Donald Hebb
(캐나다, 심리학자,1904 - 1985)
Hebb 는 Canada 출신으로 1936 년에 Harvard 대학에서 심리학 박사를 받았다. 그는 대부분의 연구 경력은 몬트리올의 McGill 대학에서 보냈으며, 뇌와 행동간의 관계와 관련된 유명한 이론을 발표하였다. 가장 유명한 책인 The Organization of Behavior (1949) 은 connectionism 의 개발에 영향을 끼쳤다. 그 책은 심리-생물학적 위치를 확고히 하게 했고 11 개 언어로 번역되었다.
그는 심리학에 생물학적 접근을 하였고 현대의 최초의 뇌 이론가중의 한명이었다. 그는 심리학에서 행동과 신경생리학 (neuropsychology) 적 접근을 결합하였다. 그의 연구는 신경세포 (neuron) 의 기능이 학습과 같은 심리 과정에서 어떻게 작용하는지를 이해하는 것이었다. 그의 가장 유명한 업적은 두 신경세포간의 시냅스 가중치의 변화 규칙 (rule of covariation of synaptic weight), 즉 Hebbian learning 또는 더 일반적으로는 Hebbian theory 라고 알려진 과정을 밝힌 것이다.
term :
심리학 (Psychology) Hebb의 학습 (Hebbian Learning) 두뇌 (Brain) 신경세포 (Neuron)) 시냅스 (Synapse) 학습 (Learning) 신경망 (Neural Network) 신경과학 (Neuroscience) 연결주의 (Connectionism)
site :
Father of Cognitive Psychobiology
paper :
나의뇌 뇌의나 : Richard M. Restak 지음, 김현택.류재욱.이강준 옮김, 학지사, 1997 (원서 : The Brain), Page 246 ~ 252 : ....... Donald Hebb 는 학습과 기억이란 틀림없이 신경회로망의 변화, 즉 적절한 기술이 발달하면 증명될 수 있을 실제적인 물리적 변화에 의해 일어나는 것이라고 제안했다. 그의 저서 <The Organization of Behavior>에서 헤브는 기억, 그리고 학습과 같은 모든 심리학적 기능은 세포들이 특정 회로망으로 연결되어 있는 세포군 (cell assembly) 의 활동 때문일 것이라고 제안했다. 그는 한 세포가 활동할 때 세포군 내의 회로에서 그 세포가 맺고 있는 시냅스 연결은 수정된다고 제안했다. 이 수정은 비교적 짧은 시간 지속되는 증가된 흥분 (단기기억과 관련있음) 이거나 더 오래 지속되는 시냅스의 구조적 수정 (장기기억과 관련있음) 일 것이다. 국소 회로와 세포군들이 행동의 근저라는 헤브의 이론은 신경생물학 연구에 이론적 틀을 제공했다. 어떻게 이 회로를 정의할 것인가? 기억이 생성될 때 어떤 종류의 시냅스 변화가 일어나는가? 어디에 그 회로와 세포군이 있는가? 이러한 질문들은 헤브의 예언적 저서가 나온 이후로 30 여년간 신경과학자들을 사로잡아 왔다.
헤브는 노바 스코티아 (Nova Scotia) 의 핼리팍스 (Halifax) 로부터 50 마일 떨어진 농촌에 있는 지은지 100 년이나 된 집에서 살고 있다. 인간 뇌에 대한 최고의 이론가 중 한사람인 79 세의 헤브는 여전히 활동적으로 인간기억에 해한 설명을 찾고 있다. 어느 아름다운 봄날 오후에 그는 세포군이라는 자신의 개념을 이야기 하기 위해 저작 활동중 시간을 내주었다.
나는 많은 시간을 뇌가 어떻게 작동하는 가에 대해 생각하는데에 보냈다. 내가 알고 있던 모든 이론들은 뇌가 그 주변에 일어나고 있는 일들, 즉 직면한 감각사건들에 의해 전적으로 통제된다고 보았다. 그러나 1945 년경에 뇌는 외부환경에서 받는 메시지들과는 독립적으로 작동할지도 모른다는 생각이 갑자기 떠올렸다. 나는 뇌의 활동은 실제로 많은 분리된 별개의 시스템들의 활동이라는 생각을 가지게 되었는데 나는 이것들을 세포군들이라고 명명했다. 이들 세포군들 덕분에 전혀 외부 자극없이도 뇌속의 활동은 진행될 수 있는 것이다. 예컨대 내가 지금 안락의자에 앉아 있는 것처럼 어떤 소리도 어떤 시각 자극도 없이 - 아마 눈을 감고서 - 조용히 앉아 있다 할지라도 외부로부터 전혀 메시지를 받지 않고서도 내 뇌는 여전히 격렬하게 활동 중일 것이다. 그렇다면 뇌는 환경에 의해서 프로그램이 짜여지는 것이 아니라 자기 자신이 스스로 프로그램을 짜는 것이다. 이것은 뇌의 활동이 서로에게 영향을 주는 세포들의 소집단인 세포군들의 활동으로 이루어 졌기에 가능한 것이다.
헤브에 따르면 세포군 A 가 세포군 B 를 흥분시키고 그러면 B 는 다시 다른 세포군 C 를 흥분시키는 방식으로 이들 세포군들은 서로 협동작용을 한다고 한다. 경험이란 세포군들의 조합으로 이루어진다, 예컨대 한 물체의 장면은 일군의 세포군들에 해당할 것이며, 그 물체의 이름은 또다른 일군의 세포군들에 해당될 것이다.
말을 배우기 전 단계에 있는 아이의 성장은 듣기, 보기, 냄새 맡기, 맛보기 및 피부접촉 등에 대응되는 세포군들의 성장으로 이루어 질 것이다. 각각의 세포군은 아이가 접하게 되는 특정한 종류의 경험에 해당된다. 그리고 아이의 처음의 수년간의 성장이란 뇌속에 개별적인 시스템들을 형성하는 것인데, 이는 함께 작용하고 또 서로의 활동을 강화시켜 주는 뇌세포들의 집단들을 의미한다.
헤브는 또한 정상적인 노화현상에 보다 취약한 수백만 개의 세포군들이 있다고 믿는다. 망각이란 직접적으로 세포군들 사이의 통신의 실패로 인한 것이다. 헤브의 세포군 이론은 기억시 국재화되어 있다고 주장하는 학자들과 기억이 뇌 전체에 골고루 퍼져 있다고 믿는 신경과학자들간의 적절한 타협안을 제시하고 있다. 그점에서 그이 이론은 한쪽으로 치우쳐져 있지 않다. 세포군은 서로 긴밀하게 조직되어 있는 세포들로 구성되어 있을 것이고, 이런 식으로 구성된 세포들은 또한 여러 곳에 위치하고 있을 것이다.
세포군 이론은 또한 기억이 나지 않는데에도 여러 모습이 있다는 것과도 잘 맞아 떨어지는데, 예를들어 때로 우리는 어떤 물건을 떠올리고 그것의 용도를 설명할 수 있을지라도 그 물건의 이름을 댈 수 없을 때가 있다. 아마 이것은 그 물건을 기술하는 단어에 대응되는 세포군의 일시적인 기능적 연결 실패로 인한 것일 것이다. 치매란 이 연결 실패가 영구적이다. 반면에 창조력이란 이들 세포군들이 독특하고도 효율적으로 조화됨으로써 이루어 지는 것 같다. 헤브는 모든 사람들이 창조적 잠재력을 가지고 있다고 믿는다. 실제로 사람들은 누구나가 창조적 인간이 되고 싶어한다.
정상적인 사람이라면 누구나 창조적이다. - 즉 빵 만든는 새로운 방법, 아침식사를 준비하는 새로운 방식, 정원에 나무를 심는 새로운 방식 등등을 고안해 낸다. 창조력은 뛰어난 사람의 뇌에만 있는 것이 아니다. 그것은 인간 뇌 기능의 정상적인 특징이다. 그리고 그것은 세포군 사이의 무수히 많은 새로운 조합으로 설명할 수 있다.
헤브를 방문했던 날, 그는 두 살박이 손자 매츄에게 주려고 배를 만들고 있었다. 우리는 그 기회를 봐서 헤브에게 지금 매츄의 어린 뇌에서 어떤 세포군들이 형성되고 있는가를 물어 보았는데 그는 다음과 같이 대답했다.
매츄는 배에 대한 경험이 너무나 제한되어 있어서 지금 인생의 이 단계에서 그는 배를 본 경험이나 생각에 해당되는 세포군을 아직 획득하지 못했습니다. 아마 3 년 안에 매우 잘 구성된 배에 대한 개념을 갖게 될 것입니다 - 즉 옆면, 앞면, 혹은 물에서 항해하고 있는 것 등등의 배에 대한 다양한 경험에 해당하는 일단의 세포군들을 갖게 될 것입니다. 현재 매츄에게 그 세포군의 활동이 이미 나타났다고는 생각하지 않습니다. 매츄가 배 모양이 나타나는 것을 본다기 보다는 단지 내가 도끼로 나무토막을 내려찍고 있는 것을 보고 있을 것입니다.
그날 앞서 헤브는 목욕탕에서 가지고 놀 장난감 배를 매츄에게 주었다. 그것이 매츄의 두살박이 뇌에게 도끼로 잘려진 나무토막이 후에 보트가 될 수 있다는 가능성을 제시해 주지는 않았을까?
내 생각엔 조만간 그것이 배에 대한 개념의 기초가 될지도 모릅니다. 아마도 장난감배에 대한 경험 덕분에 배라는 단어는 몇주 후에 매츄에게 지금보다 더 많은 의미를 줄 것입니다.
헤브에 따르면, 그 다음 2, 3 년에 걸쳐 매츄의 뇌는 마소리에 해당하는 세포군들과 그 말들이 적용되는 물체들에 해당하는 다른 세포군들을 구성하게 될 것이다. 동시에 물체의 이름을 말하는 것과 관련된 별도의 세포군이 발달할 것이다. 결국 배나 배타기에 대한 모든 다양한 감각적 및 인지적 특징들은 화려한 주단처럼 수놓이게 될 것이다. 뇌성장이란 삶의 경험에 따라 증가하는 세포군의 출현으로 이루어진 것일 수 있다.
1949 년에 헤브의 새 이론이 담긴 <The Organization of Behavior> 가 최초로 출간되었을 때, 세포군이 있다는 증거는 거의 없었다. 단지 그 이론이 흥미롭고 또 조금 전에 언급한 대로 정상적인 학습과 망각에 대한 관찰들과 일치한다는 점만 있었을 뿐이다. 그러나 이후 30 여 년이 지나서 헤브의 이론은 신경생물학적 용어를 빌어서 다시 등장하게 되었다. .....