'인지' 란 무엇일까?(인지 심리학: 지각 5)

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'인지' 란 무엇일까?(인지 심리학: 지각 4)

 

베이지안 추론

베이지안 추론(Bayesian inference)은 Thomas Bayes의 이름을 따서 지어졌습니다. 그는 어떠한 결과가 도출 될 확률의 추정치는 두 가지 요소에 의해 결정된다고 주장했습니다. 

첫 번째  요소는 특정 결과가 도출될 확률에 대해 처음에 가지고 있던 수행자의 믿으인 사전확률(prior probability)이고, 두 번째 요소는 현재 접근 가능한 증거가 결과와 일치하는 수준으로, 우도 혹은 있음직함(likelihood)라고 부릅니다.

 

윗 그림을 살펴봅시다.  이 그림은 A가 세가지 종류의 건강 문제에 대해 가지고 있는 사전 확률을 나타내고 있습니다. A는 감기에 거릴 확류이나 속 쓰림으 껶을 화귤이 높다고 생각하는 반면, 폐 질환에 걸릴 확률은 낮다고 생각합니다. 이와 같은 사전 확률을 가진 상태에서, A의 친구 B가 기침을 심하게 하고 있다는 것을 발견 했습니다. 처음에는 A는 B의 기침에 대한 원인이 감기, 속쓰림 혹은 폐질환 중 하나라고 추측합니다. 기침의 원인을 더 알아보면서 A는 기침이 종종 감기나 폐 질병과 연관되며 속 쓰림과는 아무런 상관이 없다는 것을 알게 됩니다.

 

이렇게 알게 된 추가적 정보가 바로 우도 입니다. 결과의 우도가 사전 확률과 합산되었을 때 메리는 찰스가 아마도 감기에 걸렸을 것이라는 결론을 내리게 됩니다. 실제 연구를 할 때 겨과에 대한 확률을 구하는 베이지안 추론은 사전확률과 결과의 우도를 곱하는 수학적인 계산 과정을 거칩니다. 그렇기 때문에 사람들은 먼저 사전 확률부터 구하고 난 후 추가적인 증거가 관찰 될 때 마다 사전 화귤을 최신화해 나가면서 결론에 도다하려고 합니다.

 

네 가지 접근법의 비교

지금까지 사물 지각에 대한 네 가지 접근법으로서 Helmholtz의 무의식적 추론, 게슈탈트의 지각 조직화 원리, 환경의  규칙성, 베이지안 추론으 검토해 보았습니다. 그런데 각각의 접근법들 중 나머지 셋과 다른 접근 법은 무엇일까요? 생각해 본 후에 아래의 답을 확인해 봅시다.

Helmholtz의 접근법, 환경의 규칙성, 베이지안 추론은 모두 인간이 경험을 통해 축적한 환경 정보를 지각 과정과 망막의 상을 판단하는데 활용한다고 가정한다는 점에서 유사합니다. 그렇기 때문에 이 세 접근법에 있어 하향처리는 중요한 부분을 차지합니다.

반면에 게슈탈트 심리학자드은 지각 조직화의 원리가 인간에 내재되어 있다는 가정을 강조합니다. 그들은 지각이 경험의 영향을 받는다는 것은 인정하지만 내재된 원리가 경험보다 더 우선적으로 영향을 미칠 수 있으며 그렇기 때문에 상향처리가 지각 과정에서 중심적인 역할을 수행한다고 주장합니다.

 

뉴런과 환경 정보

이제 우리는 경험이 뉴런의 방은 방식에 영향을 미칠 수 있다는 주장을 검토해 보고자 합니다.

먼저 인간과 동물의 시각피질에는 수직이나 수평에 반응하는 뉴런이 기울기에 반응하는 뉴런보다 더 많다는 사시을 살펴봅시다.

 

수직과 수평에 반응하는 뉴런

 

환경의 물리적 규칙성을 설명하는 부분에서 수평과 수직은 환경 속에 존재하는 흔한 요소임을 학습하였습니다. 또한 행동 실험의 설명을 통해 사람들이 다른 흔치 않은 기울기 보다는 수직과 수평에 더 민감하게 반응함을 볼 수 있었습니다.

그래서 어떤 연구자들이 원숭이와 희족제비의 시각피질 안에 있는 단일 뉴련 활동을 측정했을 때 수평과 수직에 가장 크게 반응하는 뉴런이 기울기에 가장 크게 반응하는 뉴런보다 더 많이 발견된 것은 결코 우연이 아닙니다. 나아가 다른 뇌 스캔 연구 결과들을 통해 이러한 뉴런의 비대칭 경향성이 인간에게도 발견되었습니다. 

수평과 수직에 반응하는 뉴런이 더 많은 이유는 무엇일까? 자연선택이론(theory of natural selection)에 따르면 동물의 생존 능력과 번식 능력을 향상시키는 특징은 그 동물의 미래 세대에 전달된다고 주장하는 이론 입니다. 다시 말해 진화하는 과정에서 중요한 사물 예를 들어 숲에서 자주 볼 수 있는 수직적이고 수평적인 패턴에 반응하는 뉴런과 시각체계를 보유한 생물들이 생존할 가능성이 높고 결과적으로 수직과 수평에 특화되지 않은 뉴런과 시각체계를 가진 생물에 비해서 그 능력을 미래 세대에 전달할 가능성이 더 높다는 것입니다. 그래서 진화 과정을 거치면서 생물의 시각체게는 환경에서 자주 발견되는 사물에 반응하는 뉴런들을 포함하게 되었을 것입니다.

지각 기능이 진화르 통해 생성되었다는 것에 반론의  여지는 없지만, 학습이 경험 기반 가소성이라는 과정을 거처 뉴런이 반응 속성을 형성할 수 있다는 증거들이 있습니다.

 

오늘은 여기까지구요 다음에는 경험 기반 가소성에 대해 알아보도록 하겠습니다.