파블로프의 개, 고전적 조건형성을 섬세히 알아보자

반갑습니다. 오늘은 고전적 조건형성에 대해 알아보겠습니다.

요약하자면 파블로프의 개, 같은 자극의 반복으로 결과를 예측하는,

반사에 대한 학습의 일종입니다.

 

 

 

일단 파생된 실험을 알아보기 전,

먼저 '파블로프의 개'라고 불린 학습부터 짚고 넘어가겠습니다.

 

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파블로프 소개와 그의 개 실험 이전 기록들

 

 

 

 

동물 타액분비가 흥미롭다

이반 페트로비치 파블로프는 러시아의 생리학자 및 심리학자로

동물의 타액분비에 관심이 많았습니다.

 

 

 

 

한 대학원생이 조건반사를 발견할 뻔하다

이때쯤, 파블로프가 동물이 침 흘리는 걸 보고 있을 때쯤,

미국의 한 대학원생인 에드윈 트윗마이어라는 사람은 펜실베이니아 대학교 소속으로

무릎 반사를 연구하고 있었는데요, 그가 실수로 고무망치를 떨어뜨리자

실험 참가자의 다리가 쑥 올라갔다고 합니다!

 

 

 

 

조건반사고 뭐고 점심밥이 더 중요하다

배고프다

그는 이 사실을 발표하려 했으나, 앞서 발표한 사람이 오전 시간을 한참 넘겨서 시간이 초과된 것 때문에,

하필 그 학생의 발표가 점심시간에 걸쳤고, 결국 별 주목을 받지 못해 후속 연구는 잊힙니다.

 

 

 

 

레닌이 조건반사를 직접 승인하다

레닌은 조건반사에 대한 파블로프의 연구를 승인합니다. 

마르크스-레닌주의 이념에 정당성을 부여한다는 이유였는데요,

이 이념은 나중에 알아보도록 합시다.

 

당시 레닌은 400페이지에 달하는 파블로프의 보고서를 검토하고,

식량 배급까지 넉넉하게 해 주었다고 하네요,

 

 

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드디어 시작되다. 개 연구

 

개의 턱뼈를 뚫어 타액을 계산한다.

 

실제  사진

실험 전, 확실한 계측을 위해 개의 턱뼈를 뚫어 타액을 정확히 계산하려고 했습니다.

지금 이 실험을 했으면 논란이 많았을지도 모르겠습니다..

 

 

간단했던 실험 방법

 

[종을 울린다는  중성자극을 가한다.]

[먹이라는 무조건 자극을 가한다.]

[개는 본능적으로 침이라는 무조건 반응을 보인다.]

 

종을 울리고, 약간의 시간차를 두고 앞의 내용을 반복하면

개는 종만 울려도 침을 흘리는 조건 반사를 보였습니다.

이로써 조건반사라는 개념은 정립되었다고 볼 수 있겠네요.

 

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이용 시도와 파생 실험들

 

 

 

 

성공했으니까 전쟁에 써먹어볼까?

연습 사진이다

 

조건반사 연구를 성공한 소련은 이를 이용해 개에 폭탄을 달아 적 전차로 자폭하는 전략을 연구했는데요,

 

실전에서는 독일 전차보다 소련 전차에 더 친숙함을 느끼고, 

적의 포탄과 기관총을 두려워하면서 숨어버리거나

오히려 소련 진영으로 돌아오려고 해 사살했다는 기록이 있습니다.

 

그래서 결국 이 프로젝트는 중단되었는데요, 

개를 키워본 사람이라면 개도 두려움을 안다는 걸 알 텐데 

조건반사에 매몰된 다른 변수를 생각 못한 것 같네요,.

 

실제로 이 군견들을 조련한 조련사들 중 자신이 훈련한 군견들이 돌아오려고 하자 군견들을 사살하고,

다시 군견들을 조련하는데 반대해 굴라그라는 노동수용소로 가기도 했다고 합니다.

 

 

 

 

 

고 순위 조건형성

고 순위 조건형성이라는 추가연구도 있었습니다. 

 

조건반사가 확고해진 후, 이 자극인 소리, 종 대신 메트로놈 소리가 조건자극이 되고,

이 조건자극에다 검은 사각형을 같이 보여주기만 해도,

메트로놈 소리 대신 검은 사각형만 보여줘도 침 분비가 된다는 것이지요.

 

 

 

 

 

조건형성의 잠재적 억제

이 조건형성의 잠재적 억제에 대한 연구도 있었습니다.

 

과거에 이미 자신에게 규명된 자극은 연합시켜 반응을 시키려 해도 

이미 그 자극은 의미가 없다고 생각하기 때문에 쉽지 않게 되는 현상을 말합니다.

 

예를 들자면, 우리는 펜을 보고 펜이라고 알고 있습니다.

이 펜을 조건자극으로 사용해 무언가를 배우려고 할 때, 자극이 되는 대신

펜에 대한 정보가 작용해 새로운 것을 배우는데 방해가 되는 것이라고 할 수 있겠죠,

 

간단하게 말하자면 익숙해진 행동에 무언가를 덧씌우는 행동은 어렵다는 이야기입니다.

 

 

 

 

 

조건 자극의 선행이 조건 형성의 핵심

이게 뭐냐 하실 것 같은 내용인데요,

간단히 말하면 조건형성을 쉽게 하려면 벨 소리(조건 자극)

이 침 흘리기(무조건 자극) 보다 선행되어야 한다는 것입니다.

 

약간의 이론적인 내용이라 이해가 잘 안 되실 수도 있습니다.

간단하게 말하자면,

 

개가 침을 흘릴 때 벨소리를 같이 울리는 동시 절차와,

개가 침을 흘리고 나서 벨소리를 울리는 역행 절차보다,

벨소리를 침을 흘리기 전에 울리는 것이 효율이 엄청나게 좋다는 말입니다.

 

파블로프는 이 역행 절차에서 427회 시행 후 조건형성에 실패했다고 보고했습니다.

이 정도면 거의 안된다고 봐도 될 정도군요,.

 

 

 

 

 

자극에 비례하는 조건형성

가르시아 효과라고 하는 맛 혐오 학습은,

유기체에게 복통을 일으키거나 하는 강한 자극에는 

아주 빠른 학습이 가능하다고 합니다.

 

그리고 조건형성의 효율은 당연히 많은 훈련과 시행 간 간격에 비례합니다.

 

 

 

 

 

밥 안 주면 다시 침 안 흘린다

말 그대로 조건반응이 사라지면 조건자극은 다시 중성자극으로 되돌아갑니다.

이 반응은 소거라고 불리며, 망각과는 다른 개념입니다.

 

간단히 이야기하자면 망각은 자극이 오지 않아 잊는 것이고,

소거는 자극에 무덤덤해지는 것이라 볼 수 있겠네요,

 

 

 

 

 

남아있는 학습의 잔향

이러한 학습이 소거 후 다시 갑작스럽게 나타날 수도 있다고 합니다.

이를 자발적 회복이라고 부릅니다.

 

그리고 조건반응을 성립시킨 자극이 주어졌을 때에도 

원래의 조건반응과 동일한 반응을 보이는 자극 일반화도 있습니다.

 

앞서 말한 효과에 반응이 없는 것을 자극 변별이라고 부릅니다.

말 그대로 자극이 번별이 되는 거죠.

 

 

 

 

 

미묘한 학습에 의한 스트레스

파블로프의 조수가 개에게 원을 보면 침을 흘리고, 타원을 보면 침을 흘리지 않도록 훈련시킵니다.

그리고 타원을 점차 원처럼 변형시켜 개의 반응을 지켜보았는데요,

 

조용하던 개는 극심한 스트레스를 느끼고 몸부림을 치고

주위 장치들을 물어뜯고 깨무는 등 난동을 부렸다고 합니다.

 

이러한 미묘한 실험을 인간에게도 실험해 본 결과 피로를 호소했다고 합니다. 

 

 

 

 

 

조건형성은 인간에게도 친숙하다.

현실의 광고가 이런 조건형성을 아주 많이 담고 있습니다.

광고에서 유명한 인물을 섭외하는 이유가,

 

유명인들을 떠올리면 조건형성으로 인해

자신들의 판매 상품을 떠올리게 되는 것인데요,

이를 통해 자신들의 상품에 친숙함을 느끼게 되는 효과입니다.

 

유명한 게임인 콜오브 듀티, 블랙옵스 콜드 워에서 주인공인 벨은

파블로프의 개 실험에서 사용된 견종인 (Bell)에서 따온 이름이라고 합니다.

 

 

 

 

 

개 대신 아이에게 공포를, 어린 엘버트 실험

실제 사진, 출처 - flickr

비슷한 조건으로 아이에게 동물과 함께 아이가 무서워하는 소리를 제시하면,

반복할 시 소리 없이 동물만을 제시하여도 아이는 공포에 떨게 되는 실험입니다.

 

이 아이는 동물만이 아니라 털이 난 모든 사물조차도 두려움의 대상이 되었다고 합니다.

이 실험은 다시 아이의 반응을 원래대로 돌리려는 재조정 절차를 시행하려 했으나 

실험을 진행하던 교수인 존 B, 왓슨이 불륜으로 인한 스캔으로 교수직을 사임하여

앨버트는 어머니와 함께 사라졌다고 합니다.

 

2010년에 영국 방송사인 BBC에서 앨버트를 추적했으나,

6살에 수두증으로 사망하여 공동묘지에서 발견되었다고 합니다.

찜찜하네요. 

 

 

 이렇게 파블로프의 개에 대해 알아보는 시간을 가지게 되었습니다.

 

단순하지만 중요한 생명체의 조건반사에 대해 잘 알아보는 좋은 시간이 되었습니다.

 그럼 이만 줄이도록 하겠습니다.