인지심리 매니아

글 : 인지심리 매니아

지난 19일 아침, 필자는 ‘마음과 뇌' 컨퍼런스에 참석하기 위해 마로니에 공원에서 고등과학원으로 가는 버스를 탔다. 

이번 컨퍼런스에서는 다양한 분야의 전문가들이 ‘마음과 뇌'라는 주제를 놓고 강연을 했다. 그 중 흥미로운 내용들을 독자들과 공유하기 위해 글로 적어 봤다(발표 내용을 완벽히 이해하지 못해서 글에 오류가 있더라도 이해해 주길 바란다).

고등과학원 '마음과 뇌' 컨퍼런스. 사진 : 인지심리 매니아

첫 시간은 카이스트의 Christopher D. Fiorillo 교수가 발표를 진행했다. 그는 연구자들이 뉴런을 연구할 때 어떤 관점을 가져야 하는지, 또 뇌가 세상을 어떤 방식으로 이해하는지 설명하고자 했다.

기존 물리학이나 심리학은 대상을 연구할 때 대상에게 주어지는 input이나 output을 관찰했다(심리학에서는 스키너가 대표적일 것이다). 하지만 발표자는 뉴런을 관찰 ‘대상(object)’로 취급하는 극단적인 입장을 지양하고자 했다. 대신 뉴런을 인간과 같은 ‘관찰자(observer)’로 보는 관점도 필요하다고 주장한다. 정보를 수동적으로 받아들이고 전달하는 대상이 아닌 주체적 정보처리자로 보자는 것이다. 

따라서 뉴런을 연구하는 방식도 바뀌어야 한다. 뉴런이 단순한 물체가 아니라면 물리학 실험 같은 기존 연구 방식은 적절치 않을 것이다. 대신, 인간이 타인의 마음을 이해하는 것과 동일한 방식으로 뉴런을 연구해야 할 것이다. 발표자는 마음 이론(Theory of mind, 인간이 타인의 마음을 이해하는 방식에 관한 이론)이 인간 뿐만 아니라 뉴런 연구에도 적용되어야 한다고 주장했다.

또, 발표자는 뇌라는 물리적 구조물이 어떻게 다른 물리적 구조물(예, 세상)을 이해할 수 있는지 설명했다. 뇌는 환경으로부터 정보(확률)를 얻고 이를 통해 예측, 추론을 하며, 이런 정보처리 방식은 베이지안적이라는 것이 그의 생각이다. 

더불어 그는 인간의 뇌를 구성하는 뉴런이 각각의 관찰자 역할을 담당하며, 결국 뇌는 수많은 관찰자가 정보를 포착, 공유하는 과정을 통해 최적의 의사 결정을 수행하는 시스템이라고 설명했다.

점심 식사 후 재개된 오후 강연은 컬럼비아 대학의 Hakwan Lau 교수가 발표를 맡았다. 발표자는 인간의 메타 인지(metacognition)의 불완전성, 메타 인지의 영역특수성에 관한 자신의 견해를 설명하고자 했다. 

그가 인용한 한 연구에서, 연구자들은 시각 또는 단어 기억 과제를 낸 다음, 참가자들의 메타인지를 측정해서 d’(신호탐지이론을 참고할 것)을 계산했다. 분석 결과 시각과 기억 점수 간 상관이 발견되었다. 이는 메타인지가 영역 일반적임음을 증명해주는 듯 하다. 하지만, 뇌영상 결과는 두 과제에서 다른 부위가  활성화 되었음을 보여주었다. 그는 이 결과를 통해 각기 다른 유형의 메타 인지가 존재할 수 있음을 주장했다.

다양한 종류의 메타 인지가 존재한다는 사실은 필자에게 다소 혼란스러웠다. 바우마에스터는 의지력이나 통제력이 단일한 resource에 기반하며 영역 일반적이라고 주장했다. 또 우리는 주의력이 영역 일반적이라는 연구 결과들도 알고 있다. 따라서 이런 사실들을 메타 인지에도 자연스럽게 유추하기 쉽다. 하지만 실상은 그렇게 단순하지 않았던 셈이다.

마지막 발표자인 옥스포드 대학의 Neil Levy 교수는 강연을 통해 ‘자유의지'를 부정하는 결정론적 관점을 반박하고 인간의 자율성을 강조하고자 했다.

최근 인간의 자유 의지가 뇌의 발화에 따른 현상일 뿐이며, 우리 행동은 스스로 통제할 수 있는 것이 아니라는 주장이 조명을 받고 있다. 그러나 발표자는 이를 반박하는 연구 자료를 통해 자유 의지가 위협받지 않는다고 주장한다. 자유 의지에 심각한 의문을 제기했던 리벳(Libet)의 연구를 예로 들어보자. 리벳은 Readiness potential(RP)이 행동을 취하려는 의도보다 먼저 일어난다는 점을 들어 인간의 자유 의지를 의심한다. 그러나 RP는 행동이 일어나지 않을 때 관찰되기도 한다. 최근 연구 결과에 의하면 RP는 무선적으로 발생하기도 하며, RP가 의지 또는 예상된 행동과 상관 관계가 없다는 결과도 있다.

결국 행동에 대한 자발적 의도를 지각하기 전에 뇌의 발화가 선행했다는 사실만으로 자유 의지를 부정하기에는 한계가 있다는 것이다. 발표자는 신경과학연구가 인간의 자유 의지를 부정하게 될 것이라는 우려를 벗을 필요가 있다고 설명했다.

영국식 액센트에 유독 약한 필자의 영어 실력 때문에 발표 내용을 모두 이해할 수 없었던 점이 아쉬웠다. 하지만 ‘자유의지’에 대한 회의적인 견해를 잠시 내려놓을 수 있는 좋은 시간이었다.

2013.4.20 토요인지모임. 장소: 서강대 정하상관. 발표자: 김정한 작가님. 사진: 인지심리 매니아.

글 : 인지심리 매니아

2013년 4월 20일 서강대에서 열린 토인모에 다녀왔다. 이번 모임은 ‘인지과학과 시각예술’이라는 주제로 미디어 아티스트인 김정한 작가님이 발표를 맡아주셨다.

김정한 작가님은 인지 과학을 공부하기 전부터 인간의 지각-인지를 예술 작품과 연결하는 작업을 진행했다. 특히 “한 대상이 다른 대상의 경험을 왜곡없이 경험할 수 있는가?”라는 문제를 끊임없이 고민해 왔다.

작가님의 문제 의식은 세미나를 통해 제시한 작품에서 엿볼 수 있었다. 첫 번째로 제시한 작품인 ‘Acrophobia(고소공포증)”는 타워크레인 기사의 머리에 부착된 카메라를 통해 비춰진 세상을 보여준다. 크레인에서 작업하는 사람의 고소 공포를 그대로 느낄 수 있는 작품이었다. 

두 번째 작품은 동물의 지각을 재현하는 데 목적을 두고 있었다. 이 설치 작품은 새가 바라보는 세상을 인간이 직접 경험할 수 있도록 제작되었다. 필자는 새가 경험하는 세상이 우리의 세상과 어떻게 다를지 상상하면서 작품을 감상했다. 잠깐 동안이었지만 새가 된 기분이었다.

그 외에도 대상을 바라보는 인간의 눈동자 움직임을 추적한 작품 등 다양한 작품이 소개되었다. 무엇보다 주목을 끈 것은 인지 과학을 공부한 이후 제작한 작품인 ‘도시의 마음'이었다. 이 작품은 도시를 관통하는 데이터의 흐름을 Bio information + 빅데이터로 표현했다. 각각의 키워드들을 뉴런망 형태로 표현하고, 키워드들의 정서에 따라 신경망의 색상이 결정되는 기발한 작품이었다. 소셜 데이터를 시각화하거나  감성 분석을 시도하는 기업에게도 신선한 아이디어를 제공할 수 있는 작품이다. 

작품명 : 도시의 마음. 김정한 작

발표 내용을 통틀어, 작가님이 풀고자 하는 문제는 바로 ‘감각질(Qualia)’이었다. 위키피디아 정의에 의하면, 감각질은 ‘어떤 것을 지각하면서 느끼게 되는 기분이나 심상’을 의미한다. 감각질은 말로 표현하기 어렵고  일인칭 시점이기에 주관적이며 객관적인 관찰이 어렵다는 특징이 있다. 

위 정의처럼 감각질은 어떤 대상의 주관적 경험이기 때문에 다른 대상이 공유하기가 어렵다. 우리는 박쥐가 소리를 어떻게 ‘보는지’ 체험할 수 없다. 우리는 돌고래가 고주파음을 어떻게 듣는지 체험할 수 없다. 심지어 인간 간에도 이런 문제가 발생할 수 있다. 적녹 색맹인 사람이 보는 빨강과 녹색을 우리가 그대로 체험할 수 있을까?

비록 완벽하진 않았지만 다른 대상의 경험을 공유하고자 했던 작가님의 시도는 매우 훌륭하다. 비단 예술 분야 뿐만 아니라 인지 과학에서도 이런 시도가 활발해졌으면 좋겠다. 만약 인지 과학이 주관적 경험을 공유하는 방법을 개발할 수 있다면, 폴 블룸의 주장^[각주:1]처럼 어린 시절부터 ‘유아론'에 빠져있는 인간의 제한된 인식도 보다 확장되지 않을까?

필자는 세미나 후 식사 자리에서 다양한 분야의 사람들과 정보를 공유하며 즐거운 시간을 보냈다. 그리고 다음과 같은 아이디어를 떠올려 봤다.

1. 학부생들을 위한 멘토링

토인모에 참석하는 학부생 중 상당수가 인지 과학을 공부할 수 있는 방법을 모른다. 그래서 인지심리학, 신경과학, HCI, UX 등을 공부할 수 있는 관련 대학원, 입학 절차, 커리큘럼 등을 알려줄 멘토가 필요하다. 필자가 식사 자리에서 조언을 많이 해 주고 있지만, 보다 내공이 높으신 분들이 학부생들을 지도해 준다면 인지 과학 후학 양성에 큰 도움이 될 것 같다.

2. 학문 - 기업 간 연계

토인모에 참석한 기업 관계자 분들과 이야기를 나누다보면 인지 과학이 기업의 고민을 해결해 줄 수 있는 사례를 종종 발견한다. 그러나 세미나 후 점심 시간만으로는 보다 깊은 이야기를 나누거나 Collaboration을 하기에 부족한 감이 있다. 그래서 필자는 별도의 오프라인 모임을 통해 기업 종사자분들과 관심 분야를 공유하거나 연구를 진행할 계획을 갖고 있다.

토인모는 매월 셋째주 토요일날 서강대에서 열린다. 다음 모임은 5월 25일 서강대 정하상관(J) 302호에서 열리는 ‘한국인지과학회'로 대체된다.

2013.3.16 토요인지모임. 장소: 서강대 정하상관. 발표자: 박도영 책임님. 사진: 인지심리 매니아.

글 : 인지심리 매니아

2013년 3월 16일 서강대에서 열린 토인모에 다녀왔다. 이번 모임은 ‘Auditory Interface Design for Product’라는 주제로 박도영 책임연구원(현대기아자동차 기술연구소)님이 발표를 맡아주셨다.

최근 UX 분야는 시각 뿐만 아니라 청각적 UI에도 많은 관심을 쏟고 있다. 하지만 이와 관련한 정보를 접할 기회는 많지 않기 때문에 많은 분들이 세미나에 참석하신 것 같다. 인지심리와 음악을 함께 공부한 필자도 누구보다 많은 관심을 갖고 있는 주제다.

세미나의 초점은 Sonification의 개념과 디자인 과정에 맞추어졌다. 위키피디아 정의에 의하면, Sonification은 ‘정보 전달 또는 데이터를 지각하기 위한 비언어적인 소리의 활용'를 의미한다. 즉, 말을 하지 않고도 소리를 통해 정보를 전달하거나 데이터를 느끼도록 만드는 것이다.

박도영 책임님은 Sonification이 세 가지 과정으로 구분된다고 설명했다. ‘Rendering sound’는 시급성(Urgency)과 중요성(Importance)을 소리의 특성(음높이, 음색, 음량)에 매핑하는 단계다. 예를 들어, 필자의 아버지가 소유한 승용차는 후진 시 물체와의 거리가 가까워질수록 경고음의 비트수가 점점 증가하도록 설계되어 있다. 정지해야 한다는 시급성이 높아지면 비트도 함께 증가하도록 매핑된 경우다.

두번째로, 발생한 소리가 청자에게 무언가를 ‘전달'하는 단계다. 소리는 정보(피드백, 알림, 회사 브랜드, 엔터테이닝)나 심미(아름다움, 즐거움, 감동이나 인상, 차별화)를 전달할 수 있다.

세번째로, 청자가 소리를 듣고 정보나 미적 가치를 ‘이해’하는 단계다. 만약 청자가 정보를 올바로 이해했다면 Sonification의 목적은 달성된 것이다.

세미나는 auditory interface를 활용한 다양한 사례들을 소개했다. 또, 도형을 음으로 표현하는 재미난 실험을 즉석에서 진행하기도 했다. 건반을 보면 눌러야 직성이 풀리는 필자가 제일 먼저 나섰는데, 다른 분들도 필자의 소리에 공감을 하셨는지 모르겠다.

세미나를 듣는 동안, 필자는 발표 주제와 관련된 인지심리학 이론이나 연구들을 떠올려봤다. 그리고 몇 가지 의문을 가지게 되었다. 

우선, 소리가 추상적인 정보를 전달할 수 있는지 궁금해졌다. 우리는 단순한 소리가 정보가를 가질 수 있다는 의견에 동의한다. 누군가 소리를 지른다면 ‘위급’한 상황이라는 사실임을 누구나 알 수 있다. 하지만 소리가 그보다 훨씬 복잡하거나 추상적인 개념을 전달할 수 있을까? 가령, 소리가 동물이나 물체를 표현할 수 있을까?

소리의 경우는 아니지만, ‘음악'이 사물을 전달할 수 있는지 연구한 사례가 있다. ‘Cognitive Daily’라는 블로그의 저자이자 인지심리학자인 Dave Munger는 블로그를 통해 재미있는 실험을 진행했었다. 블로그 독자들을 대상으로 클래식 곡(바람이나 바다처럼 특정 대상을 주제로 하고 있다)들의 일부를 들려준 다음, 곡들이 ‘무엇'을 전달하고자 하는지 물어본 것이다. 이 때 응답자는 ‘아름답다' 등의 형용사를 쓸 수 없으며 ‘강'처럼 구체적인 명사를 이용하여 응답을 해야 한다.

연구자는 응답자가 주제를 정확히 맞추었을 경우 2점, 주제와 유사한 사물을 언급한 경우 1점, 전혀 다른 사물을 언급한 경우 0점을 부여했다. 예를 들어 동물의 사육제 중 ‘코끼리를 들은 사람이 ‘코끼리’라고 대답하면 2점, ‘하마'라고 대답하면 1점, ‘새'라고 대답했으면 0점을 받는다.

그런데 실험 결과 응답자의 스코어는 전반적으로 낮았다. 아래 그래프는 네티즌들의 응답 결과다.

Image : Cogitive Daily

그래프에서 알 수 있듯이, 음악 전공자들의 평균마저 1점을 넘지 못했다. 참가자 대부분 주제와 관련 없는 사물을 지칭한 것이다. 이 온라인 실험 결과에 대해선 두 가지로 해석이 가능하다. 첫 번째 가능성은 생상스가 코끼리에 해당하는 음악을 제대로 매핑하지 못한 경우다. 이 경우 아직 희망이 남아있다. 하지만 애시당초 음악이 코끼리같은 복잡한 개념을 표현할 수 없을 가능성도 있다. 만약 이것이 사실이라면 음악이 전달하는 정보의 복잡성에는 한계가 있는 셈이다. 이 결과가 소리의 경우에도 마찬가지로 적용될까? 소리는 어느 수준의 복잡성까지 표현할 수 있을까? 소리가 도형을 표현할 수 있을까? 색깔은? 코끼리는? 

둘째로, 소리에 대한 선호도 조사가 매번 실패로 끝나는 이유가 궁금해졌다. 심리학 문헌에서도 이와 비슷한 연구를 하는 경우가 있다. 하지만 이런 실험은 독립 변인 외에도 수많은 변수들이 개입(혼입)할 여지가 있다. 한 연구의 경우 온라인을 통해 음악 투표를 실시했는데, 참가자들이 투표 초반 많은 표를 받은 음악에 몰표를 주면서 특정 음악이 압도적 1위를 차지했다. 음악의 특성보다 곡에 대한 타인의 반응이 자신의 선호에 영향을 미친 것이다. 그 외에도 음악의 제시 순서, 환경 등에 따라 실험 결과는 무수히 달라질 수 있다. auditory interface를 개발하기 위한 서베이가 전체 사용자의 의견을 예측하지 못하는 이유도 여기에 있을 것이다.

필자는 세미나 후에 이어진 식사 시간에서 발표자 및 현업에 종사하시는 분들과 이런 고민들을 함께 나누어봤다. 대화를 나누는 동안, 음악이라는 분야에 과학적 검증을 거친다는 것 자체가 어쩌면 무모한 시도일지 모른다는 생각이 들었다.

그러나 청각적 UI 설계의 과학적 검증을 회의적으로 볼 필요는 없을 것 같다. UX는 디자이너의 인사이트와 과학이 어우러지는 분야다. 때로 이 둘은 서로를 이해하지 못하기도 하고 갈등하기도 한다. 마치 우리 뇌의 System 1과 System 2가 갈등하는 모습과 비슷하다. 디자이너의 인사이트는 빠른 시간에 유저들의 마음을 읽어낼 수 있다. 반면 서베이나 실험 등 과학적 검증은 느리지만 인사이트가 저지르는 오류를 바로잡아줄 수 있다. 우리는 이 두 가지 방법 중 어느 것도 과소평가할 수 없다. 두 가지 방법을 잘 조화시킬 때 사용자의 경험도 최적화될 것이다.

끝으로, 필자의 블로그를 보고 토인모를 찾는 분들에게 항상 감사하다는 말을 남기고 싶다. 필자가 토인모의 부흥에 조금이나마 도움이 되는 것 같아서 다행이다. 

토인모는 매달 세번째 주 서강대에서 열린다. 누구나 무료로 들을 수 있기 때문에 부담 없이 방문해도 괜찮을 것 같다.

2013.2.16 토요인지모임. 장소: 서강대 정하상관. 발표자: 배문정 교수님 사진: 인지심리 매니아

글 : 인지심리 매니아

2013년 2월 16일 서강대에서 열린 토인모에 다녀왔다. 이번 모임은 ‘체화된 인지의 문명사적 의의’이라는 주제로 우석대학교 교양학부 교수님인 배문정 교수님이 발표를 맡아주셨다.

인지 과학이 문명사에 미칠 영향은 좁은 학문 영역을 공부한 필자에게 있어서 대단히 큰 담론이다. 이렇게 큰 주제를 작은 그릇에 담기가 쉽지 않았지만, 배문정 교수님이 강의를 재미있게 풀어주셨기 때문에 이해하는 데 큰 도움이 되었다. 들은 내용을 스스로 정리하는 차원에서 아래에 강의 내용을 요약해 보았다.

인간의 문명은 르네상스를 계기로 큰 성장을 거두었다. 이 시대의 철학자들이 선도한 ‘제 1의 계몽'은 인간 인식의 확장을 가져왔다. 그러나 이 인식은 현상과 거리를 둔 체 관찰자의 입장에서 본 지식이라는 한계가 있었다. 또 이 시대의 도덕은 개인에게 부여하는 ‘정언 명령'으로써 강제성을 띄고 있었다. 상호작용 측면에 있어서는 인간과 인간, 인간과 기계 문명의 접촉이 개별적으로 이루어진 시대였다.

그러나 이런 토대를 바탕으로 성장한 문명은 한계에 봉착했다. 우리 인간 문명은 아직 불완전하며, 개개인의 삶은 여전히 위태롭다. 우리는 이 문명을 계속 발전시킬지, 또는 수정을 가해야 할지 결정해야 한다. 어떻게 할 것인가?

배문정 교수님은 현대의 문제점을 해결하기 위해 문명의 수정이 필요하며, 이를 위해 ‘제 2의 계몽'이 필요하다고 설명하셨다. 그리고 제 2의 계몽을 위해서 인지 과학이 기여할 수 있는 바를 제시해 주셨다. 우선, 인식의 측면에서는 ‘체화된 인지'를 통해 앎의 개념을 수정할 필요가 있다. 체화된 인지는 입력과 출력의 구분이 없으며, 인식과 체험을 구분하지 않는다. 결국 우리는 삶 속에서 끊임없이 상호작용하며 역동적인 ‘앎'을 실천하고 있는 것이다. 삶이 곧 앎인 것이다.

또, 도덕 대신 ‘윤리의 계몽'이 이루어져야 한다고 설명하셨다. 윤리는 개인에게 주어진 정언명령과 달리 자발적 성격을 띠고 있다. 윤리는 즐거워야 한다. 우리 모두가 윤리에 즐겁게, 그리고 자발적으로 참여할 때 새로운 문명의 발전을 가져올 수 있다.

제 2의 계몽은 하나의 큰 전제 위에서 진행되어야 한다. 그 전제는 바로  ‘we’라는 개념이다. 삶=앎은 다른 사람의 마음을 이해하는 능력, 즉 사랑과 공감의 다른 표현이다. 윤리의 실천 역시 마찬가지다. 윤리의 자발적 참여는 우리라는 틀 안에서 더욱 큰 효과를 발휘할 수 있을 것이다.

필자는 강의를 들으면서 역사 속 ‘우리’라는 개념이 희미해졌다가 회복되는 과정을 되짚어봤다. 미국의 정치학자인 로버트 퍼트넘은 ‘나 홀로 볼링'이라는 저서에서 산업화와 급속한 사회 변화로 사회적 자본이 파괴되는 현상을 방대한 데이터를 통해 설명했다. 저자는 법률, 제도 등 다른 수단이 사회적 자본을 대체하기에는 어려움이 있으며 막대한 비용이 들 것이라고 지적했다. 또, 개인화가 사회에 어떤 영향을 미쳤는지 지적하고 있다. 어쩌면 이것이야말로 ‘제 1의 계몽'이 낳은 부작용은 아닐까?

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나 홀로 볼링

저자

로버트 D. 퍼트넘 지음

출판사

페이퍼로드 | 2009-03-06 출간

카테고리

정치/사회

책소개

볼링을 치는 사람은 더욱 늘고 있지만 리그 볼링에 가입하는 사람...

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사회적 자본은 자발적이고, 공동체적이고, 비용면에서도 저렴하며, 현대 문명이 겪고 있는 문제점을 해결할 수 있는 대안이 될 수 있다고 그는 설명한다. 사회적 자본은 인간과 인간 간 역동적인 상호작용(이것이 곧 체화된 인지의 앎이 아닐까?)을 필요로 하며, 결국 ‘우리'라는 개념으로 수렴한다. 필자는 강의를 듣는 내내 ‘윤리적 계몽'을 통한 문명의 수정이 ‘사회적 자본'의 회복을 의미하는 것은 아닐까 하는 생각을 갖게 되었다. 비록 정치 학자와 인지 과학자가 다른 용어와 다른 Scope에서 현상을 설명하고 있지만, ‘우리'의 회복이라는 대 주제로 귀결된다는 점에서 공통점이 있기 때문이다.

모임이 끝나고 점심 식사를 하는 동안 다양한 분야의 사람들과 이야기를 나눌 수 있었다. 항상 느끼는 것이지만, 필자는 이 모임에 올 때마다 학문적 갈망에 목을 축일 수 있어서 기쁘다. 이질적인 학문 간의 조우는 필자의 학문적 식견을 넓혀주고 스스로 성장하게 만드는 것 같다. 

더불어서, 필자의 부족한 블로그를 애독하시는 분들을 만날 때마다 감사하다는 생각을 한다. 앞으로도 유익한 정보를 전달하기 위해 최선을 다해야겠다고 다짐했다.

토요인지모임은 매달 1번씩 정기 모임을 가진다. 3월 모임 역시 서강대에서 열릴 예정이다. 

Image : http://aplangwjps.blogspot.kr/2007/11/syllogism-class-notes-11207.html

글 : 인지심리 매니아

그럴싸함 효과(Belief bias)는 관계 추리에서 그럴 듯한 내용이 추리에 영향을 미치는 경우를 말한다. 

예를 들어보자.

위의 결론이 ‘논리적’으로 타당한가? 대부분의 사람들이 ‘그렇다’라고 답하기 쉽지만 사실은 타당하지 않다. 미식가 중 프랑스 사람이 단 한 명도 없는 경우도 가능하기 때문이다. 그럼 사람들이 결론을 논리적이라고 받아들인 이유가 뭘까?

그 이유는 ‘논리적' 참과 ‘현실 세계'의 참을 헷갈려 하기 때문이다. 우리는 실제로 프랑스 사람들이 미식가라는 사실을 잘 알고 있다. 하지만 위에서 제시한 삼단논법추리는 현실 세계의 참이 아니라 ‘논리적’ 참을 묻고 있다. 문장의 내용이 실제 세계의 참을 말하는지 여부는 고려할 필요가 없다. 그러나 우리는 이 둘을 구분하기 어려워한다.

그럼 Belief Bias가 일어나는 원인은 뭘까? Banks가 2012년 Cognitive Science 저널에 게재한 논문^[각주:1]은 Anderson의 ACT-R 모델을 통해 Belief Bias가 일어나는 과정을 설명하고자 했다.

ACT-R(Atomic Components of Thought-Relational)은 Anderson이 주창한 모델로써, 각종 인지적 현상을 활성화 수준으로 설명한다. 특정 chunk(부호화된 사실의 상징적 표상)가 반복적으로 학습, 인출되면 활성화 수준이 증가한다. 하지만 이 수준은 시간이 지남에 따라 감소한다. 

저자는 이 모델이 Belief Bias현상을 설명할 수 있다고 주장한다. 만약 특정 사실이 반복적으로 학습될 경우(예, 프랑스 인들이 미식가라는 정보를 자주 접한 경우) 그 사실의 활성화 수준은 높아진다(즉, 그 사실에 대한 Belief가 강화된다). 따라서 추리 시 인출될 가능성도 높아진다. 심지어 그 결론이 논리적으로 타당하지 않을 때조차 그렇다. 결국 Believable & invalid한 결론일지라도 타당하게 여기는 현상(Belief bias)이 발생하는 것이다. 

저자는 더 나아가서 흥미로운 예측을 했다. Belief bias가 결정적 문제(determinate problem)보다 비결정적 문제(indeterminate problem)에서 더 빈번하게 일어날 것이라고 예상한 것이다. 비결정적 문제는 앞서 소개한 삼단논법추리 사례처럼 결론이 ‘가능하지만 필연적(necessary)’이지 않은 경우를 말한다. 몇몇 프랑스 인이 미식가일 수도 있지만, 프랑스인 중 미식가가 한 명도 없을 수 있다. 반면 결정적 문제는 아래의 예처럼 전제가 필연적으로 결론을 도출하는 경우를 말한다. 

사람들은 비결정적 문제의 결론을 판단할 경우 두 가지 심적 모델을 형성해야 한다. 한 가지는 어떤 프랑스인들이 미식가일 경우(Believable), 또 하나는 프랑스인 중 미식가가 하나도 없을 경우(Unbelievable)이다. 이때, Believable한 결론이 Unbelievable한 경우보다 활성화 수준이 높으므로 인출 가능성이 높다. 인출된 결론과 제시된 결론이 일치할 경우 설사 그 결론이 invalid할지라도  타당하다고 받아들여진다. 따라서 심적 모델이 하나만 형성되는 결정적 문제에 비해 Belief Bias가 더 강하게 나타난다는 것이다. 

실험 1

연구자는 이 두 가지 가설을 검증하기 위해 실험을 진행했다. 그는 참가자에게 다양한 추리 문제를 제시한 다음, 결론의 Believability(believable or unbelievable), Belief의 강도(strong, weak), 결론의 타당성(valid, determinately invalid, indeterminately invalid)을 조작했다. 그리고 참가자가 타당하다고 받아들인 결론의 수를 세어보았다. 

지문 예시

실험 결과, strong 조건은 weak 조건과 달리 belief의 주효과(F(1,33)=13.36, p=.001, =0.29)가 발견되었다. 즉, 정말로 (실제 세계에서) 그럴듯한 결론은 타당하다고 받아들여졌다. 또 strong & invalid한 조건끼리 비교한 결과 validity와 belief의 상호작용이 발견되었다(F(1,33)=14.23, p=.001, =0.68). 즉, indeterminate&invalid 한 문장이 타당하다고 생각하는 경향이 높았다(belief bias).  연구자의 예상이 모두 맞아떨어진 것이다.

실험 2

연구자는 실험 2에서 작업 기억의 부담이 Belief Bias에 미치는 영향을 연구했다. 만약 추리 도중 작업 기억에 추가적 부하가 가해지면, 추리는 처리 과정에서 후순위로 밀리게 될 것이고, 이 과정에서 unbelievable한 결론의 활성화가 believable한 결론보다 빠르게 감소하면서 망각(Decay)된다는 것이다. 

실험 2의 절차는 실험 1과 동일하지만, 추리 과제 동안 5자리  숫자를 계속 기억하고 있어야 한다는 점이 다르다. 숫자 외우기를 통해 작업 기억에 부담을 주려는 의도다.

실험 결과, 숫자 외우기 과제를 동시에 진행했던 참가자는 추리 과제만 한 참가자에 비해 believable한 결론을 받아들이는 경향이 있었지만, 그다지 큰 차이는 아니었다(F(1,31)=3.53, p<.07, =0.1). 또 실험 1과 마찬가지로 belief bias는 indeterminately invalid 조건에서 가장 많이 발생했다.

그 동안 연역 추리를 설명하는 이론은 에반스(evans)의 Selective Scrutiny model, Selective Processing model,  존슨 레어드(Johnson-Laird)의 심성 모형(mental model) 등이 대표적이었다. 이번 논문은 Anderson의 ACT-R 모델을 이용하여 연역 추리 과정을 설명했다는 점에서 참신하다고 할 수 있다. 

2013.1.19 토요인지모임. 장소: 서강대 정하상관. 발표자: 윤홍옥 박사 사진: 인지심리 매니아

글 : 인지심리 매니아

오랜 망설임 끝에 마침내 토인모에 참석하게 되었다. 이번 모임은 서강대학교에서 개최되었으며, 성균관대 인터랙션사이언스 연구소의 선임연구원인 윤홍옥 박사님이 발표를 맡았다. 발표 제목은 ‘예측성과 유사성이 문장 처리에 끼치는 영향’이었다.

언어 연구는 통제해야 할 factor가 많기 때문에 실험 설계가 까다롭고 이론도 복잡하다. 또 필자의 전공 영역이 아니기 때문에 연구 내용을 모두 이해하기는 힘들었다. 그래도 나름대로 이해한 내용과 개인적으로 얻은 교훈을 적고자 한다.

인간의 언어는 불확실성으로 가득 차 있지만, 우리는 상대방의 말이 체 끝나기도 전에 다음 말을 예상할 수 있다. 이 놀라운 능력에는 무수히 많은 요인들이 관여하고 있을 것이다. 이번 발표는 문장을 통해 활성화된 후보 단어들(cohort) 간의 의미적 유사성, 문맥적 제약, Timing이 단어 예측과 어떤 관련이 있는지 다뤘다. 

필자의 관심을 끈 대목은 문맥적 제약의 효과였다. 문맥적 제약이 강한 조건에서는 target 단어의 활성화가 강해진다. 하지만 문맥적 제약이 약할 경우 (target 단어를 포함한) cohort 내 단어들은 비슷한 활성화 수준을 가진다는 것이다(필자가 제대로 이해한 건지 모르겠다).

이 결과는 영어 교육에 큰 함의를 가지고 있다고 생각한다. 2014년 수능 영어에서 가장 필요한 능력은 바로 ‘빈칸' 추론이다. 그런데 의외로 많은 학생들이 빈칸 추론을 두려워한다. 필자가 가르치는 학생 한 명도 빈칸 추론에 유독 약하다. 이런 학생들은 보통 ‘문맥'을 파악하는 능력이 부족하다. 어쩌면 학생들의 뇌에서  보기로 제시된 단어들의 활성화 수준은 모두 비슷할지 모른다. 해당 문장의 문맥, 또는 글 전체 문맥의 제약을 통해 정답을 골라내지 못한다면 빈칸 추론하기 문제는 고역이 될 것이다. 영어 교육에 있어서 학생들에게 ‘화용적 의미'의 활용을 가르치는 것은 단어나 문법만큼이나 중요한 문제일지 모른다.  

필자는 발표를 듣는 동안 이따금씩 이정모 교수님이 앉아 계시는 모습을 지켜봤다. 만약에 교수님이 없었더라면 이런 값진 모임이 계속 유지될 수 있었을까? 지난 수십 년 동안 인지과학 발전을 위해 공헌하고 계신 교수님을  보면서, 후학 양성은 위대한 스승의 지도 없이 이루어질 수 없다는 교훈을 얻었다.

순간, 모교인 성균관대의 인지심리 동아리 후배들이 떠올랐다. 필자 역시 교수님처럼 후배들을 지도하는 데 도움을 주었어야 했는데 그렇게 하지 못했다는 생각이 들었다. 조만간 기회가 된다면, 후배들을 지도하는 일을 다시 해야겠다고 생각했다.

발표가 끝나고 참석한 사람들끼리 점심을 먹으면서 분위기는 보다 화기애애해졌다. 참으로 다양한 분야의 사람들이 모임에 참석했다. 참석자들의 이색적인 전공과 이력을 접하면서 이 모임이 참 매력적이라는 느낌을 받았다. 필자가 인지과학을 접하고 처음 받았던 느낌과 묘하게 닮은 느낌이었다.

토요인지모임은 매달 1번씩 정기 모임을 가진다. 다음 모임은 2월에 서강대에서 열릴 예정이다. 

필자가 항상 앉아있는 벤치. Image : http://cafe.naver.com/canon450dclub/206678

글 : 인지심리 매니아

모처럼 쉬는 날을 맞아 자전거를 끌고 밖으로 나왔다. 한 주일 동안 갑갑한 회사 건물에 갇혀 지내다가 탁 트인 풍경을 보니까 가슴이 시원했다. 

호숫가 주변을 돌면서 아이들과 강아지 구경도 하고, 해바라기랑 코스모스도 구경하면서 여유로운 시간을 즐겼다. 그리고 언제나 그랬듯이 갈대습지공원 중간에 있는 벤치에 앉았다.

벤치에 앉아서 흘러가는 물을 보고 있으니까 이런 저런 생각이 떠올랐다. 예전 추억, 쌓인 일들, 장래 계획…. 그러다 문득 ‘나는 지금 어디로 흘러가고 있지?’라는 질문을 하게 되었다. 하지만 곰곰이 생각해 봐도 답을 찾을 수 없었다. 

답을 찾는 것을 포기하고 호수로 흘러 들어가는 물을 바라보던 중 ‘강물도 자신이 어디로 가는지 알지 못하겠지?’라고 생각했다. 그리고는 약간의 자기 위안을 삼을 수 있었다. 강물이 목적 없이 유유히 흐르는 것을 보면서 필자도 그렇게 살면 되지 않을까 생각했다.

자전거를 타고 집으로 돌아오면서, 필자는 호숫가에서 했던 두 가지 질문이 모두 어리석은 질문이라는 사실을 깨달았다. 이 질문에 답해줄 책이 떠올랐기 때문이다. 바로 제시 베링의 저서 ‘종교 본능’이다.

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종교 본능

저자

제시 베링 지음

출판사

필로소픽 | 2012-04-02 출간

카테고리

인문

책소개

신의 탄생은 ‘마음이론’에 있다!나와 세계 그리고 삶의 의미를 ...

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이 책은 인간의 ‘마음 이론(Theory of Mind)’이 낳는 부작용을 설명하고 있다. 마음 이론이란 자신이나 타인의 신념, 고의, 욕망 등을 파악하거나 구분하는 능력을 말한다. 우리는 항상 다른 사람의 마음을 알기 위해 마음 이론을 사용한다. 우리는 ‘저 사람이 무슨 의도로 저런 말을 했을까?’, ‘저 사람은 왜 저런 행동을 할까?’와 같은 질문에 답을 내놓기 위해 끊임없이 추측을 하며 살아간다.

저자의 주장에 의하면 필자가 했던 질문 두 가지는 마음 이론이 낳은 부작용이다. 우선, 내 자신이 어디로 흘러가고 있는지 질문하는 것 자체가 잘못이다. 마음 이론은 모든 현상에 ‘의도나 목적’이 숨어 있다는 잘못된 생각으로 발전하기 쉽다. 인간의 삶 역시 목적이 없는 것임에도 불구하고 마음 이론은 사람들로 하여금 끊임없이 삶의 목적을 찾게 한다. 저자는 이런 욕망이 마음 이론의 부작용이라고 설명한다.

둘째, ‘강물도 자신이 어디로 가는지 알지 못하겠지’라는 질문 역시 잘못된 질문이다. 저자는 마음 이론이 자연 현상에 투영될 경우, 자연 역시 어떤 의도나 목적에 의해 움직인다는 착각을 갖게 된다고 설명한다. 그는 보스턴 대학의 심리학자 데보라 켈레먼의 연구^[각주:1]를 인용하여 이런 오류를 지적했다. 이 연구에서 7~8세의 아동들은 산이 왜 존재하는지 묻는 질문에 ‘동물들이 오를 곳을 주기 위해서’라는 등 목적기능 설명을 선호했다. 물론 나이가 들면서 목적기능 설명보다 기계론적 설명을 선호하긴 하지만, 성인 역시 목적기능 설명의 유혹에서 벗어나기 힘들다. 강물은 아무 목적 없이 그냥 흘러가는 것이지만, 필자는 강물에게 인격이 있고 자신이 어디로 흘러가는지 알고 싶어한다고 추측했던 것이다.

‘종교 본능’은 철학, 인지과학, 심리학 연구를 통해 마음이론이 어떤 부작용들을 낳는지 설명한다. 이 책은 그 동안 진화심리학과 생물학에서 주장했던 이론들과 다소 차별된 주장을 하고 있다. 기존의 학설이 오류 관리 이론이나 공포 관리 이론 등을 통해 인간이 신과 내세를 믿는 이유를 설명하는 반면, 저자는 마음 이론을 통해 이를 설명하고자 한다. 

글 : Paul Thagard

번역 : 인지심리 매니아

창의성의 심리학은 대부분 새로운 아이디어나 가설의 창조에 관심이 많았다. 예를 들면, 다윈이 자연 선택을 통한 진화 이론을 만들어낸 과정에 관심을 가졌다. 하지만 새롭고 가치 있는 아이디어를 생산하는 방법론 역시 중요하다. 절차적 창의성은 과학적 발견, 기술적 발명, 예술적 상상, 사회적 혁신에 필수적이다. 그렇다면 절차적 창의성은 새로운 아이디어를 창조하는 창의성과 동일한 심적 과정을 가지고 있을까?

16세기 이후 과학의 발전은 체계적 실험, 망원경이나 현미경, 통계적 추론 등 새로운 방법론에 많은 영향을 받았다. 지금도 몇몇 철학자들은 갈릴레오가 추상적 사고에 의존했다고 믿지만, 그는 시계, 온도계, 망원경을 개량하는 데 많은 시간을 할애했다. 특정 과학 분야에서 특히 중요한 방법론도 있다. 물리학의 분광기, 생물학의 중합요소 연쇄반응, 신경과학의 뇌 영상 촬영 등이 그렇다. 컴퓨터 모델링은 1950년대 물리학에서 시작된 이래 경제학이나 인지과학에서 매우 중요한 기술이 되었다.

기술적 발명에도 절차적 지식이 필요하다. 유전자 조작은 현재 농업에서 광범위하게 사용하고 있다. 컴퓨터 하드웨어의 급격한 발전은 트랜지스터의 생산과 관련이 있었다. 컴퓨터 소프트웨어는 객체 지향 프로그래밍 기술 때문에 발전했다. 에너지 생산의 발전은 가스 생산에 사용하는 수압파쇄기법 때문에 가능했다. 새로운 방법론은 의약, 커뮤니케이션, 그 밖의 다른 기술 분야의 발전에도 큰 기여를 했다. 

예술적 창의성 역시 새로운 생각을 창조하는 새로운 기술의 도입이 필요하다. stream-of-consciousness 소설, 자유시, 현대 무용, 인상주의 화풍, 큐비즘, video installation 등이 여기에 포함된다. 많은 예술적 작품들이 이런 기술을 통해 탄생했다. 하지만, 방법론 자체를 개발하기 위한 창의성도 존재했다.

또 다른 창의성의 주요 영역은 사회적 혁신이다. 사회적 혁신은 인간이 새로운 형태로 상호작용 할 수 있게 한다. 예를 들어 민주주의는 단순한 개념 뿐만 아니라 선거 절차, 대표, 국회 절차 등을 포함한다. 공공 보건 기구는 다양한 방법을 통해 정부가 사람들의 요구에 부응할 수 있도록 돕는다. 사회적 혁신은 창의성의 심리학 연구에서 무시되어 왔지만 실은 과학, 기술, 예술만큼이나 중요하다.

이제 우리는 절차적 창의성의 심리학과 관련한 어려운 질문을 하려고 한다. 첫째, 새로운 방법을 창조하려면 어떤 심적 표상이 필요한가? 가장 유력한 설명은 만약 당신이 별을 효율적으로 보기 원한다면, 망원경을 만든다는 규칙일 것이다. 이런 언어적 규칙은 방법을 표상하는 가장 중요한 수단이지만, 시각, 촉각, 운동감각을 포함하는 비언어적 정보 역시 몇몇 분야에서는 중요하다. 예를 들어 인상주의 그림은 시각과 붓의 터치 등 촉각적 정보가 필요하며, 언어적 특징화도 필요하다. 그리고 과학이나 기술에서 사용하는 실험실 기술 역시 기구를 조작하는 체화된 표상과 언어적 표상이 필요하다. 

둘째, 절차를 위한 새롭고 가치 있는 표상은 어떻게 탄생하는가? 나는 ‘The Cognitive Science of Science’에서 창의성이란 이전에 관련 없었던 심적 표상의 조합을 필요로 한다고 주장했었다. 이런 조합이 창의성의 원천이라는 주장은 1792년 Dugald Stewart의 “Elements of the Philosophy of the Human Mind’까지 거슬러 올라간다. 기존의 방법과 개념들을 새롭게 조합하는 심리적 과정은 여전히 의문으로 남아있다. 유추나 수단-목표 사고 같은 인지적 과정 또한 중요하다.

발표 논문

EEG 기반 BCI에서의 주파수-공간 필터 최적화를 위한 베이지안 확률 기법; 석흥일; 고려대학교 컴퓨터학과; 이성환; 고려대학교 뇌공학과;

// A Bayesian Probabilistic Method for Spatio-Spectral Filters Optimization in EEG-based BCI

그룹 수준의 fMRI 데이터 분석방법 비교: 일반선형모델 vs. 그룹독립성분분석; 김동율; 고려대학교 뇌공학과; 이종환; 고려대학교 뇌공학과;

// Comparison of group-level fMRI data analyses: General linear model vs. Group Independent component analysis

교차 최소제곱법을 통한 기능 자기공명영상 데이터의 개별 디폴트모드 네트워크 추정 방법; 김용환; 고려대학교 뇌공학과; 이종환; 고려대학교 뇌공학과;

// Alternating least-squares of individual default-mode networks from group independent component analysis using functional MRI

경증 인지장애 진단을 위한 구조적/기능적 자기공명영상의 통합; 김중회; 고려대학교 뇌공학과; 이종환; 고려대학교 뇌공학과;

// Integration of structural and functional MRI for mild cognitive impairment detection

시각 영상 복원을 위한 Correlational Spectral Clustering 기반의 영상 기저 추출; 조성식; 고려대학교; 이성환; 고려대학교;

// Image Bases Extraction Based on Correlational Spectral Clustering for Visual Image Reconstruction

기계학습을 이용한 한국인 심근경색 환자의 사망 예측; 조선호; 부산대학교 컴퓨터공학과; 권혁철; 부산대학교 컴퓨터공학과;

// Prediction of Mortality in Korean Patients with Acute Myocardial Infarction using Machine Learning

부정 피드백이 관련 자극의 재인 기억에 미치는 영향; 남혜영; 연세대학교 심리학과; 김민식; 연세대학교 심리학과;

// "Negative feedback enhances recognition memory of feedback-related faces

의사 결정에서 무의식적 사고 과정의 질적 평가 한계; 주은아; 연세대학교; 김민식; 연세대학교;

// Exploring the Weight Principle of Unconscious Thought Theory

심상 완성 과제를 통한 지각적 인출 유도 망각; 차지현; 연세대학교 심리학과; 김민식; 연세대학교 심리학과;

// Retrieval-induced Forgetting of Perceptual Representation by Imagery Fragment Completion.

참신성과 친숙성이 출처 기억에 미치는 영향; 이홍미; 연세대학교 심리학과; 이도준; 연세대학교 심리학과;

// Effects of novelty and familiarity on source memory

보이지 않는 자극에 의한 맥락 단서 효과; 이훈재; 연세대학교 인지과학협동과정; 박희우; 연세대학교 인지과학협동과정; 정상철; 연세대학교 심리학과, 연세대학교 인지과학협동과정;

// Can suppressed stimuli be contextual cues in visual search?

문자적 의미의 맥락; 김영진; 경기대학교 교양학부;

// On the Context of Literal Meaning

유전자 알고리즘을 이용한 신경생리신호 분석; 차옥균; 연세대학교 인지과학협동과정; 정상철; 연세대학교 인지과학협동과정, 연세대학교 심리학과;

// Analyzing electrophysiological signals using genetic algorithm.

다수 자극이 뇌에 표상되는 상호작용의 원리; 신은삼; 연세대학교 인지과학연구소;

// The interactive nature of multiple stimus representations in the brain

뇌파에 나타난 운동반응 선택에 미치는 행위단어의 간섭효과; 이창림; 부산대학교 인지메카트로닉스 공학과; 장건; 부산대학교 인지메카트로닉스 공학과; 신천우; 부산대학교 심리학과; 이동훈; 부산대학교 인지메카트로닉스 공학과; 정명영; 부산대학교 인지메카트로닉스 공학과"

// Interference effect of action words on the selection of motor responses: An EEG study

좌측 전측두엽에서 관찰된 복합어 따라말하기 과제의 의미처리 과정 연구; 유세진; 서울대학교; 이경민; 서울대학교;

// Verbal repetition of complex words reveals semantic processing within left anterior temporal lobe

범주지식처리에 미치는 자극 양상의 효과: 기능적 자기공명 영상 연구; 이다솜; 부산대학교 인지메카트로닉스 공학과; 신천우; 부산대학교 심리학과; 신현정; 부산대학교 심리학과; 이동훈; 부산대학교 인지메카트로닉스 공학과; 정명영; 부산대학교 인지메카트로닉스 공학과;

// Influence of Stimulus Modality on Categorical Knowledge Processing: An fMRI stuy

뇌전도 사건유발전위 분석을 통한 흡연유발 시각자극 선택; 이한길; 고려대학교 뇌공학과; 김용환; 고려대학교 뇌공학과; 이종환; 고려대학교 뇌공학과;

// Electroencephalography(EEG) based smoking image selection via event-relate potential(ERP) analysis

역행패턴차폐가 시각작업기억 공고화 및 비교 과정에 미치는 영향; 한지은; 중앙대학교 심리학과; 현주석; 중앙대학교 심리학과;

// The Effect of Pattern-Backward Masking on VWM Consolidation and Comparison

순차 제시된 기억 항목에 대한 시각작업기억 저장 과정의 효율성; 장준하; 중앙대학교 심리학과; 현주석; 중앙대학교 심리학과;

// The Efficient Storage Process of Serially Presented Items into Visual Working Memory

시각 작업 기억 처리 단계에 따른 주의 자원의 활용 특성; 강해인; 중앙대학교 심리학과; 현주석; 중앙대학교 심리학과;

// Attention Plays a Role for VWM Consolidation and Maintenance but Does Not for Comparison

세부특징 부재 탐색과 시각작업기억 공고화 과정 간 주의자원 경쟁; 김대규; 중앙대학교 심리학과; 현주석; 중앙대학교 심리학과;

// Attention Competition between feature-absence search and VWM consolidation in change detection

시각 작업 기억 표상에 대한 시각적 그룹화의 이득과 손실; 황성민; 연세대학교 인지과학연구소; 정상철; 연세대학교 인지과학협동과정/심리학과;

// Benefits and costs of visual grouping on the visual working memory representation

작업기억 훈련이 지능에 미치는 효과; 김권현; 서울대학교 협동과정 인지과학;

// Working Memory Training Effects on Intelligence

얼굴 심상으로 유도된 성별 잔여효과; 어강용; 연세대학교; 정상철; 연세대학교;

// Gender aftereffects induced by visual imagery

항공관제 전문가와 훈련관제사의 시각정보 기억처리 차이; 권혁진; 연세대학교 대학원 인지과학협동과정; 손영우연세대학교 심리학과;

// Expert-novice differences in visual information processing by chunking memory in air traffic control

전문성이 항공교통관제사 상황인식에 미치는 영향; 송창선; 연세대학교 인지과학협동과정; 윤용식; 연세대학교 인지과학연구소; 손영우; 연세대학교 심리학과;

//The Effect of Expertise in Air Traffic Controller's Situation Awareness

초·중·고등학교 학생들의 창의력과 성격 간 상관 연구; 표두미; 아주대학교; 김세나; 아주대학교; 김경일; 아주대

학교; 

// A Cross-Sectional Study between Creativity and Personality of elementary·middle and high school students

영재 응시 아동과 성인 대학생 간 창의력 검사간 상관 연구; 이송이; 아주대학교; 김영진; 아주대학교; 신강현; 아주대학교;

// A Cross-Sectional Study of Creativity Tests between Gifted Children and University Students

실시간 시각 피드백에 기반한 집단 협동 제어 학습 연구; 홍원준; 고려대학교; 김성필; 고려대학교;

// A study on population learning of a cooperative control task using visual feedback

사업용 운전자들을 위한 위험판단과 상황지각 검사의 개발과 타당화; 이경수; 연세대학교 심리학과; 강의진; 연세대학교 심리학과; 박상혁; 연세대학교 인지과학협동과정; 이정은; 연세대학교 인지과학협동과정; 정혜승; 연세대학교 심리학과; 손영우; 연세대학교 심리학과;

//Development and validation of hazard perception and situation awareness tests for commercial drivers

타인의 긍정, 부정 반응 성향에 대한 피드백 기반 학습의 상태 공간 분석; 신연순; 연세대학교 심리학과; 김혜영; 연세대학교 심리학과; 한상훈; 연세대학교 심리학과;

// State-Space Analysis of Feedback-based Learning for Yeasayer and Naysayer’s Response Tendency

감정 및 이성적 사고가 도덕적 딜레마 판단에 미치는 영향의 신경학적 차이; 정주연; 연세대학교 심리학과; 한상훈; 연세대학교 심리학과;

// Differential neural mechanisms during moral judgments after priming emotion versus reasoning

조망수용과 미래기억의 신경학적 유사성과 시점 간 선택에 미치는 영향; 김혜영; 연세대학교 기억 및 의사결정 연구실; 신연순; 연세대학교 기억 및 의사결정 연구실; 한상훈; 연세대학교 기억 및 의사결정 연구실;

// Neural Similarity of Perspective-taking and Future thinking and its Influence on Intertempoal Choice

----------- ; 안현빈; 고려대학교 뇌공학과; 황인재; 고려대학교 심리학과; 정훈; 고려대학교 심리학과; 김

현택, 김상희;

// Cognitive reappraisal modulates emotional memory

정서조절과 편도체의 기능적 연결성 연구; 윤홍식; 고려대학교 뇌공학과; 김상희; 고려대학교 뇌공학과;

// Emotion Regulation and Functional Connectivity of the Amygdala

도파민 D2 수용체의 availability와 성격기질간 관계연구; 백상현; 고려대학교 뇌공학과; 김상희; 고려대학교 뇌공학과;

// Dopamine Receptor Availability and Personality Traits of Behavioral Disinhibition

양안 경합과 맹점에서의 표면 지각; 백이화; 연세대학교 인지과학협동과정; 차옥균; 연세대학교 인지과학협동과정; 정상철; 연세대학교 인지과학협동과정, 심리학과;

// Binocular rivarly and the perception at the blind spot

이심률에 따른 물체 범주별 시각 정보 처리; 유상아; 연세대학교 인지과학협동과정; 정상철; 연세대학교 인지과학 협동과정, 심리학과;

// Different processing of object categories depending on the eccentricity

회화 작품에서 구도의 심적 표상과 시각적 유사성; 박운주; 연세대학교 인지과학협동과정, 인지심리/ HCI 연세대 학교 심리학과;

// Processing of Compositions Influences Perceptual Similarity in Paintings

--------- ; Chia-huei Tseng; Department of Psychology, The University of Hong Kong; Ryota Kanai;

Institute of Cognitive Neuroscience & Dept of Psychology, University College London; Vincent Walsh;

Institute of Cognitive Neuroscience & Dept of Psychology, University College London;

// Subjective discriminability of invisibility distinguishes perceptual blindness and attentional blindness

반응간섭에서의 범주별 희석과 자극 중복의 효과; 이지영; 연세대학교 심리학과; 이도준; 연세대학교 심리학과;

// Category-specific dilution and redundancy effects in a response interference task

전역 및 국지적 정보 간 주의와 부적 일치 효과; 변선정; 연세대학교 인지과학협동과정; 이도준; 연세대학교 심리

학과;

// Attention and negative compatibility in local and global processing

--------- ; 이춘길; 서울대학교;

// Physiological aspects of 3D display

3D 환경과 휴먼 팩터; 감기택; 강원대학교;

// ..........

3D 환경에서의 사용자 경험; 박수진; (주)씽크유저;

// .........

글 : 인지심리 매니아

최근 미국인지과학회가 최우수로 선정한 인지과학 박사학위논문들이 발표되었다. 오늘은 그 중 시각 작업 기억 분야를 연구한 논문^[각주:1]을 소개하고자 한다.

이 논문의 저자는 학제적 연구를 통해 시각 작업 기억이 대상을 구조적으로 표상한다고 주장하고 있다. 

1. 시각 작업 기억의 최소 단위

기존 인지심리학 연구들은 시각 기억이 대상(object)의 숫자에 영향을 받지만, 대상이 지닌 특징의 수에는 영향을 받지 않는다고 설명해 왔다. 예를 들어 두 개의 동그라미를 기억하는 경우와 빨강과 파랑 동그라미를 기억하는 경우, 후자(색상이라는 특징이 추가되었다)가 전자보다 기억하기 더 어려운 건 아니라는 것이다. 하지만 이 주장에 반대되는 연구 결과도 관찰되었다. 대상의 수가 동일하더라도 특징의 수(색상, 기울기 등)가 늘어나면 기억하기 더 어려워지는 현상을 발견한 것이다. 

저자는 이 모순을 해결하기 위해 hierarchically structured feature-bundle이 시각 작업 기억의 최소 단위라고 주장한다. 

사진출처: 논문에서 인용

인간이 a라는 장면을 머리 속에 기억할 때, 그 표상은 온전한 object(B) 또는 각각 분리된 특징(C)의 형태를 띄지 않는다. 대신 완전한 object와 특징을 모두 포함하는 hierarchically structured feature-bundle(D)로 표상된다. 

이 모델은 특징의 경우 어느 정도 독립된 저장 공간을 가지고 있기 때문에, 외워야 할 특징의 숫자가 늘어나도 기억하는 데 큰 무리가 없다고 설명한다. 반면 새 물체(즉 새로운 bundle)를 기억해야 할 경우, 기억에 추가적인 비용이 들어간다고 설명한다. 따라서 기억이 대상의 수에 영향을 받는 경우를 설명할 수 있다.  또, 이 모델은 특징의 저장 공간이 ‘어느 정도' 독립적이라고 설명했다. 따라서 동일한 대상 안이라도 특징의 숫자가 너무 많아지면 기억이 힘들어 질 것이다(필자는 이렇게 이해했다). 따라서 같은 대상 안에서 특징의 수가 늘어나면 기억이 어려워지는 경우를 설명할 수 있다. 결국 기존 연구 결과들의 모순을 설명할 수 있는 것이다.

2. Ensemble statistics bias

인간은 물체를 지각할 때 패턴 속에서 통계치를 발견한다. 예를 들어, 여러 개의 도형을 볼 경우 평균 크기, 평균 기울기 등을 매우 빠르게 계산해낸다. 이 통계치를 Ensemble statistics라고 한다.

Ensemble statistics는 시각 작업 기억이 정보를 효율적으로 부호화하도록 돕는다. 수박이 여러 개 있는 사진을 보여준 다음 특정 위치에 있던 수박의 크기를 기억해 보라고 할 경우를 상상해 보자. 우리는 사진을 볼 때 이미 수박들의 평균 크기를 무의식적으로 계산한 다음 이 수치를 토대로 수박의 크기를 기억한다. 즉, 패턴의 통계치를 기반으로 기억을 하기 때문에 그만큼 기억하기 쉬워지는 것이다. 만약 Ensemble statistics 없이 물체의 크기를 따로따로 기억해야 한다면 작업 기억에 큰 부담이 될 것이다.

저자들은 Ensemble statistics가 기억에 미치는 영향을 알아보기 위해 실험을 진행했다. 참가자들은 아래 그림처럼 빨간 또는 파란색 점들이 섞여 있는 그림을 본다. 그 다음, 연구자들은 참가자가 특정 위치에 있던 점의 크기를 정확히 기억하는지 검사했다.

사진출처: 논문에서 인용

연구 결과, 참가자들은 해당 위치의 점이 파란색일 때 점이 훨씬 컸다고 기억했다. 즉, 파란색 점의 평균 크기가 해당 점의 크기를 기억하는 데 영향을 미친 것이다. 연구자들은 이 효과를 직접적으로 알아보기 위해 동일한 점의 색깔을 빨강 또는 파랑으로 조작한 다음 크기를 물어봤다. 동일한 점임에도 불구하고 색상이 파란색인 경우 참가자는 점의 크기가 컸다고 기억했다. 

결국 인간은 물체의 개별적 특징 뿐만 아니라 물체들의 평균적 특징도 함께 표상한다는 것이다. 우리는 이런 구조적 부호화 때문에 시각 정보를 효율적으로 다룰 수 있다.

3. 정보 압축

인간은 주변 환경의 구조적, 통계적 정형성(statistics regularity)에 민감하다. 예를 들면, 우리는 뜨거운 열의 중심부는 노란색이고 주변부는 붉은 색을 띤다는 사실을 알고 있다. 이런 통계적 정형성은 한낮의 태양부터 양초의 촛불에 이르기까지 일관되게 나타난다. 

이 통계적 규칙은 우리가 기억을 효과적으로 하는 데 도움을 준다. 저자들은 이 가설을 검증하기 위해 실험을 진행했다. 참가자들은 아래 그림처럼 8개의 색으로 이루어진 4개의 원을 보게 된다. 1초가 지난 다음, 이번에는 색상이 모두 제거된 원이 제시된다. 참가자는 그 중 까맣게 표시된 원의 색상이 무엇이었는지 기억하면 된다. 

사진출처: 논문에서 인용

연구자는 참가자를 Uniform 조건과 Patterned 조건으로 나누었다. Uniform 조건의 참가자는 색상의 짝이 무선적으로 구성된 원들을 보게 된다(원과 테두리의 색상 조합이 무선적이다). 반면, Patterned 조건의 참가자는 규칙성이 있는 색상 조합에 노출된다. 예를 들면 빨간색 원이 노란 테두리와 함께 나타날 확률을 80%로 조작하는 식이다.

실험 결과, patterned 조건의 참가자는 uniform 조건의 참가자보다 색상의 회상률이 높았다. 이 효과는 실험 횟수가 거듭될수록 더욱 커졌다. 연구자들의 주장의 의할 때, 이 결과는 참가자들이 실험이 진행되는 동안 빨간색이 노란 테두리와 함께 나타난다는 사실을 무의식적으로 배웠기 때문이다. 이 통계적 규칙성이 중심원의 색상을 기억하는 데 도움이 되었던 것이다.

연구자들은 통계적 정형성이 정보를 압축하기 때문에 효율적인 기억을 가능하게 한다고 생각했다. 이를 검증하기 위해 인간이 색상 간 규칙을 학습하는 과정을 베이지안 모델로 만든 다음, 색상을 비트로 바꿔서 기억해야 할 양이 어느 정도인지 계산해냈다. 그 결과, uniform과 patterned 집단 간 기억해야 할 정보량에는 차이가 없었다. 그럼에도 불구하고 patterned 집단의 수행이 높았던 이유는 통계적 정형성이 정보를 압축했기 때문이라고 볼 수 있다. 

그 동안의 연구들은 시각 기억을 연구할 때 기억해야 할 항목의 개수에만 관심이 있었다. 또, 항목들을 묶어서 기억(청킹)하는 경우 항목이나 특징 간 위계적 구조를 고려하지는 않았다. 이 논문은 우리의 시각 기억 표상이 훨씬 복잡할 수 있음을 보여준다. 우리는 대상을 특징 별로 나누어서 기억하는 동시에 그것을 구조적으로 조립한 완전한 대상으로도 기억하며, 거기에 다른 물체에서 발견한 통계적 규칙까지 적용한다.