고전적 조건형성을 통한 학습

파블로프’라는 이름이 종을 울리는가? 이러한 정말 좋지 않은 농담 |고전적 조건형성 이전까지 이해한다면 이미 고전적 조건형성에 대해 어느 정도 익숙해져 자극인 조건자극(CS)이 짝지음을 무조건자극(UCS)의 도착을 알리는 다는 것을 의미한다. 고전적 조건형성(classical conditioning)은 학습 됨으로써 그 자극(CS)에 대한 새로운 응(CR)을 얻도록 하는 과정 의 과정으로서 하나의 자극이 다른 자극의 도착을 알려 주게 되는 것을 말한다. 여기에서 자극이란 사람이나 동물이 인식할 수 있는 어떤 장면, 소리, 냄 새, 맛, 몸의 감각 같은 것을 말한다. 우리는 제1장에서 파블로프가 실험한 개들이 어떤 소리(일차적 자극)를 듣고 타액을 분비했는데, 그것은 그 개들이 그 소리를 들은 후에 그들의 입에 음식(이차적 자극, 두 번째 자극)이 들어올 것이라고 기대하도록 학습되었 기 때문이라고 배웠다. 파블로프가 이러한 유형의 학습을 체계적으로 연구했던 첫 연 구자였기 때문에 고전적 조건형성은 파블로프식 조건형성이라고 하기도 한다. 고전적 조건형성을 이해하고 학습에 있어서 고전적 조건형성의 중요성을 학습하기 위해 파블로프의 실험에 대해 좀 더 알아보기로 하자.

 

고전적 조건형성의 요소와 절차

러시아 심리학자이다. 파블로프는 개의 소화과정을 연구했다. 그는 개들을가 이반 파블로프는 소화의 생리적 기능에 관한 연구로 1904년에 노벨 생리학 의학상 죽끈에 묶어 두고, 소화의 첫 번째 단계인 침 분비량을 측정하기 위해 뺨에 튜브를샵 입했다. 파블로프는 개의 침이 쌈을 통해 배율되도록 침이 흐르는 방향을 전환시키 는 방법을 고안해냈다. 이 연구의 일환으로 개에게 음식(고깃가루)을 제공하고 난 뒤, 침(타액)의 양을 측정했다. 여러분은 파블 로프의 실험에 어떤 개를 사용했는지 궁금 할 것이다. 그는 특정 품종을 고집하지 않았 고, 개의 품종 선택에 까다롭지 않았다. 그 는 잡종을 포합한 모든 종류의 개를 사용했다 (Eveleth, 2013). 개에게 이름을 지어준 것을 보면 파블로프가 개를 사랑했음을 알 수있다(Tully, 2003).

개의 사진과 이름은 웹사이 트(https://www.smithsonianmag.com/smart- 파블로프의 실험실을 찍은 사진 개의 원쪽 뱀을 보면 알 수 있듯이 파블 news/what-kind-of-dog-was-pavlovs 로프는 개의뺨에서바로 타액을 내보내는 실험 장치를 고안하여, 타액 분비를 정확히 측정할 수 있었다 dog-22159544)에서 볼 수 있다. 소화에 관한 = 그의 연구에서 파블로프는 우연한 발견을 하 등 계 되었는데, 그것은 개들이 고깃가루가 입속에 들어가기도 전에 타액을 분비하기 시 작한다는 것이었다. 예블 들어 개들은 고깃가루를 가지고 오는 사람의 발자국 소리만 듣고도 침을 흘렸다. 파블로프는 그 이유가 알고 싶어졌고 이 발견은 그의 연구의 초점 이되었다. 그가 한 실험은 정확히 무엇일까?

무조건자극과 무조건반응 먼저 고깃가루가 입에 들어왔을 때 개가 왜침을 흘렸을지 생 각해보자. 입으로 음식이 들어올 때 침이 분비되는 것은 반사적인 반웅이다. 이률반사 반사 무조건자극이 무조건반응을 자동으 로 이끌어내는 자극-반응 쌍 (relex)라고 하는데, 반사란 입속의 음식물과 침처럼 자극이자 무조건자극(UCS) 무조건반응이 자동으 로 일어나는 반사에서 사용된 자극 동으로 반응을 이끌어내는 자극-반응 쌍을 말한다. 자동적반 무조건반응(UCR) 무조건자극에 의해자 웅(타액)을 일으키는 반사적 자극(입속의 음식물)을 무조건자극 동으로 일어나는 반사작용에서의 반응

Science Source

(unconditioned stimulus, UCS)이라고 하고 무조건자극에 의해자 동으로 일어나게 된 반응을 무조건반응(unconditioned response , UCR)이라고 한다. 여기서 중요한 단어 는 ‘무조건’이라는 것인데, 이것은 자극 (음식)이 반응(칩 분비)을 이끌어내는 데 어떠한 학습도 필요하지 않다는 것을 의 미한다. 이러한 현상은 자연적으로 발생 하는 ‘반사’인 것이다. 이제 어떻게 그러 한 반사들이 조건형성을 이루는지 알아 보자.

중성자극, 조건자극, 조건반응 파블로프는 중성자극(neutral stimulus, NS)으로 시작 했는데, 중성자극이란 조건화될 반응을 자연적으로 이끌어내지 않는 자극을 의미한다 파블로프는 연구에서 버저, 메트로놈, 소리급쇠, 전기충격 등 다양한 중성자극(NS)을 사용했지만, Todes(2014)에 따르면 과블로프는 좋은 거의 사용하지 않았으며(p. 287) 개가 종소리를 들으면 침을 흘리도록 훈련시킨 적이 없다(p. 1). Todes는 파블로프가 중 성자극의 지속시간과 질을 통제해야 했기 때문에 종을 사용하지 않았으며, 이것은 종 으로 불가능하다고 주장했다. 그러나 Thomas(1997)는 파블로프가 고전적 조건화 연구 에서 종을 사용했다는 증거가 있다고 주장했다. 따라서 그가 종을 중성자극으로 사용 했는지는 분명하지 않다. 파블로프의 작업에 대한 논의에서 우리는 제1장에서 사용한 중성자극의 개념을 : 계속 사용할 것이다. 그가 중성자극을 사용한 것은 분명하다. 조건 형성 이전에 파블로프의 실험에 사용된 개들은 이러한 자극에 자동으로 반응하지 않았 다. 개들은 그자극들에 반응하기 위해 학습(조건화되도록)되어야만 했다. 그러한 조건 형성을 위해 중성자극(예 소리)은 무조건자극(음식물) 바로 전에 제시되었다. 여기에 서’바로 전’이라는 의미는 무엇일까? 이것은 몇 초 이전을 의미하지만 두 자극간의최 조건행성 동 하니 적의 시간간격은 단지 0.5초에서 1초 정도로 매우 짧다(Mazur, 1998). 조건자극과 무조 지구에 선행하되 무 건자극 사이의 시간간격은 고전적 조건형성에 있어 매우중요한 요소이다. 조건자극은 투지구이 이후까자 조건자국이 무조건자극보다 먼저 제시하여 무조건자극을 정확하게 예측해야 한다. 그렇지 않으면 조건화가 발생하지 않는다. 그 두자극은 보통 몇 번의 실험에서 [중성자극(NS) 고전적 조건화에서 조건 화될 반응을 자연적으로 이끌어내지 않는] 함께 짝지어져야만 한다. 일단 조건형성이 일어나면(고기가 입으로 들어가기도 전에 소리만 조건자극(CS) 고전적 조건형성에서 새로운 반응(조건반응)을 이끌어내는 자극 조건반응(CR) 조건화된 자극에 의해 일어나는 반응소리만 듣고도 개가 침을 흘리는 반응이 생긴다면) 그 중성자극은 조건자극(conditioned stimulus. CS)이라고 할수 있다. 이전에는 중성이있던 이 자극(소리)은 무조건자극(개의 입속의 음식, 즉 고깃가투)과 반복적으로 연합된 이후 새로운 반응(침 분비)을 끝어내게 된다. 조건자극(소리)에 대헤 학습된 반응(집 분비)을 조건반응(conditioned response, CR)이라고 한다.

고전적 조건형성의 요소에 대한 이해를 좀 확실히 하기 위해 한가지 예를더들 어보겠다. 눈 감박임 반응을 조건형성하는 것인데, 인간을 대상으로 하는 고전적 조건 형성 실험에 자주 쓰인다. 소리와 같은 중성자극을 눈에 바람 불어넣기(무조건자국)바 로 직전에 제시한다. 처음에는 훅 들어오는 바람(무조건자극)에 반사적으로 눈을 깜박 (무조권반응)이지만, 눈에 바랍을 불기 바로 직전에 소리를 들려주는 연합을 반복적으 로 시행하면 연합되기 이전에 중성이던 자극(소리)이 조건화된 자극이 되어 이제는 눈 에 바람을 불기도 전에 눈을 깜박이는 새로운 반응을 일으킨다. 이 실험의 경우 눈을 깜박이는 것은 눈에 들어오는 바람에 대해 적응한 방어하는 반응이 된다. 20세기 초 반 주요 행동심리학자 중 한 사람인 클라크 혈은 무조건자극으로 눈에 바람 불기 대신 내리기를 선택하고 자신의 예일대학교 대학원생들을 대상으로 실험하였다(Gluck Mercado, & Myers, 2011). 혈은 자신의 대학원생들에게 뺨을 때리면 눈을 깜박이도록 훈련시켰다. 혈 이후로 명백하게 윤리적으로 문제가 되는 뺨 내리기를 인간 대상의 고 전적 조건형성 실험에서 무조건자극으로 사용한 연구자는 없다.

지연과흔적 조건형성 지연과 흔적 조건형성을 설명하기 위해 조건자극과 무조건자극 을 참조하지만, 조건자극은 조건반웅이 발생하기 전까지 중성자극임을 기억하라. 그러 나 한 번 발생하면 그것은 조건자극이 된다. 이 조건화는 조건자극이 무조건자극의 발 생에 대한 신뢰할 수 있는 예측변수임을 학습해야 하기 때문에 조건자극은 무조건자극 바로 앞에 제시된다. 쉽게 말해 조전자극(소리)은 무조건자극(음식물-고깃가루)이 지 시되기 직전에 제시되어야 한다. 그러므로 조전자극 전에 무조건자극을 제시(후진 조 건형성이라 합)하거나, 또는 조건자극과 무조건자극을 동시에 제시(동시 조건형성이 라 함)하면 조건형성이 아예 이루어지지 않거나 부실한 조건형성이 이루어진다. 왜냐 하면 이 두 가지 경우에는 조건자극이 그 뒤에 무조건자극이 따라올 것이라는 신호로 작용하지 못하기 때문이다. 조건자극이 먼저 제시되어 그 뒤에는 무조건자극이 따라올

Elizabeth Jecker

1920년대에 예일대학교에서 고전적 조건형성 실험을 지도하고 있는 클라크 힐(맨 오른쪽 챙이 있는 모자 는 것이 조건형성된다. 이 실험은 흔적 조건형성의 예이다. 실제로 이 실험에 참여한 대학원생은 20세기의 를쓴 사람). 않아 있는 대학원생은 소리가 들리면 바로 직후에 얼굴을 때리는 것을 예상하고 눈을 김박이 가장 유명한 심리학자가 된 어니스트 힐가드이다.

조 전자극이 먼저 제시되는 방법에는 지연 조건형성과 흔적 조건형성 두 가지가 있다 지연 조건형성(delayed conditioning)에서는 조건자극이 무조건자극이 제시된 이후 까지 남아 있으므로 결과적으로 두 자극은 동시에 일어나는 것이다. 파블로프의 경우 해서는 소리가 켜지고 고깃가루가 개의 입에 들어가고 난 이후까지 그 소리는 꺼지지 않아야 한다는 의미이다. 이 절차를 ‘지연’이라고 하는데, 조건자극(소리)을 끄는 것 없애는 것)이 무조건자극이 시작된 이후까지 지연되기 때문이다. 흔적 조건형성(trace conditioning)에서는 조건자극을 중단하고 무조건자극을 제시하는 것 사이에 어떤 자극 도제시되지 않는 상태로 간격을 두어야 한다. 파블로프의 경우에 서는 소리를 켰다가 끈 후 개의 입에 고깃가루를 봉기 전에 잠시 시간을 두고 기다린다는 것을 의미한다. 학습된 자극 간의 연합을 위해 동물이든 (파블로프의 개의 경우) 사람이든 이후에 발생하는 무조건자극(고깃가루)과 짝지어진 조건자극(소리)의 ‘기억 흔적 을 유지해야만 한다. 그래서 이 조건형성을 흔적 조건형성이라고 부른다. 지연 조건형성은 고전적 조건형성 중에서 가장 효과적인 조건반응(CR)을 이끌어낸다.

그림 4.1 고전적 조건형성을 이루는 요소 고전적 조건형성의 이해는 반사(무조건빈음(UCR)을 지동으로 일으키는 무조건자극(UCS)라는 개념으로 부터 시작된다. 중성자극에서 새로운 반응을 조건화하기 위해서 중성자극은 무조건자극(UCS) 바로 전에 제 시된다. 몇 번의 짝짓기 후에 중성자극은 조건화된 반응(CR)이라는 새로운 반응을 이끌어낸다. 이때 비로소 중성자극은 조건자극(CS)이라고 부를 수 있게 된다.

절차인 반면, 흔적 조건형성은 자극들 사이의 간격이 매우 짧을 때에만 효과적일 수 있 다(Powell, Symbaluk, & MacDonald, 2002)

전체 고전적 조건형성 과정을 그림 4.1에 나타냈다. 그림 4.1은 조건형성과 연관된 다섯 가지 요소, 즉 무조건자극, 무조건반응, 조건자극(중성자극), 조건반응에 대해 데 욱 확실히 이해하는 데 도움을 줄 것이다. 이제 조건형성에 대한 이해를 돕기 위해서 또 다른 유명한 실험인 ‘어린 앨버트 연구’에 대해 알아보고자 한다. 5소 를( 어린앨버트 연구 20세기 초반의 미국 심리학자 .촌 브로더스 왓슨은 행동주의 심리학의 창시자였다(Watson, 1913, 1919). 그는 고전적 조건형성이 심리학을 행동에 대한 객관 적 과학으로 만드는 데 사용할 수 있다는 생각에 감명을 받았다. ‘공포’와 같은 인간의 감정적 반응들에 있어서 고전적 조건형성의 역할을 탐구하기 위해 왓슨과 연구 보조자 였던 로잘리 레이너는 앨버트라는 유아를 대상으로 실험을 설계했다(Watson & Rayner 1920). 실험이 시작될 때 앨버트는 생후 몇 개월이었고, 연구가 끝났을 때는 거의 13개 월이 되었다. 앨버트가 유아였기 때문에 이 연구는 ‘어린 앨버트 연구’로 알려지게 되었다.

앨버트의 연구를 고전적 조건형성의 다섯 가지 요소인 중성자극(NS), 무조건자극

[출처: 인간 이해를 위한 성격심리학_권석만 저]