인지 – 기억과 학습 2003-1 인지과학 입문

I. 기억 체계 기억 체계가 해야 하는 일 경험 등록, 그것의 기억 여부 판단 경험의 표상을 저장 기억의 유지 요구될 때에는 빨리/효과적으로 인출 인출된 기억이 사고에 기여하는 짧은 동안만 의식 속에 유지시킴

2. 중다 저장소 이론 3. 기억의 과정 : 기억을 몇 개의 독립적인 저장 시스템으로 이루어진 것으로 보는 관점 얼마나 오랫동안 저장(활성화)되어 있느냐에 따라, 의식 여부에 따라 감각 기억/ 단기 기억/ 장기 기억으로 나눌 수 있음. 3. 기억의 과정 : 부호화(획득), 파지(저장 및 망각), 인출(되꺼냄)

II. 각 기억 체계의 특징 감각 기억 모든 정보가 통과하는 일종의 대기실 매우 짧은 시간 동안 머무르다가 다음 단계로 넘어가거나 즉시 없어짐. 시각 기억/ 청각 기억 등 모든 감각에 대해 존재. 시각 기억의 경우 1초 미만, 청각 기억의 경우는 몇 초간 지속

2. 단기 기억 (short-term memory, STM) Peterson & Peterson (1959) 실험 : - 세 개의 자음을 학습과제로 제시 - 되뇌임을 막기 위해 지연 시간 동안 418에서 거꾸로 3씩 빼도록 함. - 암송할 때 주의가 분산되면 정보는 빠르게 상실됨을 보임. - 단기 기억에 정보가 머무르는 시간은 평균 3~5초, 길어야 30초 정도.

(2) G. Miller (1956) 실험 - 단기 기억에 수용할 수 있는 정보량은 사람의 심적 용량의 한계를 나타냄. (7 2) - 기억이 자극의 물리적 단위의 수보다는 의미있는 덩이(chunk) 의 수에 의해 제약된다고 주장함. (3) 단기 기억으로부터의 인출 - S. Sternberg(1969)의 실험 - 숫자로 구성된 기억 세트 (3,4,8,1) 제시 - 검사 숫자 제시, 그 숫자가 기억 세트에 있었는지 판단하도록 함. - 기억 세트의 크기를 1~6으로 함.

- 기억 세트에 숫자가 하나씩 추가됨에 따라 판단 시간은 약 38msec씩 증가.

(4) 단기 기억에 들어온 정보는 되뇌지 않으면 자연적으로 약화되어 소멸되거나 새로 들어오는 다른 정보에 의해 밀려나 탈락됨. (5) 단기 기억은 현재 사용되고 있는 지식만을 수용하고 있다는 뜻에서 ‘작업 기억(working memory)’라고도 함. (6) 단기 기억은 장기 기억의 단위들을 즉각적으로 접근할 수 있는 상태로 만들어 놓는다고 가정할 수 있음. 이 과정을 활성화(activation)라 함.

3. 장기 기억 외현 기억 (explicit memory): 의식적으로 접근 가능. 주로 재인(recognition)이나 회상(recall) 과제를 통해 측정. 일화 기억, 일반 지식 기억 암묵 기억 (implicit memory): 감각적 정보에 많이 의존. 무의식적 사용. 단어 완성 검사, 어휘 판단 과제 등을 통해 측정. 절차 기억 (운동기술 및 감각적 속성에 대한 기억)

Loftus(1984)의 실험 : 잘 학습된 정보를 피험자들이 인출하는 데 요하는 시간을 살펴봄. - 피험자들에게 어떤 철자로 시작하는 범주의 예를 인출하도록 함. (p로 시작하는 과일) ; 평균 1.53초 걸림. - 지연 시간을 달리 하여 피험자들에게 같은 범주에서 다른 철자로 시작하는 다른 예를 인출하도록 함. (b로 시작하는 과일) - 이 두 검사 사이에 관계 없는 다른 범주에 대한 검사 삽입. (c로 시작하는 개 종류) - 삽입 항목이 0, 1, 2 일 때 ; 1.21초, 1.28초, 1.33초

(2) Perlmutter & Anderson의 실험 b. 통제 화가-ㄱ, 뼈-ㅅ - 특정 철자로 시작하는 연상어 생성 과제 - 통제 조건에서 1.53초 점화 조건 1.41초  관련된 것끼리 조직화되어 있음을 알 수 있음.

(3) 표상 그물망 : 일반 사물에 대한 의미 지식은 개념 마디와 이들 사이의 관계성으로 표상된다고 봄.

(4) 연상적 점화 : Meyer & Schvaneveldt (1971)의 실험 - 단어쌍 제시, 단어인지를 판단해야 함. - 간호사 빵 Plame Wine Plame 버터 버터 Wine Plame Reab 940 855 904 1087 884 (msec)  기억에 있어 활성화의 연상적 확산이 독서 속도를 촉진시킬 수 있음을 시사.

4. 간섭 Anderson (1974)의 실험 : - ‘어떤 사람이 어떤 장소에 있다’ 형식의 26개 사실을 기억하도록 함. - 예) 1. 의사가 은행에 있다. (1-1) 2. 소방수가 공원에 있다. (1-2) 3. 변호사가 교회에 있다. (2-1) 4. 변호사가 공원에 있다. (2-2) - 제시 받은 문장이 학습된 것인지 판단하는 재인 과제

- ‘변호사-공원’ 재인을 ‘의사-은행’보다 어려워 함. 변-공 세트의 개념들로부터 많은 통로들이 갈라지기 때문.  한 마디에서 활성화를 발산하는 데는 고정된 용량 있음. 즉, 통로가 많을수록 어느 한 통로에 할당되는 활성화 양은 적어지고, 속도도 느려짐. ‘간섭’은 이런 현상을 가리키는 일반적 용어. 한 개념에 대한 부가적 정보가 특정 정보의 기억을 방해하는 것.

(2) Lewis & Anderson (1976)의 실험 - 공적 인물들에 대한 가상적 사실들을 학습하도록 함. (‘나폴레옹은 인도 출신이다.’) - 검사 문장 : 실험 상황에서 학습한 문장/ 공적 인물에 대한 실제의 사실/ 실험 가상 세계와 실재 세계에서 모두 틀린 진술문 - 이 검사 문장에 대한 진위 판단 과제  1. 모든 유형의 사실에 대해서 반응 시간은 부채와 함께 증가 했음. 2. 모든 피험자들이 실험 상황의 참보다는 실제의 참에 더 빨리 반응했음. 3. 가상적 사실을 많이 학습할수록 피험자는 그 사람에 관해 이미 알고 있었던 사실을 재인하는 데 시간이 더 걸림.

(3) 간섭에 의한 기억 방해 : - 실험 집단 A-B (고양이-43) 학습 A-D (고양이-82) 학습 A-B 검사 통제 집단 A-B (고양이-43) 학습 C-D (컵-37) 학습  - 학습 속도나 기억 모두에서 실험 집단이 통제 집단만큼 잘하지 못함.

- 간섭은 회상 실패를 초래할 수도 있음. 이는 긴 인출 시간의 극단적인 경우 - 간섭은 회상 실패를 초래할 수도 있음. 이는 긴 인출 시간의 극단적인 경우. 즉, 망각된 정보가 기억 내에 없는 것이 아니라, 기억 내에 존재하지만 다른 연합의 간섭 때문에 활성화되기에는 너무 약하다는 것. ‘망각’은 정보를 기억으로부터 실제로 상실하는 것이 아니라 그 정보를 활성화하는 능력의 상실이라는 것.

5. 회상과 재인 회상할 수 없는 정보라도 재인할 수 있음. : 정보가 회상 검사 상황에서 활성화될 수는 없어도 기억에 있을 수 있음을 시사. - 재인 질문이 회상 질문보다 더 쉬운 이유는 그것이 피험자에게 더 많은 기억 검색 경로를 제공하기 때문 1. 이승만의 후임 대통령은 누구였나? 2. 윤보선이 이승만의 후임 대통령인가?

(2) 마디간의 관계가 한 방향의 연합은 가능하지만 다른 방향은 그렇지 않을 가능성이 있다. - 예) 카레-라이스 라이스-카레 짝짓기 학습에서 학습 방향을 순행 연합, 그 역방향을 역행 연합이라 함. 대개 순행 연합이 역행 연합보다 더 강함.

6. 성공적 기억 : 기억과 관련된 정보 처리는 부호화 과정, 인출 과정, 망각 과정. 부호화 a. 암송- 기계적 되뇌임. 자극 내용들 간의 새로운 연결이나 새 정보의 추가 없음. 단기 기억의 정보가 장기 기억으로 옮겨 갈 기회를 높임. 단기 기억 내 정보 간 연합 강도 높임.

b. 정교화- 부연 과정 자극 내용 요소들 간 새로운 의미적 연결 관계 발견 배경에 놓인 함축적 의미를 추론 각종 기억술 적용 정교화 수준에 의해 기억의 성공이 결정됨.

(2) 인출 4단계 인출은 문제 해결적 과정 (탐색, 비교, 결정) 인출은 인출 단서 / 인출 배경 정보에 크게 의존. 목표 정보의 규정 탐색 및 대조 – 목표 정보에 대한 부분적 기술/단서를 근거로 기억 내 정보를 탐색하여 단서 정보와 대조 평가 - 인출한 내용이 부분 단서와 목표 내용에 부합되는지 평가 인출 실패 진단 – 인출 시도 상의 잘못을 파악하고 새로운 인출 단서를 점검하여 재인출 시도 인출은 문제 해결적 과정 (탐색, 비교, 결정) 인출은 인출 단서 / 인출 배경 정보에 크게 의존.

(3) 망각 소멸 (부식) 이론 : 시간이 흐름에 따라 기억에서 자연 소실된 것이 망각 간섭 이론 : 다른 정보들의 간섭에 의해 인출에 실패한 것이 망각

성공적 기억을 위해서는 체계적으로 의미 있는 단위로 묶어 기억 단위의 개수를 줄여야. 보다 많고 의미 있는 인출 단서를 제공하여 유사한 다른 정보와의 구별이 잘 되도록 해야.

* 기억의 내용은 객관적인 사실일까?

III. 학습 학습이란? (1) 경험을 통해 발생하는 비교적 영속적인 행동의 변화 (행동주의 심리학) (1) 경험을 통해 발생하는 비교적 영속적인 행동의 변화 (행동주의 심리학) 직접 체험, 타인 행동 관찰, 언어 및 유추를 통해 발생함.

(3) 학습 이론의 세 가지 가정 경험이 행동을 조형한다. 학습은 적응적(adaptive)이다. 각 개인의 환경에 적합하고 그 개인에 유용한 적응적 행동들이 선택되고 학습된다. 학습의 법칙들이 과학적인 실험 연구에 의하여 밝혀질 수 있으며, 이들 법칙들 중 많은 부분이 인간이나 혹은 동물에게 적용된다.  행동주의(behaviorism)  실험 연구

2. 조건 형성 (conditioning) 학습은, 근접해서 일어나는 사건들 간의 연합(association)에 의해 이루어짐 고전적 조건 형성 특정 반응을 유발하는 자극과 반응, 자극과 자극 간의 연합에 의한 것 파블로프(Pavlov)의 연구 동물의 소화 및 침 분비 기능 관련 실험 조건 반사(conditional reflex) 무조건 자극(음식):무조건 반응(침 분비) 조건 자극(종소리, 불빛) : 조건 반응(침 분비)

조건자극과 무조건 자극이 시간적으로 근접할 수록 고전적 조건형성이 잘 이루어짐. 조건 자극이 현저히 구별될수록 학습이 신속히 이루어짐. 조건자극과 무조건 자극이 질적으로 관련성이 있는 경우 학습이 잘 이루어짐.

2. 고전적 조건 형성 관련 일반적 현상들 자극 일반화 : 한 가지 조건 반응이 하나의 조건 자극에 잘 연합된 경우, 원래의 조건 자극과 유사한 다른 자극들에 대해서도 유사한 반응이 나타나는 현상. (자라 보고 놀란 가슴…) 변별 조건형성 : 자극에 따라 강화물을 주거나 안 주면 유기체는 두 자극을 변별하게 됨. 소거 : 조건 자극이 무조건 자극에 의해 강화되지 않은 채 계속 단독으로 제시되면… 자발적 회복 : 유식기 후에 소거된 반응이 다시 나타나는 경우 고차 조건 형성 : 잘 확립된 조건 자극이 다른 자극에 대해 무조건 자극처럼 사용되는 경우.

2) 조작적 조건형성 (operant conditioning) 특정 반응과 그 반응의 결과 간의 연합에 의존 1. Thorndike의 실험 고양이 문제 상자 탈출하기. 2. Skinner의 실험 쥐를 대상으로 지렛대 누르면 음식 나타나거나 / 바닥 철판에 흐르던 전기가 멈춰지도록.

3. 강화(reinforcement) 미래에 특정정한 반응이 일어날 확률을 증가시키는 것 정적(positive) 강화 : 유기체가 반응한 후 유기체가 원하는 자극을 제공하여 그 반응이 일어날 확률을 증가시킴. 부적(negative) 강화 : 특정한 반응 후에 유기체가 원하지 않는 고통스러운 자극을 제거하여 그 반응이 일어날 확률을 증가시킴. 처벌(punishment) : 특정한 반응이 일어날 확률을 줄이기 위하여 유기체가 원치 않는 자극을 주거나 원하는 자극을 제거하는 것. 강화에 비해 장기적인 학습 효과는 낮은 것으로 알려짐.

4. 강화 이론들 추동 감소 이론 (Hull) - 추동(drive) : 음식이나 물과 같은 기본적인 욕구가 결핍됨으로써 생기는 불쾌한 긴장 상태 - 추동을 감소시키는 자극들이 강화를 시킨다고 제안함. - 배가 고프지 않으면 쥐가 지렛대를 누르지 않는 경우 등을 설명할 수 있음. - 그러나, 실제 많은 경우에서 추동이 현재 없음에도 불구하고 학습이 일어나거나 욕구가 높아질 때도 강화를 받는 것을 설명하지 못함.

(2) Premack의 원리 - 강화되는 반응보다 더 선호되는 행동이면 어느 것이나 강화물이 될 수 있음. (3) 효과의 법칙 (law of effect, Thorndike) - 반응이 일어날 확률은 그 결과(심리적/정서적)에 좌우됨. - 한 반응이 만족스러운 정서 상태로 이어졌을 때에는 반응이 반복되고 불쾌한 상태가 될 때는 그 반응이 사라지는 경향이 있음.

 결국, 어떤 자극이 강화적인지 혹은 처벌적인지는 그것을 받는 개인에게 그 자극이 어떤 의미가 있는지가 중요하며, 그 의미에 따라서 그 자극이 만족스러운, 혹은 불쾌한 감정을 일으킴.

5. 조작적 조건형성 현상들 미신 행동 (superstitious behavior) : 보상과 아무 관련이 없으면서 완전히 우연으로 한 행동이 강화에 선행한 경우 그 행동이 고정적으로 계속되려는 경향 (jinx도 일종) 조작적 조건형성을 응용하여 심리장애, 언어장애, 부적응, 신경증 치료 등에 적용함. (체계적 둔감화 또는 역조건형성 원리 등을 이용)

3. 조건형성의 한계 행동주의에서는 모든 동물과 상황에 걸쳐서 일반화할 수 있는 학습 원리를 추구하였으나, 동물의 행동은 그 종의 유전적 특성에 의하여 제한을 받는다. 학습에 관여하는 인지 과정 등을 고려할 때, 학습이 언제나 자극과 반응의 연합에 의해서 발생한다는 주장은 제한점이 있다.

* 학습이 이루어지기 위해 필요한 인지체의 요건은?