조건형성을 통한 학습의 한계

조건 형성의 원리들이 동물과 인간의 모든 행동을 설명할 수 있다고 생각되던 때가 있지만 일반적인 학습원리에 들어맞지 않는 현상들이 발생 되었다. 학습에 있어서의 생물학적인 준비성과 한계와 인간과 원숭이 등의 주로 고등동물이 보여주는 인지학습이 그러한 현상들이다.

 

맛 혐오 학습

전통적으로 고전적 조건형성에서는 어떠한 중성 자극이라도 조건 자극으로 사용될 수 있고, 어떠한 무조건 자극과도 연합될 수 있으면서 조건 자극과 무조건 자극 사잉의 시간 간격은 짧아야지만 학습이 가능하다고 생각되었다. 하지만 이런 학습원리들과는 상충되는 맛 혐오 학습이란 현상이 발견되었다. 쥐들에게 처음 맛보다는 단물을 주고 엑스레이를 쪼이면 엑스레이 때문에 구토와 복통이 발생한다. 그 후 다시 단물을 주면 쥐들은 마치 단물이 구토와 복통을 초래하기라도 한 것처럼 마시기를 피하게 된다. 사람도 식중독을 일으켰던 음식을 먹기 꺼려하는 맛 혐오 학습을 나타낸다. 특별히 난생처음으로 맛보았던 음식이 복통을 일으켰을 경우에는 다시 그 음식을 먹지 않게 될 수도 있다.

 

맛 혐오 학습 절차는 고전적 조건형성의 예이다. 단물에서 나는 단맛이 조건 자극으로, 엑스레이로 인한 구토와 복통이 무조건 자극으로 작용하고 그로 인한 불쾌감과 고통, 공포가 조건반응으로 습득된다. 그리하여 나중에 단물인 조건반사를 쥐에게 다시 제시하면 불쾌감과 고통, 공포가 조건반응으로 나타나고 결국에 쥐는 그 조건 자극을 회피하게 되는 것이다. 그러나 맛 혐오 학습은 전통적인 학습원리들과 상충되는 두 가지가 있다.

첫 번째로 조건 자극과 무조건 사이의 시간 간격이 아주 길어도 학습이 가능하다는 것이다. 쥐에게 단물을 제시한 지 몇 초 이내가 아니라 몇 시간, 하루가 지나서 구토와 복용을 일으켜도 학습이 된다. 이는 생물학적 관점에서 보면 쉽게 이해할 수 있다. 일반적으로 번개가 친 후에 천둥소리가 들리는 간격이나 맹수의 냄새가 바람을 타고 흘러든 후 맹수가 실제로 공격해 오는 간격은 짧은 반면에 동물이 처음 보는 먹이를 먹고 구토나 복통을 이르키기까지는 긴 시간이 걸린다. 만약에 동물이 조건 자극과 무조건 자극의 시간 간격이 짧을 때만 학습을 할 수 있다면 먹이와 복통 사이의 관계는 학습하는 것이 불가능하고 한 번 먹고 병이 났던 먹이를 나중에 또다시 먹고 그 병이 심하면 죽을 수도 있는 것이다. 따라서 맛 혐오 학습을 못했던 동물들은 진화과정에서 도태되었을 것으로 추정된다.

두 번째, 맛 혐오 학습은 어떤 조건 자극이라도 모든 종류의 무조건 자극과 연합될 수 있다는 전통적인 학습원리와 상충된다. 예를 들면 쥐들에게 단물을 주고 나서 엑스레이를 쪼이는 대신 전기충격을 준다. 그 후에 단물을 다시 제시하면 쥐들은 이를 회피하지 않고 정상적으로 마신다. 엑스레이를 무조건 자극으로 사용하거나 전기충격을 무조건 자극으로으로 사용하지만 고전적 조건 형성의 절차상으로는 아무런 차이가 없다. 그럼에도 불구하고 쥐들은 맛을 구토나 복통과는 잘 연관시키지만, 전기충격과는 잘 연관시키지 못하는 것이다. 이렇게 특정 조건 자극이 특정한 무조건 자극과 잘 연합된다는 사실 역시도 생물학적 관점에서는 이해될 수 있다. 자연환경에서는 쥐가 먹이를 먹고 나서 복통을 일으킬 수는 있어도 전기충격을 받는 일은 없다. 그러므로 먹이의 맛과 복통 사이의 관계를 학습하는 능력은 그 쥐의 생존과 직결되는 것이지만, 맛고 전기충격을 연합시킬 수 있지는 않다. 대조적으로 새들은 먹이를 그 모양과 색깔로 구분하여 맛보다는 먹이의 시각적 측면과 복통을 연관시키기 쉽다. 동물들은 이러한 것처럼 모든 자극들 사이의 관계를 동등하게 잘 학습하는 것이 아니라 그 동물이 사는 환경에 따라 특정 자극들 사이의 관계를 더 잘 학습하게 만드는 생물학적 소인을 갖고 있고 이것을 준비성이라고 한다.

 

향 본능 표류

 도구적 조건 형성 연구에서도 어떤 반응이든지 강화가 뒤 따르면 학습이 된다는 것이 전통적인 입장이었다. 그래서 동물은 무슨 반응이든지 학습을 할 수 있어야 한다. 브렐란드 부부는 학습 심리학적 원리들을 사용하여 서커스단의 동물들에게 재주 부리 기를 훈련시켰다. 훈련은 보통 성공하여 수레를 밀며 장을 보는 돼지가 나오기도 했지만 아무리 훈련시켜도 안 되는 경우도 있었는데 그 예가 '구두쇠 너구리'이다. 

브렐란드 부부는 앞발을 사람의 손처럼 잘 사용하는 너구리들에게 저금통에 동전을 저금하는 연기를 시키려고 했다. 그래서 먼저 동전을 집는 행동을 시켰고 쉽게 학습되었다. 그다음 단계인 금속상자에 동전을 집어넣는 행동의 학습에서 문제가 생겼다. 너구리가 동전을 손에서 놓으려 하지 않고 상자의 안쪽 면에 문지르기도 하고 넣었다가 다시 꺼내어서 몇 초 동안 꽉 쥐고 있기도 했다. 그래도 이 행동은 거듭 훈련을 시행하자 사라졌고, 결국에 너구리는 동전을 상자에 집어넣을 수 있었다. 하지만 또 동전 두 개를 집어서 상자에 넣는 훈련 단계에서 문제가 생겼다. 너구리는 동전을 상자에 집어넣으려 하지 않을 뿐 아니라 몇 초 동안, 심지어 몇 분 동안 두 동전을 마주 문지르고 나서야 겨우 상자에 집어넣었던 것이다. 동전을 문지르는 행동은 강화를 받지 못했으므로 효과의 법칙에 따르면 약화되어야 함에도 불구하고 갈수록 많아져서 결국 이 훈련은 중지되었다. 왜 그런지 이유를 살펴보면 너구리가 먹이를 문지르는 먹는 습성과 관련이 있다. 동전을 상자에 넣으면 먹이가 주어지기 때문에 동전은 먹 이과 짝지어지고 그래서 먹이의 속성을 넘겨받아서 조 건강 화물이 된다. 결과적으로 너구리는 동전들을 먹이처럼 취급하여 본능적인 습성대로 서로 문지르게 되었던 것이다. 이처럼 학습된 행동이 본능적 행동과 상충되어 와해되는 것을 향 본능 표류라고 한다.

 

 

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