고전적 조건형성에 대해 알아보기

 

 

러시아의 생리학자인 파블로프 개의 소화기능에 대해 관심을 가지고 개 실험을 진행하면서 조건형성의 개념과 이론을 정립하게 되었습니다.  이 포스트에서는 파블로프의 고전적 조건형성의 연구배경, 개 실험과 주요 용어,  고전적 조건형성과 학습의 원리에 대해 자세히 알아보도록 하겠습니다. 

고전적 조건형성

1. 고전적 조건형성이론의 연구배경

1904년 러시아의 생리학자인 파블로프는 개의 소화계통에 관한 연구로 노벨생리의학상을 수상하였습니다. 그렇기 때문에 그의 실험실에는 늘 개가 있었습니다. 소화계통의 연구를 하기 위해서 개의 침이 필요했기 때문입니다. 그는 개를 장치에 묶어놓고 침샘에 호스를 꽂아 침을 밖으로 빼냈는데, 개가 움직이면 호스가 빠지기 때문에 움직이지 못하도록 개를 틀에 고정해 두었습니다. 연구자는 시간마다 개에게 먹이를 주었고 개는 당연히 침을 흘리면서 맛있게 먹이를 먹었습니다. 그리고 연구자들은 호스를 통해서 흘러내리는 침을 확인하여 소화계통에 관한 연구를 진행하였습니다.

실험을 계속 진행하던 어느 날, 개 먹이를 담당하는 연구자가 개 앞을 지나갔습니다. 그런데 개가 그 연구자를 보며 침을 흘리고 있는 것을 발견하게 되었습니다. 먹이를 가져다 준 것도 아닌데 침을 흘리는 것에 대해서 의문을 가지게 되었고, 이것을 계기로 파블로프는 한 가지 가설을 세우게 됩니다. 평소 개에게 먹이를 가져다줄 때 연구자의 발소리에 반응하는 개를 보고, 개의 신경세포와 먹이를 담당하는 신경세포 사이에 연결이 이루어져서 침을 흘리는 것이라고 생각했고 이것을 증명하기 위해 실험을 진행하였습니다. 

 

2. 파블로프의 개 실험과 주요용어

2-1. 파블로프의 개 실험

파블로프는 개에게 먹이를 가져다주는 연구원의 발소리를 종소리로 대신하여 실험을 진행하였습니다. 먼저 개에게 종소리를 들려줍니다. 개는 아무런 반응을 보이지 않았습니다. 그다음, 개에게 먹이를 주었습니다. 예상했듯이 개는 먹이를 보더니 침을 흘렸습니다. 그다음은 종소리를 들려준 직후에 개에게 먹이를 주었습니다. 개는 또 침을 흘렸습니다. 파블로프는 종소리와 함께 먹이 주는 것을 여러 번 반복하였고, 그때마다 개는 침을 흘렸습니다. 그러다가 파블로프는 개에게 먹이 없이 종소리만 들려주었습니다. 그러자 개는 먹이가 없지만 침을 흘렸습니다. 이것을 정리하면 다음과 같습니다.

• 종소리  →  무반응
• 먹이 → 침
• 종소리 + 먹이  → 침(반복)
• 종소리 → 침

2-2. 자극과 반응에 대한 주요 용어

파블로프의 개 실험에서의 자극과 반응을 이론의 주요 용어로 확인해 보겠습니다.

• 먹이 = 무조건 자극(USC: Unconditioned Stimulus)
• 먹이로 인해 나오는 침 = 무조건 반응(UCR: Unconditioned Response)
• 먹이와 연결 짓기 전 종소리 =  중립 자극(NS: Neutral Stimulus)
• 먹이와 연결 짓고 난 후 종소리 = 조건 자극(CS: Conditioned Stimulus)
• 종소리로 인해 나오는 침 = 조건반응(CR: Conditioned Response)

3. 고전적 조건형성

파블로프는 중립자극(NS)과 무조건 자극(US)을 반복적으로 함께 제시하면 중립 자극만으로도 반응이 나타날 수 있다는 것을 발견하게 되었습니다.  개 실험에서와 마찬가지로 개에게 먹이를 줄 때마다 종소리를 들려주면 나중에는 종소리만 들어도 침이 나오게 됩니다. 종소리와 먹이가 '연합'하게 되는 것입니다. 즉, 무조건 자극(US)과 중립 자극(NS) 이 같이 제시되는 것을 반복 경험하면 나중에는 중립자극(NS)만 제시되어도 반응을 하게 되는 것입니다. 이렇게 학습을 거쳐서 반응을 일으키게 된 자극을 조건 자극(CS)이라 하며, 이때의 반응을 조건반응(CR)이라고 부릅니다. 그리고 이러한 학습을 고전적 조건형성이라고 합니다.

 

4.  고전적 조건형성과 학습의 원리

파블로프는 당시에 30년 동안이나 조건 형성에 대해 연구했습니다. 파블로프의 연구실에서는 침 분비에 관한 논문을 532편이나 출간하였고, 학습과 관련한 여러 과정을 연구했습니다. 

파블로프는 자극의 제시에 따라 조건반응이 획득되고, 소거되고, 자발적으로 회복이 되기도 하는 과정을 보여주었습니다. 종소리와 먹이가 동시에 제시되는 경우를 반복 경험하면 침 분비가 많아집니다. 조건 반응이 획득되는 것입니다. 하지만 먹이 없이 종소리만 제시되면 점점 침을 안흘리게 되며 이것을 소거된다고 합니다. 그런데 다시 휴지기를 둔 다음에 다시 종소리를 들려주면 침을 흘리고, 소거됐던 조건 반응이 자발적으로 회복됩니다. 하지만 여전히 먹이는 제공되지 않기 때문에 이 반응은 다시 소거됩니다. 단순해 보이는 개 실험이지만 고전적 조건 형성은 학습의 기본 형식이라는 점에서 결코 가볍게 보아서는 안될 이론입니다. 조건형성에 따른 학습의 기본 원리에 대해서 살펴보도록 하겠습니다.

4-1. 습관화 

반사를 유발하는 소리, 광경 및 기타 자극을 반복해서 제시할 때 반사 강도가 작아지거나 또는 반사의 빈도가 줄어드는 방식으로 자극에 익숙해지는 과정입니다.

4-2. 탈습관화

같은 자극의 반복 제시에 의해서 반응이 감소된 습관화된 자극과 지각적으로 변별이 가능한 새로운 자극을 제시했을 때 반응행동으로서 반사 강도나 빈도가 회복되는 것입니다.

4-3. 역조건 형성

부적응적인 조건형성을 없애는 치료적 과정입니다.

4-4. 자발적 회복

소멸이 상당 시간 지난 후 다시 조건 자극을 제공하면 일시적으로 조건반응이 나타나는 것입니다.

4-5. 자극일반화

조건 자극에 대한 조건반응으로서, 유사한 다음 자극에도 반응을 일으키는 것입니다.

4-6. 자격변별

조건화가 완전해짐으로써 다른 유사한 자극에 대해 반응을 일으키지 않는 것입니다.

4-7. 체계적 둔감법

혐오스러운 느낌이나 불안한 자극에 대한 위계목록을 작성한 다음에 낮은 수준의 자극에서 높은 수준의 자극으로 상상을 유도함으로써 불안이나 공포에서 서서히 벗어나도록 하는 것입니다. 

 

5. 마무리

파블로프는 마음의 기능을 객관적, 과학적으로 연구할 수 있음을 보여주었습니다. 심리학이 마음에 대한 과학적 연구를 지향하는 학문이라는 것을 몸소 실천한 것입니다. 복잡한 현상에 대한 과학적인 이해는 단순한 현상에 대한 이해에서부터 출발하는 것입니다. 그런 점에서 파블로프의 실험은 후대에 많은 영향을 미쳤다고 할 수 있겠습니다.