인지심리학13; 지식 표상 I

Q.우리가 경험을 통해 얻은 지식과 정보는 기억에 저장된다는 것을 알고 있습니다.

    예를 들어 사진을 보거나 글을 읽을 때 마음속에서 이미지 형식으로 저장될 것인가 아니면 언어의 형식으로 저장되겠는      가? ‘사과’를 마음속에 떠올려 보면서 마음속에서 지식을 표상하는 방식에 대해 여러분의 생각을 작성해보세요.

 

지식의 심적 표상

 

심적 표상(mental representation)

 

지식 표상(knowledge representation) 이란

외부 세계에 있는 대상, 아이디어, 사건 등에 관하여 알고 있는 것을 나타내는 형태

ex) 유명인의 얼굴을 보고 떠오르는 생각, 돌아가신 할머니의 얼굴, 목소리

심적 표상. 두 사진을 세심하게 살펴본 다음 눈을 감고 이들의 모습을 마음속에서 비교해보라. 비교하기 위해서는 마음에 이 사람들의 심적 표상을 가지고 있어야 한다.

지식 표상의 연구 방법

 합리주의적 접근(이성주의적 접근)

지식의 두 가지 구조:

선언지식(knowing what=무엇을 아는지식) vs. 절차지식(knowing how=어떻게아는지식)

 

경험주의적 접근

실험연구: 인지과제를 수행하는 동안 사람들의 행동 방식 관찰

신경심리연구: 정상인의 인지과제 수행 동안 두뇌 반응 연구, 지식표상의 결손과 두뇌 병리의 관계 연구

 

지식을 표상하는 세 가지 방법: 심상(이미지), 언어, 명제

 

 

외적인 지식 표상: 그림과 언어

그림과 언어 표상의 비교

 마음속의 그림: 심상

심상(imagery)이란?

실제 자극이 존재하지 않는 상황에서 사건, 사물, 환경에 대한 마음속 이미지

 심상의 특징

- 현재 감각, 지각되지 않는 것도 표상할 수 있음

예) 초등학교 졸업식 때 있었던 사건

- 경험하지 못한 것도 표상할 수 있음

예) 우주여행, 밀림 탐험

- 존재할 수 없는 것들도 표상할 수 있음

예) 요정, 용, 천사

심상의 종류 (모든 감각 양상을 포함하고 있음)

- 시각: 파란 하늘, 빨간 사과

- 청각: 사이렌 소리, 좋아하는 음악의 선율, 된장찌개 끓는 소리

- 촉각: 매끄러운, 거친 물체의 감촉

- 후각: 장미향, 팝콘 냄새

- 미각: 레몬의 신맛

심상 연구 대부분이 시각 심상에 초점을 맞추는 이유

- 다른 형태의 심상보다 시각 심상을 ‘자각’하기 때문

응용 장면에서 심상의 이용

- 심상유도 기법

. 통증 제어, 면역반응 강화, 건강 증진을 위한 방법 . 편안한 자연 장면을 상상하게 함으로써 통증 완화에 도움될 수 있음 . 공포증, 불안장애 등 심리적 문제의 극복을 위해서 심상을 이용하기도 함

- 이야기를 들으며 심상을 사용하면 기억개선에 도움(멀티미디어보다 책을 보며 상상력을 자극하는것이 좋다)

- 뇌 손상 환자도 심상을 이용하여 복잡한 과제를 스스로 수행하도록 훈련함

자연 속 풍경이나 행복했던 기억을 마음속에 떠올리는 심상을 유도하는 것만으로도 스트레스 완화와 통증 감소 등의 효과를 기대할 수 있음

이중부호 이론: 심상과 상징

 이중부호 이론 (페이비오, 1969)

- 사람들은 정보를 마음에 표상하기 위해 그림부호와 언어부호를 모두 사용한다는 주장

- 두 가지 부호가 정보를 조작, 저장, 인출할 수 있는 지식으로 조직화됨

1. 아날로그 부호(analog code) - 표상하는 대상과 닮아있음 - 예) 나무, 강, 아날로그시계 2. 상징 부호(symbol code) - 표상하는 대상과 닮지 않은 임의로 선택한 형태의 지식 표상 - 예) 디지털시계, 언어, 숫자 등

 

② 이중부호 이론의 지지증거: 이중부호와 과제 수행 간섭에 대한 실험(브룩스, 1968)

- 절차: 참여자들은 시각 과제나 언어 과제 중 하나를 수행하도록 함

 

- 결과

. 시각 심상을 사용하는 과제를 시각적으로 반응(가리키기)하도록 하면 언어나 동작으로 반응하도록 할 때 보다

반응시간이 느려짐

. 언어 과제를 언어로 반응(말하기)하도록 하면 시각이나 동작 반응할 때 보다 느려짐

 

- 시사점: 지식 표상을 위해 아날로그 심상 부호(이미지)와 언어 상징 부호(언어)가 모두 이용됨

 

명제 이론

 

명제 이론 (앤더슨과 바우어, 1973)

- 이중부호 이론의 대안적인 이론

- 심적 표상은 심상, 언어가 아니라 ‘추상적인 명제’ 형태에 더 가깝다는 주장

- 명제란, 개념들 간의 특정한 관계를 나타내는 의미

- 관계에 내재된 ‘의미’를 표현하기 위한 명제의 표현 방식:

[요소들 간의 관계] ([주체 요소], [객체 요소])

심층 의미에 대한 명제 표상. 모든 관계 유형은 명제로 표상할 수 있다. 언어나 이미지는 모두 심층 의미에 근거하여 마음에 표상하는 것이지 이미지나 단어로 표상하는 것이 아니다.

 명제 이론에 따르면,

- 지식은 언어, 심상 보다는 심층적인 의미를 나타내는 ‘명제’로 표상됨

- 언어나 그림 정보는 모두 명제로 부호화, 저장, 인출되는 것임

- 마음은 인출된 명제 표상으로부터 다시 언어부호나 심상부호를 만들어냄

 

종합

- 지식은 다양한 부호(심상, 언어, 명제)를 사용하여 표상됨

- 지식 표상에 관한 논쟁은 현재진행형: 이중부호 이론 vs 명제 이론

 

시각심상의 원리

기능 등가성

기능 등가성 가설(functional equivalence hypothesis)

- 시각 심상이 시지각과 동일하지는 않더라도, 기능적으로는 등가적이라는 주장

- 구체적인 대상을 지식 표상할 때에는 명제 보다는 심상을 사용한다는 견해

 

시각 심상의 원리

- 변형 등가성: 심상의 심적 변환과 움직임은 물리적 대상의 변환, 움직임과 대응함

- 공간 등가성: 시각 심상 요소들 간의 공간 관계는 실제 물리적 공간에서의 관계와 대응함

- 구조 등가성: 심상의 구성은 시각적으로 지각할 수 있는 대상의 구성과 유사함

- 지각 등가성: 심상과 시지각은 시각체계의 처리과정이라는 측면에서 기능적으로 등가임

 

기능 등가성에 대한 신경과학적 증거

- 시각 영상을 직접 보거나 상상할 때, 유사한 두뇌 영역이 활성화됨

- 심상만으로도 뇌의 일차시각피질과 상위 시각 영역의 반응을 유발함

- 조현병 환자가 환청을 들을 때, 청각피질 영역이 활성화됨

 

 기능 등가성에 대한 행동과학적 접근: 심상 조작

- 물리적 사물처럼 회전시키기 (심적 회전)

- 특정 영역을 자세히 살펴보기 위하여 확대하기 (확대/축소)

- 한 지점에서 다른 지점으로 훑어보기 (심상 주사)

 

3. 심적 회전

심적 회전(mental rotation)이란?

 어떤 대상에 대한 시각 심상을 회전시키는 것

ex) 마음속으로 의자, 모자 등 대상을 상하좌우로 회전시키기

 

 심상 조작에 관한 기능 등가성 가설의 타당성을 확인하기 위한 방법

 

 

심적 회전 실험(셰퍼드와 메츨러, 1971)

 

 절차: 그림 쌍을 제시하고, 두 자극이 같은지의 여부를 판단하도록 함

삼차원 기하도형 쌍에서 오른쪽 도형은 왼쪽 도형을 회전시킨 것인가?

 결과: 회전각도(2차원, 3차원)에 따라 반응시간도 선형적으로 증가됨

심적 회전의 반응시간

심적 회전을 지지하는 다른 연구 결과들

- 알파벳, 정육면체, 손을 심적 회전할 때에도 유사한 결과를 얻음

- 자극이 친숙하거나 많은 연습을 하면 반응시간이 빨라짐

- 젊은 성인 보다 노인들이 심적 회전을 더 어려워함: 노화는 시각 심상에 영향을 미침

- 원숭이 운동피질의 반응: 심적 회전 시, 손동작과 연합된 영역도 활성화됨

- 사람의 뇌 영역 f-MRI 촬영: 지각에 관여하는 영역이 심적 회전에도 관여함

 

일상에서 심적 회전이 필요한 예

- 청자의 시점, 조망으로 지도나 경로 설명하기

마음속 지도에 동서남북이 명확하지 않을 때 상대방의 현재 시점, 조망에서 특정 이정표로 향하는 경로를 설명하려면 심적 회전이 필요함

[ 심적회전 실험 시연하기 ]

아래 주소로 접속하여 심적 회전 실험에 참여해 봅시다.

http://www.psytoolkit.org/experiment-library/experiment_mentalrotation.html

 

★요약

1. 인간이 지식을 표상하는 방식에 대해 이중부호 이론에서는 심상과 상징 부호를 이용한다고 가정하였고, 명제 이론에서는 지식이 명제로 표상된다고 설명하였다.

2. 시각심상 연구들에서는 시 지각 과정이 심상 표상과 동일하지는 않지만, 기능적으로 같다는 기능 등가성 원리를 제안하고 있다.

3. 마음속으로 심상을 회전시키는 심적 회전 연구들은 기능 등가성 가설이 타당하다는 결과를 보여주고 있다.