을 때 불안해지는, 즉 스마트미디어 과의존 수준이 높을수록 유아의 수면문제 수준도 높아졌다. 구체적으로 충분한 양의 수면을 취하지 못할 뿐 아니라 잠들기까지 시간이 오래 걸리거나 혼자 쉽게 잠들지 못하는 등 수면의 효율성이 낮아졌다. 이는 결국 목표 달성을 위해 정신 상태 혹은 과제 사이를 전환하는 능력을 감소시켰다. 본 연구 결과는 미디어 사용과 실행기능 간의 관계에서 수면문제의 매개효과를 밝힌 일부 연구들(Y. K. Kim et al., 2024; Merín et al., 2024)을 지지한다. 이들 연구가 미디어 이용의 양적 측면 즉, 이용시간에 초점을 두거나 실행기능 영역을 구분하지 않아서 본 연구결과와 직접 비교하기 힘들지만, Y. K. Kim 등(2024)은 유아의 영상미디어 시청시간과 집행기능곤란 간의 관계가 취침시간에 의해 매개됨을 밝혔으며, Merín 등(2024)은 과도한 영상시청이 수면의 양과 질에 영향을 미치고 이는 다시 인지적 곤란을 야기함을 밝힌 바 있다.
이러한 매개적 관계는 스마트미디어 과의존과 유아의 생리적·인지적 조절체계와의 관련성에 기인한 것으로 추정된다(Bernier, Carlson, Bordeleau, & Carrier, 2010). 스마트미디어 과의존은 대표적인 생리적 조절체계인 수면에 영향을 미친다. 수면조절은 항상성 과정(homeostatic process), 즉 깨어있는 동안에 수면 압력이 증가하여 축적되었다가 수면하는 동안 소멸되는 조절기제가 작동하는 과정의 하나로서(Bernier et al., 2010), 주로 전두엽 발달과 관련있다. 충분한 수면의 양과 높은 수면의 질은 이러한 조절과정에 필수적이다. 그러나 스마트미디어 과의존은 이러한 수면 조절과정을 방해했을 가능성이 크다. 스마트미디어 과의존은 수면시간을 대체하거나(Exelmans & Van den Bulck, 2017), 스마트기기의 청색광이 멜라토닌 분비를 억제시키거나(Cajochen, 2007), 과도한 자극이 생리적 각성 수준을 증가시킴으로써(Cain & Gradisar, 2010) 수면조절시스템에 부정적인 영향을 미쳤을 것이다.
또한 생리적 조절체계인 수면은 인지적 조절체계인 실행기능과 전전두피질의 성숙을 공유한다는 점에서 유관성이 크다고 할 수 있다(Bernier et al., 2010; Merín et al., 2024). 수면은 뇌의 기능과 구조에 영향을 미치는데, 수면 중에 뇌는 정보처리와 기억을 정리하고 뉴런 간의 연결을 강화하는 역할을 한다(Dutil et al., 2018). 예를 들어 정보를 단기기억에서 장기기억으로 저장하는 과정을 의미하는 기억공고화(memory consolidation)는 수면 중에 활성화되는데, 공고화가 잘 된 기억은 새로운 상황에서 정보를 유연하게 사용할 수 있도록 돕는다(Dutil et al., 2018). 그러나 수면문제는 기억공고화를 방해함으로써 전환, 즉 상황에 맞게 정신상태 혹은 규칙을 바꿀 수 있는 능력을 감소시킨 것으로 추정해 볼 수 있다. 요약하면 스마트미디어 과의존은 유아의 생리적·인지적 조절체계에 부정적인 영향을 미친 것이 보인다. 스마트미디어 과의존은 생리적 조절체계인 수면발달에 어려움을 가져오고, 이는 다시 인지조절체계의 하나인 실행기능 특히 전환능력의 감소를 가져온 것으로 보인다.
셋째, 스마트미디어 과의존으로 인한 수면문제는 실행기능의 하위영역 중에서 전환에만 영향을 미쳤다. 이는 수면문제가 억제(Bernier, Cimon-Paquet, & Tétreault, 2021) 혹은 작업기억(Peled & Scher, 2021)에 영향을 미친다고 밝힌 연구결과와 상이하다. 반면 한 메타분석연구(Molińska & Złotogórska, 2016)에 의하면 유아의 수면 부족은 억제와 작업기억이 아닌 전환에만 영향을 미쳤다. 수면이 어떠한 기제를 통해 전환에 영향을 미치는지 명확하지 않다. 다만 Bernier, Beauchamp, Bouvette-Turcot, Carlson과 Carrier (2013)이 성인 대상의 연구에 근거하여 유아의 수면이 실행기능에 미치는 영향을 신경생리학적 측면으로 설명한 바에 따르면, 이전 학습을 통해 활성화되었던 신경회로가 수면 중에 다시 활성화되고, 뇌 가소성 및 학습과 관련된 단백질이 상향 조절되거나 뇌 활동에 필요한 에너지원인 뇌 글리코겐이 소진되었다가 다시 회복되는 과정을 통해 실행기능이 향상되었다. 특히 유아기는 실행기능과 관련된 전두엽의 발달이 급격한 시기이므로 이런 과정이 보다 강하게 작용할 가능성이 있다. 또 다른 가능한 설명은 실행기능 하위영역에 따라 인지적 요구 수준이 다름에 있다. 몇몇 성인 대상의 연구에 의하면 인지적 요구가 높고 복잡성이 높은 과제일수록 전두엽에 대한 의존도가 높아져서 수면문제에 더 취약하였다(Molińska & Złotogórska, 2016). 우세한 반응을 억제하고 동시에 우세하지 않은 반응을 활성화시켜야 하는 억제 및 정보를 일시적으로 유지하고 조작하는 능력인 작업기억에 비해 전환은 보다 더 높은 수준의 인지능력을 요구한다. 즉 유아는 전환과제 수행 시 변경된 규칙을 매번 갱신하고 규칙에 따라 정신상태를 지속적으로 바꾸어야 한다. 더불어 정서와 동기적 맥락에서 작용하는 인지능력인 정서적 실행기능은 주로 만족지연과제를 통해 평가되는데, 유아는 만족지연과제에서 미래의 더 큰 보상을 얻기 위해 우세적인 반응, 즉 즉각적 보상에 반응하는 것을 억제해야 한다. 이는 비교적 낮은 수준의 인지적 조작을 요구한다(Choi, 2018). 따라서 유아기의 스마트미디어 과의존으로 인한 수면문제는 억제, 작업기억, 그리고 만족지연능력 보다는 인지적 요구 수준이 높은 전환에 더 큰 영향을 미친 것으로 추정해 볼 수 있다. 그러나 후속 연구를 통해 결과의 반복가능성을 확인할 필요가 있다.
종합하면 유아의 스마트미디어 과의존과 실행기능 간의 관계는 실행기능 하위영역에 따라 달랐다. 스마트미디어 과의존은 인지적·정서적 실행기능 모두에 대한 직접효과는 없었지만, 전환능력에 대해서는 수면문제를 통해 간접효과가 있었다. 따라서 스마트미디어 과의존이 실행기능 특히, 전환능력 발달에 미치는 부정적 영향을 줄이기 위해서는 스마트미디어 과의존 예방 및 중재와 더불어 유아기 수면의 중요성을 강조하고 높은 수면의 질을 유지하도록 적절한 개입이 필요함을 확인하였다.
본 연구의 의의는 다음과 같다. 첫째, 스마트미디어 과의존과 실행기능 간의 관계를 설명하는 심리적 기제로서 수면의 역할을 밝힌 점이다. 이를 통해 스마트미디어 과의존 수준이 높은 유아의 실행기능 발달을 위해서는 수면문제 예방 및 중재가 필요함을 확인할 수 있었다. 둘째, 스마트미디어 과의존이 수면문제를 통해 실행기능에 미치는 영향이 실행기능 하위 영역에 따라 다름을 밝힘으로써, 영역-특정적(domain-specific) 과정이 고려되어야 함을 확인하였다. 셋째, 유아의 실행기능을 수행과제에 기반하여 평가함으로써 측정의 객관성을 확보하고자 하였다. 마지막으로 실행기능에 대한 유아의 연령과 가정소득의 영향을 통제함으로써, 실행기능에 대한 스마트미디어 과의존과 수면의 영향을 명확히 하고자 하였다.
연구의 제한점을 서술하고 후속연구를 제안하고자 한다. 첫째, 본 연구는 횡단적 설계에 기반한 것이므로 스마트미디어 과의존, 수면문제와 실행기능 간의 관계를 인과적으로 해석할 수 없다. 종단적 연구를 통해 인과적 혹은 양방향적 관계를 규명할 필요가 있다. 둘째, 정서적 실행기능 평가를 위해 사용된 만족지연과제는 단순히 보상을 제공한다는 측면에서 정서적· 동기적 요인이 충분히 반영되지 않았을 수 있다. 셋째, 스마트미디어 과의존과 수면문제에 대한 평가를 어머니의 보고에 의존한 점이다. 다이어리 작성을 통해 스마트미디어 사용을 기록하거나 수면활동기록기를 사용하여 수면의 질을 평가하는 등 객관적 평가방법을 함께 사용할 필요가 있다. 넷째, 통제변인으로 유아의 연령과 가정소득 만을 선정하였으나, 추후 연구에서는 유아 성별과 부모 학력 등 보다 다양한 유아 및 부모 요인을 함께 고려할 필요가 있다. 마지막으로 본 연구는 일반 유아를 대상으로 하였기에 스마트미디어 과의존 위험집단을 위한 중재방안을 제안하는 데 한계를 갖는다. 따라서 이들 대상의 연구가 수행될 필요가 있다.
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