서론

인지 심리학 : Stephen K. Reed 저서, 박권생 옮김, 시그마프레스, 2000  (원서 : Cognition : Theory and Applications  5th ed, 2000), Page 3~22.

정보처리 접근법

인지심리학의 성장

     정보처리 접근법의 도약

     고차적 인지과정

인지와 다른 분야와의 관계

이 책의 조직

복습문제

핵심용어

추천도서

인지심리학이란 감각정보가 변형되고, 축소되고, 정교화되고, 저장되고, 인출되고, 활용되는 모든 과정을 연구하는 학문이다.  - ULRIC NEISSER (1967)

대개는 인지를 지식의 습득이라고 단순하게 정의하곤 한다. 그러나 지식의 습득과 활용에는 많은 정신 기능이 관여한다. 이 책의 차례를 훑어보면 이런 기능 중 몇 개가 나열되어 있는 것을 알 수 있다. 인지를 공부하는 심리학자들은 형태의식, 주의, 기억, 시각 심상, 언어, 문제해결 그리고 결정짓기에 관심을 가진다.

이 책의 목적은 인지심리학이라는 분야를 개관하는 것이다. 이 책은 인지심리학 분야의 실험연구를 요약하고, 이 분야의 주요 이론을 논의하며, 연구 결과와 이론들을 우리가 일상생활에서 마주치게 되는 인지과제 - 예컨대, 읽기, 운전, 공부, 광고주장에 대한 판단, 법적 진술 평가, 문제해결 그리고 의학적 결정짓기 - 와 연관시키려 할 것이다.

앞 쪽에서 인용된 인지심리학에 대한 Neisser 의 정의는 인지심리학자들이 인지를 어떻게 연구하는지를 반영한다. 강조하는 의미에서 다시 한 번 진술한다 : "인지심리학 (cognitive psychology) 이란 감각정보가 변형되고, 축소되고, 정교화되고, 저장되고, 인출되고, 활용되는 모든 과정을 연구하는 학문이다"

이 정의에는 여러 가지 중요한 의미가 함축되어 있다. 감각 정보를 언급한 것은 인지란 사람과 외부 환경과의 접촉에서 시작된다는 함의를 갖는다. 감각 정보의 변형은 바깥 세상에 대한 우리의 표상이 물리적 상황에 대한 수동적 기록이 아니라, 축소와 정교화가 이루어지기도 하는 적극적인 구성이라는 점을 의미한다. 축소란 정보가 상실될 때 일어난다. 우리는 우리를 둘러싸고 있는 물리적자극 중 일부에만 주의를 쏟을 수 있고, 주의를 기울인 것 중에서도 일부만을 기억할 수 있다는 점을 유념하기 바란다. 정교화는 감각 정보에다 다른 것을 추가할 때 일어난다. 여러분이 친구를 만나면, 과거에 그 친구와 함께 나눈 많은 경험들까지 떠오르기도 한다는 사실을 한 예로 들 수 있을 것이다.

물론 정보의 저장과 인출은 우리가 말하는 기억에 관한 것이다. 저장과 인출을 굳이 구분하는 것은 정보의 저장이 곧 정보의 인출을 보장하지는 않는다는 의미를 갖는다. 이 현상을 잘 보여주는 예가 설단 현상 (tip of the tongue phenomenon) 이다. 특정 생각이나 의미를 표현할 단어를 거의 기억해내지만, 완전히는 기억해내지 못하는 경험을 할 때가 있다. 그러다가 나중에 가서 그 단어가 생각나기도 하는데, 이는 앞서 경험한 실패의 원인이 저장의 문제라기보다는 인출의 문제임을 입증하는 증거이다. 다시 말해, 그 단어가 저장은 되어 있었는데도 인출을 하기가 어려웠던 것이다.

Neisser 의 정의에서 가장 중요한 것은 마지막 부분인 것 같다. 정보가 지각되고, 저장되고, 인출된 후에, 우리는 그 정보를 예컨대, 결정짓거나 문제해결 등에 잘 활용해야만 한다. 문제해결과 의사결정에 관한 더 많은 것은, 지각과 기억에 관한 연구결과를 살펴본 후, 제 3 부에서 소개될 것이다.

정보처리 접근법

인지심리학을 흔히들 인간 정보처리론 (human information processing) 이라고도 하는데, 이는 인지심리학자들이 가장 많이 이용하는 접근법이 정보처리 접근법임을 반영한다. 정보처리 접근법에서는 정보의 습득, 저장, 인출 및 활용이 여러 개의 개별적 단계로 구성되어 있다고 보고, 이들 단계에서 어떤 일이 벌어지는지를 밝히고자 한다 (Haber, 1969). 사람들은 컴퓨터에다 자료를 입력하고, 저장하며, 인출한다. 단계식 접근법은 이러한 컴퓨터 활용 방식에 많은 영향을 받았다.

그림 1 은 연구자들이 정보처리 모형에 거의 공통적으로 포함시키는 단계들을 보여준다. 이 단계들은 시간적 순서에 따라 배열되었다.하지만 화살촉이 양쪽에 있다는 사실이 지적하듯이, 정보의 흐름은 양방으로 진행되기 때문에, 뒷단계의 정보가 앞 단계에 영향을 미칠 수도 있다. 예컨대, 형태인식 단계에서 형태인식이 이루어지기 위해서는 그 형태에 관한 정보가 장기 기억에 저장되어 있어야만 한다.

그림 1 의 모형에 관한 상세한 사항은 후속 장들에서 소개될 것이기 때문에, 여기서는 각 단계를 간략하게만 살펴보기로 한다. 감각 저장고 (sensory store) 에는 감각 정보가 원래의 모양대로 아주 짧은 시간 동안만 저장된다. 모든 감각기관은 각각의 감각 저장고를 가지고 있을 것이다. 하지만 시각과 청각 저장고가 가장 많이 연구되었다. 감각 저장고는 형태 인식에 필요한 시간을 늘려준다. 특정 시각 형태를 5 msec (5/1000초) 만 제시한 후 지워 버렸다 하자. 이 때, 시각 정보가 감각 저장고에 짧은 시간이나마 유지된다면 관찰자가 그 형태의 정체를 알아내는 데는 5 msec 보다는 긴 시간을 가지게 될 것이다. 시각의 경우 감각 저장고에 정보가 유지되는 시간은 약 1/4초 (250 msec) 밖에 되지 않지만, 5 msec 에 비하면 이 시간도 아주 긴 시간이다.

그림 1 정보처리 모형의 각 단계.

감각 저장고의 정보는, 형태 인식 (pattern recognition) 단계에서 그 정체가 밝혀지지 않는 한, 이 시간이 끝남과 함께 상실되고 만다. 우리가 마주치게 되는 형태는 대부분 친숙한 것들이다. 형태 인식에서 인식이란 우리가 만나게 되는 형태를 '고양이', 문자 'a', 혹은 단어 '별' 로 분류하는 것을 뜻한다. 친숙한 형태를 인식할 때 우리는 기억 속에 저장해둔 정보를 활용한다. 새로운 형태에 관한 묘사가 기억 속의 묘사와 잘 맞지 않을 때는, 만약 그 상태가 중요한 것이라면, 우리는 이 새로운 묘사를 기억 속에 저장하고 싶어할 것이다.

형태 인식과 주의와의 관계는 많은 논란이 일고 있는 주제이다. 어떤 이론가들은 우리가 한 번에 인식할 수 있는 형태는 하나뿐이라고 주장한다. 이들은 많은 형태가 동시에 도달할 때 그 중에서 어느 것이 인식될 것인지를 결정하는 여과기 (filter) 작용을 하는 것이 주의라고 주장한다. 이 후자의 견해에 의하면, 주의가 하는 일은 기억될 형태를 선택하는 것이다. 현재로서는 이들 두 이론이 모두 옳다는 견해가 지배적이기 때문에, 그림 1 에서는 주의가 여과 단계뿐 아니라 선별단계 (selection stage) 에도 나타나 있다. 여과기는 한 번에 인식될 수 있는 정보의 양을 제한하고, 선별 단계는 기억에 저장될 수 있는 정보의 양을 제어한다.

그림 1 에는 기억이 단기 기억과 장기 기억으로 나뉘어 있다. 단기 기억 (short - term memory : STM) 은 예컨대, 전화 다이얼을 돌리는 동안 전화번호를 기억하는 일에 이용된다. 단기 기억에 보관할 수 있는 정보의 양 (용량 : capacity) 과 그 정보를 보관할 수 있는 시간의 길이 (지속시간 : duration) 는 각각 한정되어 있다. 대부분의 성인은 일곱 개의 단위수 (digit : 0부터 9 까지) 로 구성된 숫자는 쉽게 기억할 수 있다. 하지만 예를 들어, 지역번호 3 ~ 4 자리, 국번 세 자리 그리고 전화번호 네 자리를 합한 것 같이 열 개가 넘는 단위수로 구성된 숫자들을 기억하기는 쉽지 않다. 기억할 수 있는 범위내의 숫자들일지라도 그것을 어문적 시연을 이용해 계속해서 되뇌이지 않으면 우리는 금방 그 숫자들을 잊어 버리게 된다. 이는 단기 기억에 정보가 지속되는 시간이 한정되어 있다는 점을 예시한다. 장기 기억 (long - term memory ) 은 단기 기억에 적용된 이를 두 가지 제약을 하나도 갖지 않는다. 정보를 보관할 수 있는 양은 거의 무한하며, 망각은 설혹 일어난다 하더라도 매우 서서히 일어난다.

우리의 정보처리 모형에는 결정짓기나 문제해결과 같은 "고차적" 인지 기능을 나타내는 단계가 없다.하지만 고차적 기능에는 이 모형이 보여주는 여러 단계가 관여하고 있다. 예컨대, 형태 인식 기능은 고난이도의 지적 과제인 체스 두기에 매우 중요하다. 또한 단기 기억의 한정된 용량은 복합적인 결정짓기나 문제해결을 필요로 하는 어려운 과제를 수행할 때 결정적으로 작용한다. 인지심리학자들이 학습의 본질에 관해 더 많은 것을 발견함에 따라, 학습과정에서 문제해결이 담당하는 역할이 점차 강조되고 있다. 인지심리학자들이 당면하고 있는 문제들 중 하나는 지각, 기억 그리고 사고간의 상호작용을 명시하는 일이다.

인지심리학의 성장

어떤 학문분야든 그 시작이 언제였는지를 정확하게 꼬집어내기란 쉽지 않다. 마찬가지로, 인지심리학자들도 인지심리학이 시작된 연대에 대해 여러 가지 대답을 할 것이다. James 의 Princhology 는 1890 년도에 출판되었는데, 이 책에는 주의, 기억, 심상 그리고 추리에 관한 장이 포함되어 있다. Kohier 의 The Mentality of Apes (1925) 는 복합적인 사고의 과정에 관해 연구하였다. 그와 다른 형태주의 심리학자들은 구조에 대한 이해력 - 한 문제를 구성하는 여러 부분이 어떻게 짜여져 있는지, 즉 형태 (the Gestait) 에 대한 이해 능력 - 을 강조하였다. Bartlett 의 저서 Remembering : A Study in Experimental and Social Psychology (1932) 에는 이야기에 관한 기억 이론이 소개되어 있는데, 이 이론은 여러 면에서 최근의 견해와 일치한다. 다른 논문이나 책들도 최근의 견해처럼 보이는 것이 더러 있다. 그러나 이들은 인지심리학에 관한 연구가 현재의 방향으로 전환되는 데 큰 영향을 미치지 못하였다.

현대 인지심리학의 발달에 부정적인 영향을 미친 저서로는 Watson 의 Behaviorism (1924) 이란 책을 들 수 있다. 이 책의 주된 요지는 심리학자들은 인간의 행동 중에서 직접 관찰할 수 있는 것만을 연구해야 한다는 말로 압축된다. Watson 의 주장은 자극 - 반응 (stimulus - response : S - R) 접근법을 지지하고 있는데, 이 접근법을 따르는 심리학자들은 자극에 대한 반응은 기록하지만 그 반응을 유발한 정신과정을 파헤쳐 보려고 하지는 않는다. 자극 - 반응 접근법이 Watson 의 견해와 일치하는 것은 자극과 반응은 둘 다 관찰 가능한 것들이기 때문이다. 이 접근법이 안고 있는 문제점은 자극 속에 제시된 정보를 가지고 사람들이 무엇을 하는지를 밝힐 수가 없다는 데 있다. 이와는 대조적으로, 정보처리 접근법에서는 사람들이 주어진 자극에 대해 반응할 때까지 자극 속의 정보를 어떻게 변형하는지를 밝히고자 한다. 후자의 접근법을 따르는 심리학자들은 그림 1 에 제시된 각 단계에서 무슨 일이 어떻게 벌어지는지를 이해하려 한다. 특히, 사람들이 과제 수행에 어려움을 겪을 때, 이들 각 단계에서 벌어지는 일을 소상히 밝히는 것은 매우 중요한데, 왜냐하면 그래야지만 이 어려움의 일차적 근원이 어느 단계인지를 분명히 할 수 있기 때문이다.

정보처리 접근법의 도약

자극 - 반응 접근법에서 정보처리 접근법으로의 변동기세는 1950 연대 중반에서 후기까지 크게 확장되었다. 이러한 변동을 자극한 것은 컴퓨터의 대중화와 정보처리 과정에서 전개되는 상이한 조작을 예시하는 컴퓨터 프로그램의 대중화였다. 심리학자들은 사람들이 정보를 어떻게 처리하는지를 암시하는 하나의 비유체로서 컴퓨터에 관심을 가지게 되었고, 정보처리의 각 단계가 수행에 어떤 영향을 미치는지를 밝히고 싶어했다.

정보처리 분석을 기초로 한 초창기 모형 중 하나 - 선별적 청취가제의 수행을 설명하기 위한 모형 - 가 Broadbent (1958) 에 의해 제안되었다. 피험자의 두 귀에 상이한 메시지를 동시에 제시하고 이 둘을 동시에 청취하라고 했더니 모든 피험자들이 어렵다고 하였다. 이 같은 연구결과를 기초로, Broadbent 는 감각 저장고에는 많은 감각 정보가 동시에 입력될 수는 있지만, 형태 인식 단계에는 이들 중 하나만 입력된다고 제안하였다. 이 여과기 모형은 청취자가 한 번에 주의를 기울일 수 있는 메시지는 하나뿐이라고 본다. 주의집중이 이 여과기에 의해 통제된다고 본다. 동시에 제시된 두 개의 메시지가 모두 인식될 수도 있다. 그러나 이런 일이 벌어지기 위해서는, 주의를 기울이지 못한 메시지가 감각 저장고에서 소멸되기 전에 여과기를 통과해야만 한다. 이 여과기 모형에서는 사람들이 귀로 동시에 들어오는 두 개의 메시지를 모두다 이해하지 못하는 이유가 지각과정의 한계 때문이라고 본다.

Broadbent 의 여과기 모형이 발표된 그 다음 해, Sperling (1960) 이 이용한 실험과제 중 하나는 여러 개의 알파벳을 서너 줄로 나누어 아주 짧은 시간 동안만 제시하고, 특정 줄에 제시된 모든 알파벳을 보고해 보라는 것이었다. 소리의 높낮이를 달리하여 어느 줄에 제시된 알파벳을 보고해야 할 것인지를 신호하였다. 아주 짧은 시간 동안만 제시된 알파벳을 본 후 사람들이 제시된 것들을 정확하게 보고할 수 있는 개수는 매우 한정되어 있다. Sperling 이 그의 실험을 이렇게 설계한 목적은 정확하게 보고할 수 있는 개수가 한정되는 이유가 지각능력 때문인지 아니면 기억력 때문인지를 결정하기 위해서였다. 이 과제에 대한 분석을 기초로 그는 감각 저장고, 형태 인식 그리고 단기 기억이 어떻게 조합되어 이 과제 수행에 영향을 미치는지를 설명하는 정보처리 모형을 제안하였다 (Spering, 1963).

Broadbent 의 모형과 Sperling 의 모형은 둘 다 후속되는 정보처리 이론에 지대한 영향력을 행사하였다 : 특히, 전자는 청각적 주의집중 모형에 그리고 후자는 시각적 형태 인식 모형에 많은 영향을 미쳤다.

고차적 인지과정

지각 과제에 관한 정보처리론적 분석에 뒤이어 복합적인 과제에 대한 새로운 접근법이 1950 연대 후기에 등장하였다. Newell 과 Simon (1972) 은 이 새로운 접근법에 대한 기대와 흥분을 다음과 같이 요약하고 있다. 제 2 차 세계대전 후 발달한 디지털 컴퓨터는 인공지능 (artificial intelligence), 즉 컴퓨터를 프로그램하여, 체스 두기나 논리적 추론 같은 지적 과제를 수행하도록 하려는 학문 분야를 활성화시켰다. RAND 라는 회사에서 1958 년 여름에 세미나를 개최하였는데, 그 세미나의 목적은 컴퓨터 시뮬레이션 기법을 통해 인간 행동의 모형을 만들 수 있다는 것을 사회과학자들에게 보여주기 위한 것이었다. 이 RAND 세미나는 컴퓨터 시뮬레이션에 관한 연구를 인간 정보처리에 관한 다른 연구와 통합하는 데 주된 영향력을 행사하였다.

이 RAND 세미나의 주요 성과 중 하나로, 1958 ~ 1959 학년도를 Stanford 대학의 행동과학연구소 (Center for Advanced Study in the Behavioral Sciences) 에서 보낸 세 사람의 심리학자에게 미친 영향을 꼽을 수 있을 것이다. 이들 세 사람 - George Miller, Eugene Galanter, 그리고 Karl Prilbram - 은 당시 심리학을 지배하던 견해, 즉 인간의 행동을 자극 - 반응 반사행동이 뭉쳐진 다발로 보는 접근법에 강한 불만을 품고 있었다. Miller 는 RAND 세미나에서 구한 많은 자료와 인공 지능, 심리학 그리고 언어학 분야의 최근 연구결과를 이곳으로 가지고 와서 그들의 저서 Plans and the Structure of Behavior (Miller, Galanter, &  Pribram, 1960) 에 발표된 견해의 틀을 갖추었다.

이들은 인간 행동의 대부분이 계획된 것이라고 주장한다. 이들은 계획 (Plan) 을 수행될 조작의 순서를 통제하는 지시 목록이라고 본다. 계획이란 본질적으로 컴퓨터의 프로그램과 같은 것이다. 이들은 자극 - 반응 단위로는 계획을 구성하기가 어렵다는 것을 알고는, TOTE (Test - Operate - Test - Exit) 라는 새로운 단위를 제안하였다. 계획이란 TOTE 단위가 위계적으로 구성된 것이다.

망치로 판자에다 못을 박는 간단한 계획을 고려해보자. 이 계획의 목표는 못 머리를 판자와 평평하게 만드는 것이다. 이 계획을 구성하는 위계의 꼭대기에는 이 목표가 달성되었는지를 결정하는 검사 (test) 가 위치한다. 못 머리가 판자와 평평하면 우리는 이 계획을 끝맺는다. (exit). 그러나 못 머리가 튀어나와 있으면, 망치의 위치를 점검해야 (test) 한다. 망치의 위치는 들어올리거나 내리치는 두 가지 조작 (operation) 중 어느 것이 수행되어야 하는지를 결정한다.

Miller, Galanter, & Pribram 이 발표한 아이디어는 심리학이 아닌 다른 두 개의 분야에서 이루어진 선행 연구의 영향을 받았다. 인공 지능 분야에서 이루어진 Newell, Shaw, & Pimon (1985 a) 의 연구는 체스 두기와 같은 복합적인 가제를 수행할 때 사람들이 활용하는 전략을 알아내었다. 두 번째의 주된 영향은 Noam Chomsky 로부터 받은 것인데, Chomsky 는 언어 학습에 관한 자극 - 반응 이론으로는 사람들이 어떻게 문장을 이해하고 생성하는지를 설명할 수 없다고 주장하였다 (Chomsky, 1957). 그는 사람들은 법칙체제 (문법) 를 학습한다는 새로운 아이디어를 개진하였는데, 이 아이디어는 Miller, Galanter, & Pribram 이 계획을 강조하는 점과 일치한다. 우리는 후속 장들에게 Miller, Broabent 그리고 Sperling 의 공헌은 물론 이들 두 가지 공헌에 관해서도 다시 다루게 될 것이다.

인지와 다른 분야와의 관계

이 이론가들에 의해 개진된 아이디어는 계속 개발되고 수정되었다. Neisser 의 Cognitive Psychology (1967) 는 이들 아이디어 중 많은 부분을 한 권의 책으로 모은 것이며, 인지를 다룬 저서들도 뒤이어 등장하였다. 인지심리학은 오늘날 많은 심리학자들의 호응을 받고 있다. 지각, 주의, 학습, 기억, 언어, 추리, 문제해결 그리고 결정짓기 등에 활용되는 방법론이나 이론들은 분야에 따라 판이한데도 불구하고, 이들을 연구하는 심리학자들은 거의 모두 스스로를 인지심리학자라고 부를 정도이다. 이밖에 교육심리학 (Gagne, 1985 ; Mayer, 1987) 이나 사회심리학 (Devine, Hamilton, & Ostrom, 1994) 또한 인지적 접근법의 영향을 많이 받은 분야들이다.

그림 2 는 인지심리학의 유명도가 높아지고 있다는 것을 시각화한 것이다. 이 그림 은 심리학 중에서 가장 영향력 있고 널리 알려진 네 학파 - 정신분석학, 행동주의, 인지심리학, 그리고 신경과학 - 를 대조하고 있다. 그림 2 에 제시된 유명도 측정에 이용된 척도 중 하나는 각 분야의 학술지에 실린 논문들에 인용된 횟수이다. 인용횟수는 선두를 달리는 것으로 알려진 네 개의 학술지 - American Psychologist, Annual Review of Psychology, Psychological Bulletin, Psychological Review - 를 기초로 기록하였다. 이들은 심리학 전 분야를 대표하는 학술지들로 아주 널리 읽히는 것들이다. 그림 2 가 보여주고 있는 것처럼, 인지심리학 관련 학술지에 게재된 논문을 인용하는 횟수가 1977 년부터 1996 년까지 20 년에 걸쳐 크게 증가하고 있다는 것을 알 수 있다. 현재 인지심리학이 누리고 있는 유명도는 학위 논문 주제와 같은 다른 척도에서도 똑같이 나타난다.

인지심리학이 다른 응용 심리학에 미치는 영향도 증가하고 있다 (Hoffman & Deffenbacher, 1992). 지금은 많은 연구비가 응용 과제에 투입되고 있으며, 최근에는 박사학위 취득자들도 응용 분야에서 일하고 있다. Applied Cognition 및 Journal of Experimental Psychology : App lied 와 같은 새로운 학술지가 등장하는 것을 보더라도 인지 이론의 적용이 증가하고 있다는 것을 분명히 알 수 있다. 이책의 이름을 심리학 (Cognition : Theory and Applications) 이라 한 것은 필자도 이러한 적용이 중요하다고 믿기 때문이다. 우리는 이 책 전반에 걸쳐, 지각 학습의 촉진, 운전자의 사고율 예측, 목격자의 기억 향상, 기억 전략 활용, 광고 및 법적 진술에서의 오도 효과 인식, 문제해결 전략 활용 등을 포함한 많은 적용의 예를 접하게 될 것이다.

그림 2 인지심리학, 행동주의, 정신분석학, 그리고 신경과학을 다루는 학술지에 출판된 논문이 인용되는 횟수의 연도에 따른 변화. 주 : 원자료 변형에 smoothing function 이 이용되었다.

아이디어의 영향은 한쪽 방향으로만 흐르는 것이 아니다. 다른 학문 분야도 인지심리학의 발달에 많은 영향을 미쳤으며, 그 결과 이들이 조합되어 그들만의 사회와 학술지로 이루어지고, 또한 몇몇 대학에서는 전공으로 선택할 수 있는 인지과학이라는 분야가 생성되기도 하였다. 인지과학 (cognitive science) 은 인간, 컴퓨터 프로그램 그리고 추상적인 이론에서 나타나는 지능을 연구하며, 특히 계산 (computation) 으로서의 지적 행동을 강조하는 학문 분야이다 (Simon & Kaplan, 1989). 인지과학은 또한 심리학, 언어학, 인류학, 철학, 인공 지능 그리고 신경 과학 분야에서 개발된 사고의 관점을 통합하려는 시도이기도 하다 (Hunt, 1989).

이러한 통합이 이론적으로 가능한 이유는 지식의 표상과 같은 이슈는 인지과학의 모든 분야에 중요하기 때문이다 (Davis, Shrobe, & Szolovits, 1993 ; Stillings Wisler, Chase, Feinstein, Garfield, & Rissland, 1995 ). 예컨대, 인지심리학자들은 사람들이 장기 기억에다 아이디어를 어떻게 조직하는지를 묘사하기 위해 인공지능으로부터 특정 개념 (예, 의미의 연결망 : semantic networks) 을 빌어 쓰고 있는데, 이에 관해서는 9 장에서 다룰 것이다. 인공 지능으로부터 빌어 쓰는 또 다른 개념 (예, 생성체제 : production systems) 은 사람들이 인지 과제 수행에 규칙을 어떻게 활용하는지를 설명하는 데 이용된다. 생성체제에 관해서는 13 장에서 다루게 될 것이다.

연구가 점차 증가하고 있는 중요한 학문 분야 중 하나로 인지 신경과학 (cognitive neuroscience) 을 들 수 있다. 인지 신경과학은 인지적 조작이 뇌의 어느 부위에서 일어나는지를 검토한다. 그림 3 은 대뇌 피질을 구성하는 네 개의 엽 (lobes) 과 이들 각각의 일차적 기능을 보여준다 (Kalat, 1995 ). 일차 시각피질은 후두엽 (occipital lobe) 에 위치하고 있다. 이 부위에 손상을 입었을 경우, 동공 반사와 몇몇 안구 움직임은 정상적으로 전개되지만, 형태 인식이나 시각적 정보에 대한 인식은 할 수 없게 된다. 두정엽 (parietal lobe) 은 촉각을 포함한 신체 정보를 처리하는데 전문화되어 있다. 이 부위가 손상되었을 때 나타나는 공통적인 증상으로는 촉각을 통한 물체의 정체 파악이 어려워지는 것과 손상된 부위와는 반대쪽 신체활동이 어색해지는 것을 들 수 있다. 측두엽 (temporal lobe) 은 언어 이해에 필수적이며, 얼굴과 같은 복합적인 시각적 형태 인식에 기여한다. 전두엽 (frontal lobe) 은 모든 감각기관으로부터 감각 정보를 받아들이며 신체 움직임을 계획하는데 기여한다. 이 부위에 손상을 입게 되면 기억 장애가 유발되기도 한다.

기술이 발달함에 따라 다양한 인지과제를 수행할 때 뇌의 어느 부위가 활용되는지를 보다 정밀하게 꼬집어낼 수 있게 되었다. 기능적 자기 공명 영상법 (functional magnetic resonance imaging : fMRI) 이나 양전자 방출 단층 촬영기법 (positron - emission tomography : PET) 과 같은 영상기법들은 자기 신호를 감지하거나 (fMRI) 낮은 수준의 방사선을 감지함으로써 (PET) 대뇌의 혈류량을 측정한다 (Posner, DiGiro lamo, & Femadez - Duque, 1997 ). Box 1.1 은 어떻게 이러한 기술들이 인지적 문제 이해를 증진시키는지를 보여준다.

그림 3 대뇌 피질 중 좌측 반구의 주요 영역과 각각의 일차적 기능.

인지과제를 분석하는데 있어서 몇 분의 1 초도 되지 않는 짧은 시간도 이론적으로 중요한 의미를 갖는 경우가 많다. 때문에 시간적 변화에 관한 정보가 필수적이다. 그러나 이들 공간적 영상기법으로도 이런 정보를 수집할 수 없다. 이점이 바로 이들 기법이 갖는 중요한 한계점이다. 하지만 두개골로부터 전기적 활동을 기록하면 보다 정밀한 시간적 정보를 수집할 수 있다. 이러한 사건 관련 전위 (event - related pot emtial : ERP) 를 활용함으로써, 우리는 반응시간 과제에서 기록된 정신적 조작을 뇌의 활동과 연계시킬 수 있다. PET 연구결과와 ERP 연구결과를 조합함으로써, 보다 정밀한 공간적 위치 정보를 제공하는 영상기법의 장점과 보다 정밀한 시간적 변화 정보를 제공하는 전기적 전위 기록법의 장점을 모두 이용할 수 있게 된다. (posner & Rothbart, 1994 ).

그림 4 는 표기된 단어를 이해하는 과정에 관한 연구에 PET 기법과 ERP 기법이 이용되는 방식을 예시하고 있다 (Snyder, Abdullaev, Pos ner, & Raichle, 1995). 윤곽으로만 그려져 있는 좌측 반구에서 볼 수 있는 상이한 회색은 혈류량의 변화를 나타낸다. 이 변화는 피험자에게 명사 단어를 제시하고 그 단어를 단순히 소리내어 읽어보라고 했을 때 유발된 변화에다, 그 단어의 용도 (예컨대, '망치' 라는 단어에 대한 '못 박기') 를 말해보라고 했을 때 일어난 변화가 첨가된 것이다. 밝은 부분은 혈류량이 가장 많은 부분을 나타내는데, 뇌의 이 부위가 단어의 의미를 이해하는 일에 중요하다는 의미를 갖는다. 특히, 좌측 반구의 전두엽 부근과 측두엽 부근에서 혈류량이 두드러지게 증가한다는 점을 주목하기 바란다.

그림 4 의 화살표는 PET 에 의해 밝혀진 혈류량 변화를 ERP 파형과 연계시키고 있다. 이 ERP 파형은 화살표와 가장 가까운 두개골 부위에 부착된 전극에서 기록된 것이다. 좌반구의 전두엽 부근에서 일어난 활동이 측두엽 부근에서 일어난  활동보다 기백 천분초 (milliseconds) 앞선다는 것을 알 수 있다. 이러한 결과의 함의는 먼저 일어난 전두엽 부위의 활동은 개별 단어의 의미를 알아차리는 일에 중요하고, 나중 일어난 측두엽 부위의 활동은 구절이나 문장의 전반적 의미를 파악하는 데 필요한 과정, 즉 단어들의 의미를 통합하는 과정에 더 중요하다는 것이다. (Snyder et al, 1995). 이 가설은 좌반구 측두엽 부위에 손상을 입게 되면 여러 단어를 조합하여 의미있는 아이디어를 표현하는 능력을 잃게 되는 언어장애가 발생하곤 한다는 결과와 일치한다. 이 장애에 관해서는 언어에 관한 장인 10 장에서 더 많은 것을 다루게 될 것이다.

그림 4 인지과제를 수행하는 동안 좌반구에서 일어나는 혈류량 변화를 보여주는 PET 스캔 결과.

인지심리학자들이 인지 신경과학에 특별한 관심을 갖는 이유는 이 분야를 통해 자신들의 인지 이론을 평가할 수 있기 때문이다. 인지과제 수행에서 시각적 심상의 역할에 관한 문제는 인지심리학자들 사이에 벌어지고 있는 오랜 논쟁 거리 중 하나라는 것을 7 장에서 알 게 될 것이다. 사람들이 특정 과제를 수행할 때 시각적 심상을 이용하는지 하지 않는지를 어떻게 알 수 있을까? 인지 신경과학은 사람들이 공간적 추리 과제를 수행할 때 뇌의 어느 부위가 활동하는지를 알아볼 수 있게 해주기 때문에, 이런 문제를 해결하는 데 큰 도움이 된다. 시지각을 하는 동안 활동하는 뇌의 부위 (후두엽) 가 공간적 추리 과제를 수행할 때도 활동한다면, 이는 시각적 심상이 인지과제 수행에 이용된다는 의미를 갖는다.

이 책의 조직

이 책은 3 부로 나뉘어 있다 : 제 1 부에서는 정보처리 단계들이 논의되고, 제 2 부에서는 지식의 표상과 조직이 논의되며, 제 3 부에서는 복합적인 인지 기능이 논의될 것이다.

이 장에서는 인지 연구에 이용되는 정보처리론적 접근법을 간략히 개관하였다. 이 접근법의 일차적 목표 중 하나는, 그림 1 이 보여주고 있는 것처럼, 주요 정보처리 단계들을 확정하는 것이다. 제 1 부는 이들 각 단계에서 벌어지는 일에관해 우리가 알고 있는 것을 요약한다. 형태 인식 및 주의에 관한 2 장과 3 장은 모두 지각을 다룬다. 형태 인식 이론은 사람들이 어떻게 형태를 인식 (재인) 하고, 또 형태에 관한 묘사를 어떻게 기억 속에 저장하는지를 명시하고자 한다. 사람들은 제시된 낱자를 모두는 보고하지 못하며 단어 속의 낱자를 홀로 제시된 낱자보다 더 잘 지각하는데, 이들 이론은 왜 이런 일이 벌어지는지를 밝히려고도 한다. 주의에 관한 이론은 동시에 너무 많은 정보가 제시되는 조건의 수행을 설명하기 위해 필요하다. 대개 사람들은 제시된 정보 중 일부에만 반응할 수 있다. 얼마만큼의 정보가 처리되는지를 측정한 실험결과는 정보처리의 한계가 특정 단계에 기인한다는 이론과 과제 수행에 요구되는 정신적 노력이 너무 많은데 기인한다는 이론을 창출하였다.

4 장과 5 장은 기억에 관해 논하는데, 4 장에서는 단기 기억을 5 장에서는 장기 기억을 논한다. 단기 기억을 "작업기억" 이라고도 하는데, 그 이유는 장기 기억에서 인출된 정보를 주변환경으로부터 받아들인 정보와 조합할 수 있게 하는 것이 이 기억 때문이다. 그러나 단기 기억은 용량이 한정되어 있고 빠른 속도로 붕괴하기 때문에 새로운 정보를 오래 기억하고자 한다면 그 정보는 장기기억에 저장되어야 한다. 장기 기억에 관한 5 장에서는 새로운 정보를 학습할 때 활용할 수 있는 다양한 전략 (예컨대, 어문적 시연) 들도 논의될 것이다. 이 두 장에서는 재인 검사와 재생검사와 구분될 것이며, 정보가 단기 기억에 보관되는 것인지 아니면 장기 기억에 보관되는 것인지에 따라 기억에 관한 이론이 달라진다는 것을 알게 될 것이다.

이 책의 두 번째 부분은 우리가 기억하고 있는 지식의 표상과 조직에 관한 부분이다. 인출 능력은 구성하고 있는 부호의 종류에 따라 달라지기 때문에, 6 장과 7 장에서는 상이한 종류의 기억 부호를 예시할 것이다. 영향력 있는 기억 이론 중 하나는 Craik 와 Lockhart (1972) 가 제안한 처리 - 수준 이론이다. 이들의 이론을 자극한 것은 판단 과제에서 단어의 어떤 특징이 강조되는지에 따라 그 단어를 기억해내는 능력이 달라지는 현상을 발견한 연구였다. 기억 부호는 어문정보가 강조되느냐 아니면 시각 정보가 강조되느냐에 따라 구분될 수도 있다. 시각 부호 및 어문 부호에 관한 연구는 사람들이 상이한 과제를 얼마나 효율적으로 수행할 수 있는가에 관해 중요한 함의를 갖는다.

8 장과 9 장은 장기 기억의 조직을 강조한다. 8 장은 이론적인 측면을 다루고 있다. 즉, 이 장에서는 지식이 범주로 조직된 양상과 범주가 위계적으로 조직된 양상을 검토한다. 범주화 능력은 형태 인식에 자주 활용되는 기능이다. 대상의 정체를 파악 (혹은 확인) 한다는 것은 대개 그 대상을 특정 범주의 구성원으로 분류한다는 것을 의미한다. 장기 기억 속의 지식이 어떻게 조직되었는지에 관해서는 사람들이 분류 결정을 얼마나 빨리 해낼 수 있는지를 측정함으로써 연구될 수도 있다. 어의적 기억 (또는 의미기억) 이란 장기 기억의 일부로서 단어의 의미를 표상하는 개념들로 구성되는데, 9 장에서는 이 개념들간의 관계를 연구하기 위해 이런 기법 및 다른 기법들이 어떻게 이용되고 있는지를 검토할 것이다.

이 책의 마지막 부분은 인지 기능을 다루는 다섯 개의 장으로 구성되어 있다. 이 부분을 시작하는 10 장에서는 언어에 관해 논의할 것이다. 언어에는 개별 단어의 의미뿐 아니라, 문법적으로 정확하고 원하는 의미를 전달할 수 있는 문장을 형성하는 단어들의 조합이 포함된다. 글 이해를 다루는 11 장에서는 개별 문장보다는 단락을 이해하는 능력에 초점을 맞출 것이다. 글 이해에 영향을 미치는 요인들을 찾아내는 일은 지난 수년 동안 커다란 진척을 보였다. 글을 읽은 후 무엇이 기억될 것인지를 결정하는 과정에서 글을 구성하는 아이디어들의 조직과 단기 기억 및 장기 기억이 어떻게 상호작용하는지에 관한 상당히 세밀한 모형까지 제시되고 있다.

문제해결을 다루는 두 장 중 앞 장인 12 장은 인지심리학자들이 이 분야를 연구한 양상을 보여준다. 이 장에서는 상이한 종류의 문제해결에 어떠한 기능이 필요한지를 확인하려는 시도가 기술될 것이고, 문제해결에 활용된 일반적 전략을 소개할 것이며, 문제해결에 작용하는 기억의 역할을 검토할 것이다. 전문성과 창의성을 다루는 13 장에서는 추리에 사전 지식이 어떻게 활용되는지, "교실" 문제해결에서 어떻게 전문성이 획득되는지를 논의할 것이다. 이 장의 마지막 절에서는 창의성 연구에 관한 최근의 이론 및 접근법이 소개될 것이다.

결정짓기는 14 장에서 논의된다. 결정짓기에 관한 연구결과, 사람들은 여러 가지 대안을 평가할 때, 최적의 방식에 따른 정보 조합을 어려워한다는 것이 밝혀졌다. 모험적 결정짓기 (risky decision making) 란 용어는 결정의 결과가 어떻게 나타날 지를 분명하게는 알 수 없는 장면을 묘사하기 위해 이용되었다. 사람들이 확률을 어떻게 추정하는지, 그리고 그들은 어떻게 추정된 확률을 결정짓기에 어떻게 활용하는지가 모험적 결정짓기에 관한 논의를 구성한다.