파블로프의 개, 고전적 조건 형성 원리와 역조건 형성 원리

<개요>
- 파블로프의 개와 고전적 조건 형성 원리
- 무조건 자극, 무조건 반응, 중립자극, 조건자극, 조건반응
- 정서도 학습될까?
- 역조건 형성 원리

파블로프의 개, 고전적 조건 형성 원리와 역조건 형성 원리

 

파블로프의 개와 고전적 조건 형성 원리

오늘은 우리가 어떻게 세상에 대한 지식을 획득하는지에 대해서 알아보겠습니다. 우리가 세상을 배우는 학습을 할 수 있는 원리 중에는 '고전적 조건형성'이라는 원리가 있습니다. 어떤 음식을 먹고 난 뒤 체하고 난 다음 구토를 했다고 생각해 봅시다. 그 다음날 그 음식 냄새를 다시 맡았더니 속이 울렁거리고 구토가 나올 것 같은 그런 경험을 해 본 적 있지 않나요. 그 음식 냄새와 어젯밤 속이 울렁거리고 구토를 했던 통증, 이 둘의 관계가 '연합'되어서 그걸 배운 것입니다. 굉장히 단순하지만 강력한 학습 원리인데요. 이 원리를 '고전적 조건형성'이라고 부릅니다. 혹시 파블로프의 개 들어보셨나요? 개를 가지고 학습 원리를 설명해 낸 학자가 이반 파블로프라는 학자입니다. 파블로프는 소화계통에 대한 연구로 1904년에 러시안 최초로 노벨상을 수상했던 과학자인데, 노벨상을 수상하고 난 다음부터 마지막 30년을 이 연구에 몸을 바칩니다. 이 연구 주제가 바로 고전적 조건 형성에 대한 실험입니다. 이 실험을 간단하게 설명해 보겠습니다. 개한테 고기를 줍니다. 이때 고기를 그냥 주지 않고 종소리를 들려주면서 줍니다. 그렇게 종소리 들려주고, 고기 주고 종소리 들려주고, 고기 주고를 몇 번 반복하게 되면 나중에는 고기를 제공하지 않고 종소리만 들려줘도 개가 침을 흘리더라. 이것이 고전적 조건형성 실험입니다. 여기 침을 흘렸다는 증거는 조금 잔인하긴 하지만 침이 흐르면 침이 튜브로 흐르게 되고 실린더에 떨어지기 때문에 정확하게 침의 분비 반응을 측정할 수 있습니다.

 

무조건 자극, 무조건 반응, 중립자극, 조건자극, 조건반응

조금 더 자세하게 이 원리를 설명해 볼게요. 고기라고 하는 자극은 우리가 '무조건 자극'이라고 합니다. 왜냐하면 고기가 입에 들어가면 개의 의지와는 무관하게 자동적으로 침분비가 이루어지기 때문입니다. 반면 고기가 입에 들어갔을 때 분비되는 침은 '무조건 반응'이라고 합니다. '무조건'이라고 하는 단어를 붙이는 이유는 학습이 필요하지 않고 유기체가 원래 태어날 때부터 그렇게 만들어져서, 고기가 입에 들어가면 유기체의 의지와는 무관하게 자동적으로 침분비 반응이 나타나기 때문에 무조건 자극, 무조건 반응이라고 합니다. 반면 종소리는 중립 자극입다. 처음에 개는 종소리만 들었을 땐 침을 흘리지 않습니다. 아무 자극도 아니기 때문이죠. 그런데 이 종소리를 고기라고 하는 무조건 자극과 계속해서 짝을 지어 들려주면 어느 순간 종소리만 들려줘도 침을 흘리게 됩니다. 이때 종소리만 들려줘도 침이 분비되려면 특별한 조건이 있어야 되는데 그 조건은 바로 종소리와 고기 사이의 연합을 학습해야 된다는 겁니다. 이제는 종소리만 들려줘도 침을 흘리게 되면 종소리는 더 이상 중립자극이 아니라 조건 자극이 됩니다. 이런 조건 자극에 의해서 유발된 침분비 반응은 조건반응이라고 합니다. 왜냐하면 조건 자극에 의해서 유도됐기 때문입니다. 그래서 똑같은 침분비라는 현상도 무조건 자극에 의해서 유도되면 무조건 반응, 조건 자극에 의해서 유도되면 조건반응이라고 합니다.

정서도 학습될까?

개가 종소리만 듣고도 침을 흘린다는 것은 개가 새로운 지식을 학습했다는 것을 보여줍니다. 이런 학습을 통해서 개는 미래를 예측하고 미래를 대비하기 위한 침을 분비해 소화할 준비도 합니다. 즉 고전적 조건 형성을 함으로써 유기체는 훨씬 더 쉽게 적응하고 생존할 가능성이 높아지는 겁니다. 그런데 정서도 학습될 수 있을까요? 중립적이었던 자극이 무엇과 연합되었느냐에 따라서 우리 마음에 큰 상처를 줄 수도 있다는 걸 다음 실험을 통해 알아볼게요. 왓슨이라고 하는 연구자는 11개월 된 알버트라는 아기를 대상으로 우리가 공포를 어떻게 학습하는지 알아보았습니다. 알버트는 처음엔 흰쥐에 대한 공포가 전혀 없었어요. 그런데 알버트가 흰쥐를 만지려고 할 때마다 시끄럽고 공포적인 큰 소음 들려줘서 알버트를 깜짝 놀라게 했습니다. 알버트는 이 소음만 들리면 울었습니다. 그렇게 흰쥐와 소음을 일곱 번 연합시켰더니 알버트가 흰쥐만 보고도 울기 시작했습니다. 알버트는 흰쥐와 공포 자극인 소음간의 관계를 학습한 것입니다. 후에 알버트는 흰털과 관련된 모든 것을 봐도 울었다고 합니다. 유사한 자극에도 조건반응을 보이는 것이 일반화 현상인데, 알버트는 일반화 현상도 일어난 것입니다. 아까 고기와 종소리의 연합을 학습했던 개에게 종소리 대신 벨소리를 들려준다면 똑같이 침을 흘릴까요? 아마 그럴 가능성이 높을 것입니다. 이런 걸 '자극 일반화 현상'이라고 합니다. 알버트 실험을 통해 고전적 조건형성으로 정서도 학습된다는 중요한 사실을 배웠습니다. 하지만 아무리 연구가 중요하다고 하지만 태어난 지 몇 개월도 안된 아이한테 이런 연구를 한 것이 과연 옳은 일일까요? 이 실험을 한 뒤 왓슨은 윤리적 문제로 비난을 겪게 되었고 결국 학교를 그만두게 되었습니다. 그런데 왓슨의 연구원으로 공부하던 메리커버 존스라는 사람이 고전적 조건 형성의 원리를 이용해 알버트와 같이 공포를 가진 아이들을 치료할 수 있다는 방법을 발표했습니다.

역조건 형성 원리

역조건형성원리란? 이번엔 피터의 사례를 살펴보겠습니다. 피터는 아마 처음에는 토끼를 보고도 무서워하지 않았을 것입니다. 즉 토끼는 아무런 반응도 일으키지 않는 중립자극이겠죠. 그런데 뭔가 알 수 없는 공포를 유발하는 무조건 자극과 연합되었는지 피터는 토끼만  봐도 공포를 일으킵니다. 아마도 조건자극과 조건반응의 관계가 된 것이라 볼 수 있겠지요. 그러면 어떻게 피터의 토끼 공포를 없앨 수 있을까요? 피터는 과자 먹는 것을 좋합니다. 과자는 피터에게 즐거움을 주는 무조건 자극인 것입니다. 만약 조건 자극인 토끼에 쾌자극인 과자가 연합된다면 어떨까요? 피터는 토끼만 보고도 과자를 먹을 때처럼 그런 행복감을 느낄 것입니다. 그래서 존스는 피터가 좋아하는 간식을 먹을 때 우리에 가둔 토끼를 아주 멀리 떨어뜨려놓았습니다. 약간의 공포감이 있겠지만 피터의 눈앞엔 과자가 있고 그것을 먹을 수 있는 기회이기 때문에 토끼를 보고도 큰 공포를 느끼지 못합니다. 그렇게 존스는 매일 피터가 과자를 먹을 때마다 토끼를 조금씩 피터 쪽으로 가까이 위치시킵니다. 점점 토끼와 적응하게 만든 것입니다. 그 결과 피터는 토끼에 대한 공포가 점점 약화돼서 나중에는 토끼가 옆에 있어도 과자를 먹을 수 있게 되었습니다. 공포와 기쁨, 이 두 개의 감정을 동시에 느끼는 것이 힘듭니다. 마찬가지로 피터는 불안을 느끼는 상황과 긴장이 해소된 상황을 점진적으로 체계적으로 연합하게 되어 불안이 감소될 수 있었던 것입니다. 이러한 아이디어는 현재 사회불안이나 공포증을 치료하는데 효과적인 방법 중에 하나로 알려진 체계적 둔감화 기법으로 발전했습니다.