시각의 고차 인지 과정 2002-1 인지과학 입문.

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1 시각의 고차 인지 과정 2002-1 인지과학 입문

2 I. 개괄 지각된 상에 대한 잘못된 판단: 감각 정보를 인식하는 데 결부되는 요인에 대한 정보를 제공
지각에 대한 두 가지 기본 입장 구성주의: 감각 시뮬레이션 자체로 지각을 생성하기는 불충분. 뇌는 경험을 통해 감각 자극을 해석하는 법을 학습. 뇌의 해석 활동은 지각에 있어 결정적 역할. 뇌는 이전의 지각활동에서 얻은 지식에 기초한 정보를 새로운 감각에 추가하여 결론을 내림.

3 직접 지각 이론: 최소한 시지각에 있어 지각에 필요한 모든 정보는 망막에 투사되는 빛 속에 모두 포함되어 있음
직접 지각 이론: 최소한 시지각에 있어 지각에 필요한 모든 정보는 망막에 투사되는 빛 속에 모두 포함되어 있음. 망막에 투사되는 빛은 반사 표면에 의해 고도로 조직화 됨.

4 II. 구성주의 이론들 The Hoffending Step
재인: 특정 패턴의 신경 부호는 내부에서 신경적으로 코딩된 물리적 사물에 대한 이해나 인식을 만들어 냄. 신경 부호는 재인의 기초. 그러나 실질적 재인은 신경 과정을 통해 획득됨. 2) 연결주의적 입장 물리적 대상물과 그에 대한 인식(명명)은 직접적으로 연결되어 있음.

5 물리적 대상물 자체를 표상하는 neural event와 대상물에 대한 인식에 관계된 neural event는 동일한 속성
3) Hoffending step: (1) 감각과 지각의 중간에 여러 단계: 물리적 대상 A – 감각적 neural event a – 지각적 neural event b – 대상의 인식 B

6 4) 문제점: 감각적 neural event가 어떻게 우리의 인식과 이해를 가능하게 하는 지각적 neural event로 전환되는지 설명해야. 5) 특징: HS은 아주 일반적- 모든 감각 기관은 고유의 부호를 가지고 있으며 또 고유의 HS을 가지고 있음. 심리학자들은 HS에 대해 모두에게 만족스러운 해결책을 제시하지 못하고 있음.

7 2. 지각의 구성적 본질 기본 전제: 망막 정보는 대상이 어떻게 지각되는지를 설명하기에 불충분 망막 정보의 모호성
망막 정보는 2차원- 뇌는 망막 정보의 양상을 분석하고, 그 분석 결과로 3차원을 생성해냄. 망막 정보는 세상에 대해 부정확한 해석을 내리게 함. 구성주의적 입장: 내적 표상이 망막 정보에 더해져 실제 대상에 대한 정확한 지각을 하게 됨. 내적 표상(internal representation)- 감각 경험 또는 추상에 의해 생성됨. 특정 경험에 국한된 것은 아님.

8 4) 착시(illusion) 사물에 대한 지각은 경험의 함수
착시 현상에 대한 관심- 잘못된 지각이 우리의 경험과 일치한다면, 사람들이 자극을 그대로 받아들이는 것이 아니라 이전에 경험된 방식으로 사물을 지각한다는 이론을 지지하기 때문. 2) Muller-Lyer 착시 (1) Yarbus(1967)- 착시의 생성에 있어 눈운동은 전혀 필요치 않음  착시의 생성에 망막은 큰 역할을 하지 않음.

9 (2) Petersik(1982)- ML 착시를 검색하는 동안 부적절한 눈운동 발견. (76 그림)
논의] 잘못된 평가는 피험자들의 이전 경험에 의한 것  눈운동을 지시하는 뇌가 착시를 일으키는 것.

10 5) 구성주의 입장: 지각이란, 중추신경계 내부의 연속적인 처리 단계에 의해 정보를 정교화하는 과정.

11 3. 원형(prototype) : 사물, 사건, 사람 등이 가진 세부 특징들이 인지 체계 안에서 조직화되어 이루어진 큰 지식의 단위 원형의 추출 : 원형 추출 실험- Posner & Keele (1968,1970), Posner (1969): 원형 추출 확인 변형체 다양성 : Homa 등 (1976,1987)- 학습 기간에 높은 변형률의 변형체를 학습한 경우 실제 시행시 낮은 변형률의 변형체에 대한 원형 형성에 어려움이 없음. 높은 변형률의 학습이 원형 재인에 더 나은 수행을 위해 필수적이지는 않지만, 범주에 있어 더 넓은 범위를 포함하게 해 줌.

12 3) 피드백의 역할 : Fried & Holyoak (1984)- 그림 원형 판단 실험. 피드백을 제공한 집단과 그렇지 않은 집단의 수행 차이 없음  피드백은 원형 형성에 중요한 역할을 하지 않음. 4) 유아들의 원형 추출 능력 : Bomba & Sequeland (1983)- 유아에게 도형의 원형과 변형 제시, 습관화 기법 이용, 관찰. 원형 제시시 습관화 관찰  원형 추출 능력은 어렸을 때부터 나타나는 것.

13 5) 원형 형성의 중요성 세상 지식의 조직화 인간은 세상의 자극들 중 규칙적인 것을 지각하는 데 아주 민감함.
사람들은 어떤 자극들이 어떤 다른 자극들이 출현할 때 나타난다는 사실을 이용, 이러한 세상 구조의 연관성을 학습함. 원형: 다양한 범주 구성원의 가장 핵심적인 속성에 자극을 비교함으로써 그 자극의 유사성에 대한 질문에 대답할 수 있게 해주는 인지적 구조.

14 (2) Brooks(1978) 환경과의 연속적인 상호작용에서 일어나는 것은 그 특징 추출이 아님.
우리가 만나게 되는 각각의 대상들은 그 특징만 추출되어 독립적으로 저장되는 것이 아니라 우리 기억 속에 있는 그대로 저장됨. 새로운 자극을 만나게 되면 저장된 것을 바탕으로 유추를 통해 범주화함.

15 6) 원형과 도식(schemata) 원형: 하나의 범주 안에서 가장 ‘전형적인’ 예.
도식: 연결되어 있는 행동이나 결정으로 구성된 지식의 단위. - 도식은 지각된다기보다는 재구성되는 것이기 때문에, 지각적 용어라기 보다는 기억과 관련된 것. - 특징: 도식은 예언적 성격 (하나의 사건 다음 무슨 일이 발생할 것인지를 말해줌.) / 도식은 수정적 요소를 가짐. (도식에 대한 지시기은 우리가 도식에서 이탈한 사건을 접했을 때 올바른 행동을 할 수 있도록 도와줌.)

16 7) 타 심리학 영역에의 시사점 도식 개념을 사회심리학에 적용: Fiske & Taylor (1984)
다양한 도식은 우리가 사회에 대해 습득한 정보를 효과적으로 조직화할 수 있게 해줌. 사회 인지: 인간 관계에 대한 지식의 습득, 처리 사회 인지에서의 도식 유형 : person schema- 개인에 대한 사람들의 이해. 성격, 목표 등으로 구성되어 있으며 스키마와 일치하는 행동에 대한 기억이나 범주화를 도움. self-schema- 자신에 대한 일반적 정보. 복잡하고, 쉽게 인출되며, 언어로 표현되는 자기 개념.

17 role schema- 나이, 인종, 성, 직업 등에 기초한 넓은 사회 범주에 대한 적절한 규칙이나 행동에 대한 인지 구조.
event schema- 일반적인 사회적 상황에 기초한 사건들의 전형적인 결과들에 대한 지식. 모호한 정보를 이해할 수 있게 해주고, 관련된 정보를 기억할 수 있게 해 주며, 무엇이 잘못되었는지 추론할 수 있게 해줌. content free(procedural/ social) schema- 내용들을 연결하는 규칙들로만 구성된 스키마. 정보 처리를 스키마와 관련된 정보로 이끎.

18 4. 구성주의의 평가 구성주의의 특징 (1) 지각에 있어 인지의 역할 강조 (2) 지각에 있어 중추 신경계의 역할 강조
지각은 물리적 감각의 변형으로 시작되는 일련의 작용으로 구성되어 있음. (2) 지각에 있어 중추 신경계의 역할 강조 뇌에서의 계산적 과정 없이 지각은 불가능 (3) 하향식 정보 처리 원형, 도식은 세상의 정보를 처리하는 데 영향을 미치며, 이것은 하향식(top-down) 처리임.

19 2) 구성주의에 대한 비판 (1) HP이 해결되지 않고 있음. (2) 원형의 최초 형성 문제 (3) 진화론적 관점에서의 지적
어떻게 감각이 지각으로 변형되느냐에 대한 설명이 부족. (2) 원형의 최초 형성 문제 자극에 대한 감각이나 생각이 비교될 수 있는 원형이 처음에 어떻게 머리 속에 형성되는지 의문. (3) 진화론적 관점에서의 지적 실제 세계에 대해 반응하는 것에 비해 세상을 구성하는 것이 어떠한 이점이 있는가?

20 (4) 설명의 약점 구성주의적 접근은 기초적인 몇몇 경험적 발견들에 대해 잘 다루고 있지 못함.
예] 전경-배경 분리: 구성주의 입장에서는 경험이 있어야 가능. 그러나 선천적 맹인이 눈수술 후 시력을 찾은 경우에도 전경-배경 분리가 가능.

21 III. 직접 지각 이론 J.J. Gibson “망막에 떨어지는 빛은 충분히 조직화되어 있고 또한 모든 정보를 포함하고 있기 때문에 자극을 인식하기 위한 중추신경계의 표상이나 정교화는 필요하지 않다. 우리의 감각기관은 환경으로부터 정보를 있는 그대로 잡아낼 수 있도록 발달되어 왔으며, 우리의 의식은 그렇게 모호한 것이 아니다.”

22 시지각에 대한 생태학적 접근 (Gibson, 1979)
개인과 그를 둘러싼 환경의 상호작용을 촉진하는 것이 지각의 주요 기능. 주요 이론적 가정 빛의 패턴은 광학적 배열(optic array); 눈에 와 닿는 환경으로부터 제공되는 모든 시각적 정보를 포함한 구조화된 빛 광학적 배열은 사물의 공간 배치 등 모호하지 않고 불변적인 정보를 제공. 이 정보는 결의 밀도(texture gradients), 광학적 흐름 패턴, 행동유도성(affordances) 등 많은 형태로 제공됨.

23 (3) 지각은 광학적 배열이 제공하는 풍부한 정보를 직접적인 방식으로 ‘집어 내는(picking up)’ 것을 포함함.
3) 주요 개념 불변성: 중추신경계에서 구성되거나 경험에 기초한 인지 체계에 의해 형성되는 것이 아님. - 지각자가 즉각적으로 사용할 수 있음. - 사용하려고 하면 누구나 쉽게 사용 가능. - 광학적 흐름 패턴(optical flow patterns): 빛의 배열에 있어서의 불변 정보와 변화 패턴

24 결의 밀도(texture gradient): 지표면의 특징. (멀어질수록 밀도가 좁아지고 상의 상세함과 깨끗함이 줄어듦
4) 주요 논의 망막에 맺힌 상이 불완전하다는 논쟁은 무의미함. 우리는 망막의 상을 보는 것이 아니라 광학적 배열과 같은 불변 정보를 보는 것. 망막에 맺힌 상을 인지 체계나 중추신경계가 어떻게 처리하는지에 대해서는 무관심.  지각자가 직접 사용 가능한 세상 정보의 묘사 패턴을 다룸.

25 (3) 지각자는 실세계와 직접 접촉하며, 그 안에 제시된 정보를 인지적 처리 단계 없이 곧바로 받아들임
(3) 지각자는 실세계와 직접 접촉하며, 그 안에 제시된 정보를 인지적 처리 단계 없이 곧바로 받아들임. 빛 안의 정보는 지각자에게 단순히 주어지는 것. (4) 망막에 떨어지는 빛은 매우 잘 조직되어 있으며 또 구조화되어 있음.  빛은 어떻게 구조화되는가?: 빛이 물체에서 반사될 때 변하게 되는데, 반사하는 물체는 잘 조직화/구조화되어 있음. 여기서 반사되는 빛도 그 조직성/구조성을 물려 받음.

26 (5) Layout of perceivable space: 움직임에 의해 만들어진 edge, corner, 요철 등의 기하학적 평면 결에 대한 지식
- 대부분의 착시는 정보의 정적인 재현 때문. 그러나 동물이 시각 정보를 습득하는 방식은 공간 내에서의 움직임에 의한 것. - 사람의 잘못된 지각은 layout을 형성하는 불변 정보를 추출하는 법을 학습하지 못했기 때문.

27 Gibson의 이론은 공간 그 자체의 지각에 대한 것이 아니라, 빛이 어떻게 대상과 그 표면의 반사에 의해 구조화되느냐에 대한 것.

28 2. 행동유도성(affordance) 행동유도성: 어떠한 것에 대한 행동유도성이란 그것의 본질과 표면 특성들의 특정한 조합.
- 대부분의 대상물은 다양한 특성을 지니기 때문에 다양한 행동유도성을 가짐. - 어떤 행동유도성은 특정 동물에만 그 의미를 지님.

29 2) 자연적, 인공적 몇 가지 행동유도성 딱딱한 표면은 지지(support) 제공. 지지를 제공하는 표면은 기댈 것(resting)을 제공. 확장된 지지 표면은 동물에게 움직임(locomotion)을 제공. 수직으로 서 있는 딱딱한 표면은 움직임을 중단시키고 기계적인 접촉을 제공. 수직으로 서 있는 불투명한 표면은 숨는 것을 제공. 구멍이나 틈은 들어가거나 나올 것을 제공. 지지 표면으로부터 무릎 정도의 높이에 있는 수평 표면은 앉을 것을 제공…

30 3) 지각 체계와의 관련성 : 행동유도성은 동물의 지각 체계와 관련됨. 동물의 인식은 감각 기관과 가용한 정보 사이에서 얻어질 수 있는 결합에 크게 의존함. 모든 불변 정보중에서 우리의 감각 기관은 특정한 것에 조율됨. 이렇게 받아들여진 불변 정보가 행동유도성 인간의 감각 기관은 유일한 것이기 때문에 인간의 행동유도성 역시 유일한 것. 인간의 정신 세계는 감각에 의해 정해지므로 인간의 심성은 행동유도성에 의해 인도된다고 할 수 있음.

31 3. 직접 지각 이론의 평가 : 상향식(bottom-up) 정보 처리 공헌점
(1) 시지각에 있어 자극에 대한 관심을 급진적으로 출발시킴. (2) 깊이 지각이 중추신경계의 처리에 의해 얻어지지 않을 수도 있음을 보임.  인지적 정보 처리 과정 없이 빛 자극에 직접 반응하는 것.  HP에 대한 논의는 무의미하게 됨

32 (1) 심리학계에서 일반화된 용어를 사용하지 않음  그의 이론을 연구하는 것을 더욱 어렵게 함.
2) 문제점 (1) 심리학계에서 일반화된 용어를 사용하지 않음  그의 이론을 연구하는 것을 더욱 어렵게 함. (2) 경험적인 지지 증거들이 일관적이지 못함. 실제로 기능이 있다고 보여주면서도 기능의 원리는 설명하지 못함. 움직임이 없어도 깊이 지각은 가능 지각자가 환경에 대해 학습하는 과정에서 계산 과정은 반드시 개입 개인의 지각에 있어 그 개인의 역할에 대한 의문.

33 IV. 종합적 이론 Neisser의 모형 : “지각은 정보 처리 이론에 의해 이끌어질 수 있는 순환적 활동”
: “지각은 정보 처리 이론에 의해 이끌어질 수 있는 순환적 활동” 1) 지각은 순환 체계: 절대로 끝나지 않음- perceptual cycle (81그림)

34 2) Perceptual cycle: Shemata : 이후의 정보 처리를 인도하는 계획이나 예상으로 작용함. (스키마는 지각자로 하여금 다음에 가능한 정보가 무엇인지 예상할 수 있게 해줌.) Exploration : 세상으로부터 정보를 추출하는 기능을 함. Environment : 추출된 정보는 여러 가지 방법으로 지각자가 사용 가능하도록 하나의 지식을 구성함.

35 Neisser의 이론은 구성주의 입장과 직접 지각 이론의 장점들을 조합한 것.
(4) 추출된 정보에 의한 스키마 수정 - 교정(correction): 처음 예상에 사용되었던 스키마가 잘못인 경우 더 유용한 스키마를 찾음. - 정교화(elaboration): 스키마의 일관성이나 깊이에 대한 조정. 3) 특징 Neisser의 이론은 구성주의 입장과 직접 지각 이론의 장점들을 조합한 것.

36 V. 심상(Imagery) 시각적/공간적 표상 인지 체계나 신경계가 정보를 처리하는 방법: 단일론 vs. 다원론
단일론: 정보는 단 하나의 방법으로 표상됨. 다원론: 자극의 본질에 따라 표상되는 방법도 바뀌게 됨. 예] 말소리 자극- 의미에 기초한 표상, 소리에 기초한 표상 시각 자극- 아날로그 표상

37 2) 아날로그 표상 : 자극의 기초 요소들이 실제 세계에서 가지는 관계를 그대로 보존하는 방식으로 신경계에 의해 표상되는 것.
특징] 아날로그 표상은 대상이 표상되는 것과 같은 시/공간적 특징을 가짐. 예] 농구공이 우리의 망막상에 차지하는 공간과 같은 정도로, 뇌 속의 농구공은 우리의 mind 안에서 아날로그 공간을 차지함.

38 2. 심상의 역동적 특성 : Shepard & Metzler (1971) 실험: 결과:
도형을 평면상에서 회전 시켜 제시/ 입체적으로 회전 시켜 제시/ 다른 그림 제시. 그림 두 개를 제시. 같은 것인지 다른 것인지 판단하는 과제. 결과: - 각도에 따른 반응 시간은 선형적으로 증가. (각도차의 비율에 따른 일정한 증가율- 평균 50~60도/초) - 평면 회전과 입체 회전 사이의 반응 시간차는 없었음.

39 3) S & M의 논의: 4) 다른 해석들: - 2차원과 3차원의 회전 시간에 차이가 없음.
- 2차원과 3차원의 회전 시간에 차이가 없음. 피험자들이 이 과제에서 수행하는 것은 시각장 안의 실제 대상에 대한 아날로그 방식의 지각적 처리임. 4) 다른 해석들: 피험자들의 판단을 가능하게 하는, 아날로그 방식이 아닌 인지적인 작용 또는 처리 과정을 거치는 계산이 이루어짐. 각도차가 클수록 판단 시간이 더 많이 걸리는 것은 회전시키는 데 오랜 시간이 걸리기 때문이 아니라 위와 같은 계산이 더 복잡해지기 때문.

40 3. 심적 환경 검색 물리적 세계의 특성 World is upright: 3차원적인 관찰자의 지각된 세상은 두 개의 수평 차원과 하나의 수직 차원을 가짐. 수직 차원: - 높이 - 중력으로 표현 가능 - 비대칭성: 중력은 아래로의 운동만을 유발. (3) 수평 차원: - 앞뒤 비대칭성: 뒤보다는 앞에 주의를 기울이고 그것을 향해 움직임/ - 좌우 대칭성: 방향 전환시 혼란을 야기

41 2) 환경의 내적 표상 상상의 환경에 대해 조작을 하기 위해서는 먼저 환경의 내적 표상을 구조화해야 함.
Franklin & Tversky (1990) - 실험] 피험자에게 하나의 삽화를 묘사하는 문장을 읽게 하여 심적으로 그 환경을 표상하게 함. 컴퓨터 화면에 삽화에 대응하는 문장을 제시하고 피험자가 심적 위치를 잡을 수 있도록 시간을 줌. 그 환경 내의 방향에 대한 질문에 답하게 함.

42 - 결과: 위/아래에 대한 판단에 가장 적은 시간 좌/우에 대한 판단에 가장 많은 시간 필요. - 논의: a. 90도만 회전한 좌우보다 180도 회전한 뒤를 판단하는 데 더 적은 시간  방을 바꾼 외부 세계의 대상을 scan하는 것은 심상 내에서 회전된 대상을 scan하는 것과 다름. b. 외부 세계 대상의 방위를 바꾸는 것은 좌우를 계산하지 않고 ‘어느 쪽으로’ 또는 ‘이런 식으로’ 물체의 방위를 변경할 수 있으나 내적 방위 전환의 결과로 발생한 심상의 주사시에는, 처음 내적 방위의 형성시 방위에 대한 계산을 했기 때문에 어느 쪽이 오른쪽인지 다시 계산해야 함.