고전적 조건형성 파블로프의 개 실험과 행동심리학
고전적 조건형성(Classical Conditioning)은 행동심리학 이론으로, 특정 반응을 끌어내지 못했던 자극(중성 자극)과 무조건반응을 끌어내는 자극(무조건 자극)이 반복 결합하는 과정을 의미합니다. 이 글에서는 러시아 생리학자 이반 파블로프의 고전적 조건 형성 이론을 살펴보겠습니다.
고전적 조건형성의 개요
조건형성이란 보통 특정 반응을 끌어낼 수 없는 자극(중성 자극, Neutral Stimulus : NS)이 무조건적인 반응(무조건 반응, UnConditioned Response : UR)을 수반하는 자극(UnConditioned Stimulus, US), 과 연합하는 과정을 의미합니다. 조건 형성이 일단 생성되면, 중성 자극이 조건 자극(Conditioned Stimulus : CS)으로 변하여 조건반응(Conditioned Response:CR)을 끌어내는 것으로 설명드릴 수 있는데, 이 과정은 이반 파블로프의 조건 형성 실험이 잘 나태내고 있습니다.
조건 형성 전 과정
- 개는 음식을 볼 때마다 무조건 침을 흘립니다.
- 여기서 식품은 무조건 자극(US)이 되고 침 반응은 무조건 반응(UR)이 됩니다.
- 또한 벨이 울리면 개는 반응하지 않습니다.
- 여기서 벨 소리는 어떤 반응도 끌어낼 수 없는 중성 자극(NS)이 됩니다.
조건 형성 과정
- 개에게 먹이를 줄 때마다 (US) 반복 벨(NS)을 울립니다.
- 이 과정은 무조건적인 자극과 중립적인 자극 또는 조건 형성의 조합으로 설명됩니다.
조건 형성 이후 과정
- 상태가 형성된 후 중성 자극인 종소리(NS)를 들어도 침을 흘립니다,
- 여기서, 조건 형성 후의 벨소리가 조건 자극 CS가 되고, 조건 형성 후의 침 반사가 조건 반응 CR이 됩니다.
이러한 고전적 조건 형성이 발생하는 이유는 유기체에 조건 자극(CS)을 제공하면 곧 무조건 자극(US)이 제공되기 때문입니다. 즉 조건자극을 무조건 자극이 제공되는 신호로 인식하는 것입니다.
위의 예 외에도 고전적인 조건 형성을 실험하는 예를 쉽게 찾을 수 있습니다.
왓슨&레이너(Watson&Rayner,1920)는 앨버트라는 이름의 아이에게 흰쥐의 공포를 느끼게 하였습니다. 앨버트는 원래 흰쥐를 두려워하지 않는 아이였습니다. 그런데 앨버트가 흰쥐에게 접근하거나 만질 때마다 갑자기 큰 소리가 났습니다. 이윽고 앨버트는 흰쥐를 무서워하게 되었습니다. 사람들은 보통 갑작스럽게 듣게 되는 큰 소리에 반응합니다. 여기서는 큰 소리는 무조건 자극으로 작용하고 놀라는 반응은 무조건 반응으로 작용합니다. 처음에는 무서움을 느끼지 않았던 흰쥐 (중성자극)과 큰 소리(무조건자극)를 계속 결합하면 흰 쥐(조건자극)를 보고 깜짝 놀라게 되는 반응(조건반응)을 하게 됩니다. 이 실험 또한 고전적 조건 형성의 예입니다.
이차적 조건 형성
조건 자극은 본래 반응을 이끌어내지 못하는 중립적 자극입니다. 하지만 조건이 형성된 뒤 자극처럼 무조건 반응을 유도하게 됩니다. 이 조건부 자극은 서로 다른 중성자 극성을 형성하는 힘을 만들어내게 되는데, 상기 이반 파블로프의 개 실험에서 조건 형성이 된 종소리와 함께 푸른 불빛을 보여주면 나중에는 푸른 불빛만 쳐다봐도 침을 흘리게 되는 것을 의미합니다. 이러한 현상을 이차조건 형성이라고 하며, 3차 조건 형성이나 4차 조건 형성 등 보다 많은 조건을 고차적 조건 형성이라고 합니다. 그러나 실제로는 3차 조건의 형성 이상으로 발생하기 어렵습니다. 이러한 고차적 조건 형성으로 조건자극이 지속해서 제공되고 음식물이 제공되지 않아 소거 과정이 발생하기 때문입니다.
소거(Extinction)
소거(Extinction)는 조건 형성이 풀어지고 조건자극이 다시 중성 자극으로 돌아가는 것을 말합니다. 만약 이반 파블로프의 개 실험에서 조건자극인 종소리만 들려주고 계속해서 음식을 제공하지 않는다면 개는 조건자극인 종소리를 듣고도 침을 흘리지 않게 됩니다. 즉, 조건자극과 함께 무조건자극을 계속해서 제공하는 수반성을 제거한다면 조건반응은 잘 형성되지 않게 된다고 설명해 드릴 수 있습니다.
그러나 소거가 되었다고 해서 조건반응 자체가 소멸하였다는 것은 아닙니다. 만약 소거가 일어난 이반 파블로프의 개에게 종소리(조건자극)를 갑자기 제시하면 침(조건반응)을 흘립니다. 이런 과정을 자발적 회복(Spontaneous Recovery)이라고 합니다. 이 자발적 회복은 학습이 영속적이라는 것을 뒷받침하는 근거가 되기도 하는데, 우리가 배운 내용을 잊어버렸다고 해서 두뇌에서 아예 지워지는 것이 아니라 어떤 계기에 의해 문득 떠오르기도 하는 것에서 경험하는 것과 같은 것입니다.
또한 소거가 일어난 이반 파블로프의 개에게 다시 함께 종소리와 음식을 제공한다면 종소리는 중성 자극에서 다시 조건자극으로 회복되며 종소리(조건자극)와 음식(무조건자극)의 연결은 더욱 단단해지게 될 수도 있습니다. 한편 수반성은 자극 제시의 시간 간격과 횟수에서 일관성이 없는 경우에서도 약화할 수 있지만 여러 자극의 강도 차에서도 수반성을 약화할 수 있는 확률적 관계가 있는 것으로도 알려져 있습니다.
자극일반화
자극일반화 (Stimulus Generalization)는 조건자극과 비슷한 다른 자극에 대해 같은 조건반응이 일어나는 것을 의미합니다. '자라 보고 놀란 가슴, 솥뚜껑 보고 놀란다'라는 우리 속담이 바로 좋은 예입니다. 고등어구이를 먹다가 생선 가시가 목에 걸린 경험을 한 아이는 식사 때마다 고등어구이 또는 생선을 먹지 않으려는 것도 같은 맥락입니다.
변별
위에서 설명한 생선 가시가 목에 걸린 경험을 한 아이는 가시가 별로 없거나 씹어 먹을 수 있는 생선 통조림을 우연히 먹고 다시 생선을 먹게 되는데 이런 현상을 변별((Discrimination)이라고 설명합니다.
