언캐니 밸리 현상이란 인간 유사성을 보이는 대상에 대한 부정적 감정의 발생되는 상황을 의미하며, 이는 언캐니 자극에 대한 범주화 과정에서 초래된 인지적 부담이 원인일 가능성이 있다. 본 연구는 인지적 부담 가설에 근거해 비인간, 인간 및 언캐니 얼굴에 대한 oddball 과제를 실시하고 세 얼굴이 촉발시킨 사건관련전위를 관찰했다. 실험 1에서는 도식적 얼굴을 사용해 전체 시행 중 80%의 시행에서 비인간 얼굴을(일반 시행), 10% 시행에서 인간(표적 시행) 그리고 나머지 10%의 나머지 시행에서 언캐니 얼굴(언캐니 시행)을 제시하였다. 그 결과, oddball 시행에 해당 하는 표적 및 언캐니 시행의 반응이 상대적으로 부정확했으며 반응시간 또한 지연되었으나 세 시행 유형 간 P3 및 N170 성분의 차이는 분명하지 않았다. 실험 2에서는 3-D 랜더링을 통해 사실감을 증가시켜 범주적 상충의 정도를 증가시킨 얼굴 자극을 사용한 결과 행동적 수준에서 실험 1과 유사한 결과가 관찰되었다. 반면 N170의 경우 일반 시행에 비해 표적과 언캐니 시행의 정점 전위가 분명하게 증가하였으며, P3 성분의 경우 일반 시행에서 진폭이 가장 낮았고 언캐니와 표적 시행 간에는 차이가 없었다. P3 성분의 잠재기 또한 일반, 표적, 언캐니 순으로 지연된 것이 관찰되었다. 실험 1과 2에 걸친 N170와 P3의 발현 패턴의 변화는 언캐니 얼굴이 감각적 수준에서는 인간의 얼굴로 식별되지만 이를 비표적으로 범주화할 것을 oddball 과제에서 강제하기 때문에 초래된 범주화 상충이 원인인 것으로 짐작된다. 또한 사실감이 추가된 언캐니 얼굴 자극이 사용되었을 때 범주화 상충에 의한 인지적 부담이 증가했다는 점은 언캐니 밸리 현상의 배후로 추정되는 인지적 부담이 자극의 복잡성 증가에 따른 상충 정보의 증가에 의해 유발 될 가능성을 시사한다.