행동에서 분자까지(아이추판다님)를 트랙백. 다세포 생물이 학습을 하는 데 최소로 필요한 요건이 무엇인가와 이 학습을 어떤 방식으로 저장하는지에 대해서는 아이추판다님께서 매우 잘 언급해 주셨으니만큼 생략하고, 그러면 '동물이 무엇을 기억하고 학습하는가'에 대해 언급하기로 하겠습니다.
무엇을 기억하고 학습할 수 있는가
군소나 예쁜꼬마선충처럼 인간 입장에서 보기에는 매우 단순해 보이는 생물들도 의외로 학습을 상당히 잘 한다는 사실은, 학습이 단순한 생물에게도 상당히 필수적임을 보여 줍니다. 하지만 '배워 익힌다'는 것에도 최소한의 기억 및 저장 공간이 필요하므로, 학습 가능성을 구축해 놓기만 하는 데도 '비용'이 들어갈 것임은 자명하죠.
이런 점 때문에, 생물이 아무 것이나 다 쉽게 학습할 수 있지는 않습니다.
이것을 진화적 시각으로 따져 보면, 소리나 빛이 메스꺼움을 유발할 가능성은 전혀 없어서 이에 대한 학습 가능성 자체가 애초에 필요없기 때문입니다. 반면 좋지 못한 음식을 먹을 경우 구토 반응을 유발할 수 있기 때문에, 비록 음식이 그 원인이 아니었다고 해도 새로 먹어 본 음식과 구토증을 연결시킨다면 충분히 합리적이죠.
쥐가 하등 동물이라고 생각하신다면 다른 사례도 있습니다.
진화 심리학의ESSEEA에 익숙하신 분이라면 설명이 필요 없을 내용입니다. 인간/원숭이가 형성되던 기간 동안 자동차, 꽃, 토끼 등은 두려움의 대상이 아니었기 때문에 '이것들은 무서운 것이다'란 입력 자체가 잘 안 되거나 아예 불가능한 것입니다. 즉 '아무 것이나 배울 수는 없습니다'.
이 점에 대해 Matt Ridley는 "동물은 아무 것이나 배우는 것이 아니라 (그들의 뇌가) 배우기 원하는 것만 배운다"고 간명하게 요약하고 있습니다.
漁夫
.
닫아 주셔요 ^^
무엇을 기억하고 학습할 수 있는가
군소나 예쁜꼬마선충처럼 인간 입장에서 보기에는 매우 단순해 보이는 생물들도 의외로 학습을 상당히 잘 한다는 사실은, 학습이 단순한 생물에게도 상당히 필수적임을 보여 줍니다. 하지만 '배워 익힌다'는 것에도 최소한의 기억 및 저장 공간이 필요하므로, 학습 가능성을 구축해 놓기만 하는 데도 '비용'이 들어갈 것임은 자명하죠.
이런 점 때문에, 생물이 아무 것이나 다 쉽게 학습할 수 있지는 않습니다.
.. (행동주의에 대한) 또 다른 불평은 버클리 소재 캘리포니아 대학의 존 가르시아(John Carcia)로부터 나왔다. 일련의 연구에서 그는 쥐에게 음식을 제공하고 몇 시간이 지난 후에 고통을 주는 방사능 처치를 하였다(Garcia, Ervin, & Koelling, 1966. 아마도 이 링크). 비록 쥐들은 음식을 먹고 몇 시간이 지난 후에 메스꺼움을 경험했지만, 일반적으로 단 한 번의 경험을 통해 고통에 책임이 있는 것처럼 보이는 그 음식을 다시는 먹지 말아야 한다는 것을 배웠다. 그러나 사이렌이나 밝은 불빛을 메스꺼움과 짝 지웠을 때는 그것을 피할 수 있도록 쥐를 훈련시킬 수 없었다.
- 'Evolutionary Psychology', D. Buss, 김교헌 외 역, 나노미디어 간, p.54
- 'Evolutionary Psychology', D. Buss, 김교헌 외 역, 나노미디어 간, p.54
이것을 진화적 시각으로 따져 보면, 소리나 빛이 메스꺼움을 유발할 가능성은 전혀 없어서 이에 대한 학습 가능성 자체가 애초에 필요없기 때문입니다. 반면 좋지 못한 음식을 먹을 경우 구토 반응을 유발할 수 있기 때문에, 비록 음식이 그 원인이 아니었다고 해도 새로 먹어 본 음식과 구토증을 연결시킨다면 충분히 합리적이죠.
쥐가 하등 동물이라고 생각하신다면 다른 사례도 있습니다.
마틴 셀리그만(Martin Seligman)과 그의 동료들은, 실제로 특정한 유형의 두려움(뱀에 대한 두려움 등)을 갖도록 사람들을 조건화시키기는 매우 쉬운 반면, 전기콘센트나 자동차에 대한 두려움같이 덜 자연스런 두려움(less natural fears)을 조건화시키기는 매우 어렵다고 제안했다(Seligman & Hager, 1972).
- ibid. p.54
Observational conditioning of fear to fear-relevant versus fear-irrelevant stimuli in Rhesus Monkeys, M.Cook & S.Mineka, J. of Abnormal Psychology, 1989, 98(4), P.448~459
[ Abstract ] Two experiments examined whether superior observational conditioning of fear occurs in observer rhesus monkeys that watch model monkeys exhibit an intense fear of fear-relevant, as compared with fear-irrelvant, stimulti. In both experiments, videotapes of model monkeys behaving fearfully were spliced so that it appeared that the models were reacting fearfully either to fear-relevant stimuli(toy snakes or a toy crocodile), or to fear-irrelevant stimuli(flowers or a toy rabbit). Observer groups watched one of four kinds of videotapes for 12 sessions. Results indicated that observers acquired a fear of fea-relevant stimuli(toy snakes and toy crocodile), but not of fear-irrelevant stimuli(flowers and toy rabbit). Implications of the present results for the preparedness theory of phobias are discussed.
한 마디로, 장난감을 사용하더라도 뱀이나 악어에 대해서는 공포감을 습득하지만 꽃이나 토끼에 대해서는 그렇지 않다는 얘기죠.
- ibid. p.54
Observational conditioning of fear to fear-relevant versus fear-irrelevant stimuli in Rhesus Monkeys, M.Cook & S.Mineka, J. of Abnormal Psychology, 1989, 98(4), P.448~459
[ Abstract ] Two experiments examined whether superior observational conditioning of fear occurs in observer rhesus monkeys that watch model monkeys exhibit an intense fear of fear-relevant, as compared with fear-irrelvant, stimulti. In both experiments, videotapes of model monkeys behaving fearfully were spliced so that it appeared that the models were reacting fearfully either to fear-relevant stimuli(toy snakes or a toy crocodile), or to fear-irrelevant stimuli(flowers or a toy rabbit). Observer groups watched one of four kinds of videotapes for 12 sessions. Results indicated that observers acquired a fear of fea-relevant stimuli(toy snakes and toy crocodile), but not of fear-irrelevant stimuli(flowers and toy rabbit). Implications of the present results for the preparedness theory of phobias are discussed.
한 마디로, 장난감을 사용하더라도 뱀이나 악어에 대해서는 공포감을 습득하지만 꽃이나 토끼에 대해서는 그렇지 않다는 얘기죠.
진화 심리학의
이 점에 대해 Matt Ridley는 "동물은 아무 것이나 배우는 것이 아니라 (그들의 뇌가) 배우기 원하는 것만 배운다"고 간명하게 요약하고 있습니다.
漁夫
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닫아 주셔요 ^^
덧글
2009/10/15 17:09 # 삭제 답글 
비공개 덧글입니다.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8767266?ordinalpos=2&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_DefaultReportPanel.Pubmed_RVDocSum
태엽감는새님 / 직무상 만나는 한 사람에게 과도한 버섯 allergy가 있는지라.... :-)
그리고 토끼 정도 되면 두려워할만 하기도 해요. 걔들이 게을러서 그렇지 성질은 드럽거든요.
Anyway, 점심 시간에 급히 작성해 올렸던 포스팅치고 문제를 일으키지 않는 것이 없군요. {반농담 섞어서} 대뜸 주장만 써 놓으니까, 제 서술의 약점을 당장 지적하는 분들이 계십니다. 그냥 '수십 배 정도 더 잘 기억하고 오래 간다'고만 했으면 아무 문제 없었을 텐데 말입니다 -.-
적어도 토끼 때문에 목숨을 잃는 일은 아주 드물지 않을까요.... ^^;;
Conditioning에는 생물학적인 성향이 있다고.
1. 가장 일반적인 fear conditioning을 생각해보죠. 쥐의 조상님들이 아마도 거의 한번도 안보고 지내셨을 쇠창살바닥과 아크릴챔버는 EEA인가요? 참고로 1초짜리 자극 두어번만 줘도 다음날까지 fear response 잘 보입니다. pavlovian conditioning이라는 paradigm이 좀 무안해졌네요.
2. 리들리씨의 저 문장은 저것만 뚝 떼어내서 보면 꼭 attention과 memory의 관계에 대해서만 말하고 있는 부분 같은데 어떻게 생각하시나요.
3. 첫 번째 회색부분에서 메스꺼움을 어떻게 측정했는지와 두번째 회색부분에서 아무것도 안하고 그냥 악어나 뱀인형만 던져준 control이 있었는지 궁금합니다.
1. 전기 쇼크라고 해도 동물이 받아들이기에는 그냥 통각이죠. 통각을 공포 반응과 연결 짓는 건 주어진 가설을 전개하는 데 큰 무리가 없어보입니다. 중요한 건 아픔과 공포의 연관성이지 (자연에서 접하기 힘든) 전기 충격과 공포의 연관성이 아니죠. 또 쇠창살과 아크릴 챔버를 사용하는 건 그게 말씀마따나 효율적인 도구이기 때문이지 EEA와 관련이 있어서는 아니고요. 덧붙여 파블로프는 EEA를 내세운 사람도 아닌데 왜 거기다 패러다임이 무안하다는 소리가 들어가야하는지 모르겠습니다.
2. 무슨 말씀인지 잘 모르겠고
3. http://www.magnet.neuro.fsu.edu/Papers/CTAPapers/Garcia66b.pdf 직접 원본을 보시고 판단하세요.
http://www.magnet.neuro.fsu.edu/Papers/classicCTA.html 에 더 많은 오리지널 연구들이 있네요.
두번째 실험에서는 당연히 공포 조건화 전에 pretest가 있었습니다.
http://psycnet.apa.org/journals/abn/98/4/448.html
링크가 안 열리실 경우에는 http://pds15.egloos.com/pds/200910/16/72/b0012372_4ad73ec2f0a4f.gif 를 보세요.
SN+ 쪽의 Pre가 말씀하신 컨트롤에 해당되겠죠. 딱 봐도 FL+ 조건과 차이가 없죠?
1. Fear conditioning(context dependent)에 관한 method를 찾아보시기 권합니다. 연결지어진 것은 통각과 공포가 아니라 챔버와 통각입니다.
즉, 사카린 물 : 방사능 처치(?) : 메스꺼움 : 회피 = 챔버 (or 소리) : 전기 자극 : 통각 : 공포 반응(freezing or startling) 입니다.
앞의 두개는 자극, 세번째는 감각, 마지막 것은 response.
챔버에서 전기자극 맞은 쥐는 다음 날에 챔버 안에만 들어가도 쫄아요.
파블로프 컨디셔닝을 언급한 것은 그게 neutral 한 자극과 원래부터 반응을 보이는 자극을 연결시키는 패러다임이기 때문입니다. EEA랑 관련없는 애들은 기억이 '비교적' 어려운 것이지, 불가능하기까지 하다는 말씀을 해버리면 파블로프는 무안하겠죠. 3번의 pretest 그래프를 보기 전이라서 뱀인형 등이 처음엔 neutral한 줄 몰랐기도 했고요.
3-1. 제가 잘못 읽었군요. 메스꺼움을 수치화 했다는 뜻인 줄 알았습니다. 하지만 빨간줄 부분은 없네요 Orz
빛은 마약이나 설탕물과 잇는 실험이 많고, 소리나 주변 공간은 공포와 많이 pairing시킵니다. '조상이 못 접한 자극에 대한 기억은 잘 안된다'보다 'EEA에서 있을 법한 pair를 훠얼씬 더 잘 연결시켜 기억한다'가 맞을겁니다.
3-2. 잘 보았습니다. significance표시는 없어서 잘 모르겠지만 그렇게까지 말씀하시니 전자들에선 n.s.겠죠 뭐.
뒤돌아보니 다소 비판적인 어조입니다만 대체로 본글에는 동의합니다. 단지 어부님의 어조보다 학습의 범위는 넓을거라는 거죠.
3. 끝까지 안 내키시는가 본데, 저런 그래프를 보고 별표가 어쩌고 소리 하는 건 하수들이나 하는 짓이예요. 통계는 어디까지나 "그래프를 보고 확실히 알 수 없을 때"에나 의지하는 겁니다. 잘 된 실험에는 사실 별표니 뭐니도 필요없어요.
기본적으로 경향성의 정도를 어떻게 받아들이냐에 대해 두 분의 표현과 제 표현이 좀 달랐군요. 저는 좀 '선천론' 적 경향이 있기도 하고, 포스팅을 쓸 때 무의식적으로 '실제적으로 자연에서 충분히 배워 습득할 수 있을 것인가'란 생각을 base로 놓았던 듯합니다.
백칠십견님 / 적으신 번호에 대해
1. 기본적으로 태엽감는새 님의 첫 답변과 생각이 동일합니다. 연결된 것이 '챔버와 통각'이라고 해도, EEA 시절에 '낯선 물체를 건드리는 경험을 통각과 연결시키는' 기제는 있었다고 봐야 하지 않겠습니까?
2. 저도 어떻게 답을 해야 맞을지 잘은 모르겠습니다만, 'attention'도 학습 가능성의 '사전 배선'에 들어가는 편이 합리적 아닐까요? 뱀에 대한 공포 반응을 습득한 원숭이 실험 예를 보더라도 말이죠.
아직 M.Ridley의 '본성과 양육'에서 해당 문장을 찾아내지 못했습니다만(다시 보고 있습니다) 제 기억으로는 저 문장은 제가 인용한 맥락과 일치합니다.
3. "'조상이 못 접한 자극에 대한 기억은 잘 안된다'보다 'EEA에서 있을 법한 pair를 훠얼씬 더 잘 연결시켜 기억한다'가 맞을겁니다."가 더 엄밀한 표현이라는 데 동의합니다. 역시 포스팅은 좀 천천히 시간 두고 다듬어야 하는군요.
메스꺼움 문제는 태엽감는새님이 링크해 주신 pdf에서 아마 보셨다고 생각하니 제가 사족은 달지 않겠습니다. 원숭이 문제에 대해서, Matt Ridley의 '본성과 양육'에 Susan Mineka가 한 실험에 대해 설명이 아주 잘 되어 있습니다. (이미 요지를 보셨으리라 생각합니다만) '뱀을 보기만 해서는' 공포 반응이 생성되지 않습니다. '뱀을 보고 놀라는 다른 원숭이를 보아야' 공포를 습득한다고 합니다.
태엽감는새님 / 저 대신 답을 주셔서 감사합니다. 그런데 좀 친절하게 설명을 해 주셨으면 안 되었을까요...
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두 분께 2] 어떤 면에서도 두 분이 저보다 이 분야의 전문가로 생각하는데, 이런 하수의 블로그에서 두 분이 언쟁하시는 상황은 제게 그리 달갑지 않습니다. 리플 늦어진 점 양해 바랍니다.
특히 맨 마지막 줄이 인상깊네요. 어떻게 보면 당연한 소리이지만.
아예 특정 기능이 고정된 칩은 상대적으로 트랜지스터도 조금 필요하고 전력도 덜먹습니다. 하지만 유연성이 모자랍니다. 대신에 트랜지스터,전력 효율은 높지요. 안정성,신뢰성도 높습니다. 단순하니까요. 프로그램 짤 필요도 없이, 초기화하고 데이타만 넣어주면 잘 작동합니다.
특정한 용도(오디오,그래픽,동영상 등)에 적합하게 만든 프로그래머블 칩도 있습니다. 유연성은 어느 정도있습니다. 트랜지스터,전력 효율은 고정기능보다 떨어집니다. 즉, 같은 일을 하는데, 트랜지스터,전기가 더 필요합니다. 안정성,신뢰성은 조금 떨어집니다. 간단한 프로그램이나 명령으로 필요한 기능을 쓸 수있습니다.
당연히 아예 범용 칩도 있습니다. 유연성은 좋습니다. 하지만효율은 최악이지요. 안정성,신뢰성도안좋습니다. 워낙 복잡해서요. 어떤 일을 하려면 긴 프로그램이 필요합니다.
컴퓨터를 보면, 싸고 단순한 것들은 처음부터 필요한 기능이 다 들어있습니다. 대신 기능을 바꾸거나 추가하기는 어렵습니다. 전자 시계나 계산기 등이지요.
복잡한 것들은 처음엔 다른 프로그램을 깔고 불러오기 위한 기능만 있습니다. 사용자가 일일이 깔아야지요 하지만 기능을 바꾸거나 추가하기가 쉽습니다.
생물과 비슷해 보이지 않나요?
같은 손익 계산을 진화라고 못 했을 리가 없습니다. 비용 계산 및 최적화 과정은 진화에서 빼놓을 수 없으며, 노화 과정도 그 중 하나입니다.
이렇게 고정되어 버린 행동 양식도 있고, 재미있는 것은 회로를 내장은 했지만 경험으로 'On'하기 전에는 발동 안 하는 경우도 많다는 점입니다. 원숭이에 대한 유명한 실험에서 보듯이 새끼원숭이는 다른 원숭이들이 뱀에 대해 화들짝 놀라는 것을 보기 전에는 뱀에 대해 공포심이 없거든요.
http://lite.parkoz.com/zboard/view.php?id=images2&no=98663&category=1
http://cfile26.uf.tistory.com/original/2062714B4F0D5ABC0B811B
http://cfile25.uf.tistory.com/original/1362714B4F0D5AC00C8C56
...
희고 큰동물은 아마 본능적으로 무서워하지않을까요?
북극곰 나오는 다큐보면 바다코끼리들 가드가 장난아니던데...
...
새끼들이라 실제로 봤을리 없을텐테.. 본능인가봅니다..
최소한 저 새끼 바다코끼리들은 진짜와 가짜 북극곰을 구별하지 못 하는 듯 합니다. 북극곰을 많이 본 어른은 모르겠습니다만. 링크에도 있지만, 크고 하얀 동물에는 무조건 반응하는 게 아닐까 합니다. (바다코끼리의 색 인식 능력은 어떨까요?) 바다코끼리가 사는 극지방에 크고 하얀 동물은 북극곰 뿐이니까요. 정교하게 구별할 수 있는 (선천척, 후천적) 능력은 쓸 일이 별로 없겠지요.
사람도 다른 동물 개체를 잘 구별하지 못 하지요? 심지어는 인종만 달라도 잘 구별 못 하는 듯 합니다. 사우디에서 한국 사람들끼리 운전 면허증 돌려 써도 경찰은 모른답니다. 호주에선 형제끼리 면허증 돌려 써도 경찰이 모르더랍니다. 이런 능력은 어디까지 타고 나고, 배우는 걸까요?