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범주적 지각

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1. 개요

범주적 지각은 연속적인 자극을 특정 범주로 인식하는 현상으로, 특히 말소리 지각에서 두드러진다. 예를 들어, /ba/와 /pa/ 사이의 음성 변화를 들을 때, 사람들은 중간 음성을 인식하지 못하고 /ba/ 또는 /pa/로만 지각한다. 이러한 현상은 운동 이론이나 학습된 변별과 같은 다양한 이론으로 설명되며, 뇌의 특정 영역에서 처리된다. 범주적 지각은 언어 습득, 감정 인식 등 다양한 영역에 영향을 미치며, 언어적 범주가 지각에 미치는 영향에 대한 연구도 진행되고 있다.

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범주적 지각
개요
정의연속적인 변수에서 개별적인 범주를 지각하는 현상
설명연속체 상의 자극이 불연속적인 범주로 인식되는 현상
범주 내에서는 자극 차이에 둔감하지만 범주 경계에서는 민감하게 반응
예시소리(음성), 색상, 얼굴 표정 등
한국어의 경음과 평음 구분
특징
범주 내 식별 어려움동일 범주 내의 자극 간 차이 식별 능력 저하
범주 간 식별 용이범주 경계에 위치한 자극 간 차이 식별 능력 향상
지각적 왜곡범주 경계 부근 자극이 해당 범주의 원형(prototype)으로 치우쳐서 지각됨
연구
음성 지각 연구앨빈 리브 등의 연구
음성 연속체(예: /ba/ - /pa/)를 제시했을 때, 특정 지점에서 명확하게 범주가 나뉘는 현상 확인
얼굴 표정 지각 연구얼굴 표정(예: 행복 - 슬픔) 연속체에 대한 범주적 지각 현상 확인
신경 과학적 기반
뇌 영역전두엽
두정엽
측두엽
신경 메커니즘범주화 과정과 관련된 신경 회로 활성화
예측 부호화(predictive coding) 모델로 설명되기도 함
활용
언어 학습외국어의 음소(phoneme) 습득에 영향
감정 인식타인의 감정 상태 파악에 영향
인공 지능패턴 인식 및 분류 알고리즘 개발에 응용

2. 역사적 배경

앨빈 리베르만과 동료들은 사람들이 유성음 연속체에 따라 변화하는 소리를 들을 때, /ba/와 /pa/만 들을 뿐, 그 사이에는 아무것도 듣지 못한다고 보고했다. 리베르만은 이 인지된 자질이 점진적으로 변화하지 않고, 연속체를 따라 특정 지점에서 급격히 다른 범주로 이동하는 효과를 「범주적 지각」(CP)이라고 칭했다.[43] 그는 범주적 지각이 말소리에 독특하며, 말소리를 특별하게 하고, 「말소리 지각의 운동이론」의 설명은 말소리 생성구조에 있음을 시사했다.

말소리 지각의 운동이론에 따르면, 사람들이 /ba/와 /pa/ 사이의 급작스러운 변화를 지각하는 이유는 말소리를 어떻게 듣느냐가 발화 시의 조음 방식에 영향을 받기 때문이다. 그러나 인간의 타고난 발성기관은 합성되는 「모핑」 장치와 달리 ba와 pa 사이의 어떠한 것도 생성해낼 능력이 없다.

이후 말소리(/ba/, /da/, /ga/ 따위)가 선천적인지 후천적인지에 대한 의문이 제기되었다. 피터 에이마스와 동료(1971)는 영유아가 발화 전에 이미 범주적 지각(CP)을 지니고 있다는 사실을 밝혔는데,[44] 이는 사람이 말소리를 배우도록 진화한 선천적인 효과임을 시사한다. 그러나 패트리샤 쿨(1987)은 친칠라는 말을 배우지 못하는데도 '말소리 CP'를 지님을 밝혔고, 다만 말을 하도록 진화하지 않았을 것으로 추정하였다.[45] Lane, H. L (1965)은 학습만으로 CP 효과를 유도할 수 있음을 시사했다.[46]

2. 1. 말소리 지각의 운동 이론

앨빈 리베르만과 동료들[43]은 사람들이 유성음 연속체에 따라 변화하는 소리를 들을 때, /ba/와 /pa/만 들을 뿐, 그 사이에는 아무것도 듣지 못한다고 보고했다. 리베르만은 이 인지된 자질이 점진적으로 변화하지 않고, 연속체를 따라 특정 지점에서 급격히 다른 범주로 이동하는 효과를 「범주적 지각」(CP)이라고 칭했다. 그는 CP가 말소리에 독특하며, CP가 말소리를 특별하게 하고, 「말소리 지각의 운동이론」이라고 불리게 된 것에 대하여 CP의 설명은 말소리 생성구조에 있음을 시사했다.

지금은 폐기된 말소리 지각의 운동이론에 따르면, 사람들이 /ba/와 /pa/ 사이의 급작스러운 변화를 지각하는 이유는 말소리를 어떻게 듣느냐가 발화 시의 조음 방식에 영향을 받기 때문이다. 이 연속체를 따라 변화되는 것은 음성개시시간이다. /ba/의 "b"는 유성음이며, /pa/의 "p"는 그렇지 않다. 그러나 합성되는 「모핑」 장치와 달리, 인간의 타고난 발성기관은 ba와 pa 사이의 어떠한 것도 생성해낼 능력이 없다. 따라서 누군가가 유성음 연속체 위의 소리를 들을 때, 뇌는 그것을 생성하기 위하여 무엇을 했어야 했는지를 일치시키려고 노력함으로써 그것을 지각한다. 생성해낼 수 있는 것은 /ba/와 /pa/밖에 없으므로, 사람들은 연속체를 따라 위치하는 합성자극(synthetic stimuli) 가운데 어떠한 것이든 간에 그것이 더 가까운 /ba/ 또는 /pa/로 지각할 것이다. 유사한 CP 효과가 /ba/와 /da/의 대립에서 보여진다. 이들 역시 음향연속체 위에 위치하지만 유성음이며, /ba/는 양순음인 데 반해 /da/는 치경음이다. 해부학적으로 그 중간은 허용되지 않는다.

말소리 지각의 운동이론은 말소리가 어찌하여 특별하고 어째서 말소리가 범주적으로 지각되는지를 설명한다. 감각지각은 운동지각에 의해 매개된다. 산출이 범주적이면 지각 또한 범주적이며, 산출이 연속적이면 지각 역시 연속적이다.

2. 2. 습득된 변별

우리가 범주를 명명하는 데 사용하는 언어의 구성요소인 말소리(speech-sounds; /ba/, /da/, /ga/ 따위)가 선천적인지 후천적인지에 대한 의문이 있었다. 앨빈 리베르만은 사람들이 유성음 연속체에 따라 변화하는 소리를 들을 때, /ba/와 /pa/만 들을 뿐, 그 사이에는 아무것도 듣지 못한다고 보고했다. 그는, 이 인지된 자질이 점진적으로 변화하지 않고, 연속체를 따라 특정 지점에서 급격히 다른 범주로 이동하는 효과를 「범주적 지각」(CP)이라고 칭했다.[43]

말소리 지각의 운동이론에 따르면, 사람들이 /ba/와 /pa/ 사이의 갑작스러운 변화를 지각하는 이유는 말소리를 어떻게 듣느냐가 발화 시의 조음 방식에 영향을 받기 때문이다. 하지만 인간의 타고난 발성기관은 합성되는 '모핑' 장치와 달리 ba와 pa 사이의 어떠한 것도 생성해낼 능력이 없다.

만약 운동 산출이 감각 지각을 매개한다면, 이 CP 효과는 말소리 생성 학습의 결과라고 추정할 수 있다. 그러나 피터 에이마스와 동료(1971)는 영유아가 발화 전에 이미 CP를 지니고 있다는 사실을 밝혔다. 이는 사람이 말소리를 배우도록 진화한 선천적인 효과임을 시사할 수 있다.[44] 그러나 패트리샤 쿨(1987)은 친칠라는 말을 배우지 못하는데도 '말소리 CP'를 지님을 밝혔고, 다만 말을 하도록 진화하지 않았을 것으로 추정하였다.[45] Lane, H. L (1965)은 학습만으로 CP 효과를 유도할 수 있음을 시사했다.[46]

모든 /pa/가 구별될 수 없는 것은 아니며 또한 모든 /ba/가 구별될 수 없는 것은 아니기 때문에, CP는 당초 리베르만이 생각했던 실무율(悉無律) 효과와 그다지 부합하지 않는다는 점이 명백해졌다.

3. 주요 특징

범주적 지각 연구에서는 소리 인식을 분류하기 위해 식별 과제와 변별 과제를 사용한다. 성대진동 시작 시간(VOT)은 연속체로 측정되며, 영어 양순 파열음 /b/와 /p/는 유성음과 무성음으로 구분된다. 모국어 화자는 주로 VOT 연속체 상의 위치에 따라 소리를 구별하며, 명확한 음소 경계를 설정한다. VOT가 다른 두 소리가 경계의 같은 쪽에 있으면 동일한 음소로 인식된다.[47] 음소 경계 반대편에 있는 두 소리보다 동일 VOT 범주 내의 두 소리를 구별하는 데 시간이 더 오래 걸린다.[49]

변별 과제에는 단순 AB 변별 과제와 ABX 변별 과제가 있다. 단순 AB 변별 과제는 두 가지 선택지를 제시하고 동일 여부를 판단하게 한다.[48] ABX 변별 과제에서는 세 가지 자극(A, B, X)을 제시하고, X가 A, B 중 어느 것과 일치하는지 판단하게 한다. ABX 변별 과제가 더 널리 쓰인다.[48][49]

사피어-워프 가설에 따르면 언어는 사람이 세상을 인식하는 방식에 영향을 미친다. 예를 들어 사람들은 색깔 명칭 때문에 색깔을 범주적으로 인지한다. 스펙트럼 구분은 문화권언어에 따라 다르다. 그러나 브렌트 베를린과 폴 케이는 대부분의 문화와 언어가 빛 스펙트럼을 유사하게 세분화하여 명명한다고 주장했다.[50]

Regier & Kay(2009)는 언어학적 범주가 주로 오른쪽 시야에서 범주적 지각에 영향을 미치지만, 언어적 간섭 과제를 통해 제거된다고 강조한다.[51]

현재 연구에서 지지받는 이론은 약한 워프주의(weak-Whorfianism)로, 지각에는 강한 보편적 요소가 있지만 문화적 차이가 여전히 영향을 미친다는 이론이다.[55]

3. 1. 식별과 변별 과제

범주적 지각 연구에서는 참가자들의 소리 인식을 분류하기 위해 식별 과제와 변별 과제를 사용하는 실험을 주로 진행한다. 성대진동 시작 시간(VOT)은 이진법이 아닌 연속체로 측정된다. 영어 양순 파열음 /b/와 /p/는 같은 조음 위치와 방법을 갖지만 유성음과 무성음으로 구분되며, 모국어 화자는 주로 VOT 연속체 상의 위치에 따라 소리를 구별한다. 이러한 실험의 참가자들은 연속체 상에서 명확한 음소 경계를 설정한다. VOT가 다른 두 소리가 경계의 같은 쪽에 있으면 동일한 음소로 인식된다.[47] 참가자는 VOT가 동일 범주 내의 두 소리 간의 차이가 더 크더라도, 음소 경계의 반대편에 있는 두 소리보다 동일 VOT 범주 내의 두 소리를 구별하는 데 더 오랜 시간이 걸린다.[49]

예를 들어, 앨빈 리버만과 동료들은 사람들이 유성 연속체를 따라 변하는 소리를 들을 때 /ba/와 /pa/만 인식하고 그 사이의 소리는 인식하지 못한다고 보고했다. 그는 이러한 현상을 "범주적 지각"이라고 명명하고, 언어에 고유한 특성이라고 제안했다.[3]

변별 과제에는 단순 AB 변별 과제와 ABX 변별 과제가 있다. 단순 AB 변별 과제는 참가자에게 두 가지 선택지를 제시하고 동일 여부를 판단하게 한다.[48] ABX 변별 과제에서는 세 가지 자극(A, B, X)을 제시하고, X가 A, B 중 어느 것과 일치하는지 판단하게 한다. ABX 변별 과제가 단순 AB 과제보다 더 널리 쓰인다.[48][49] 파열음에 대한 범주적 인식을 검증하는 이상적인 변별 실험에서, 자원자들은 경계 같은 편의 자극은 우연 수준으로 변별하는 반면, 경계 반대편의 자극은 더 정확하게 변별한다.[49]

3. 1. 1. 식별

범주적 지각 식별 과제에서 참가자들은 말소리와 같은 자극을 식별해야 한다. /p/와 /b/ 사이의 VOT 경계를 시험하는 실험자는, VOT 연속체의 여러 부분에 놓인 몇 가지 음성을 재생한 뒤, 실험 지원자들이 각각의 음성을 /p/ 또는 /b/로 들었는지 묻는다.[48] 이러한 실험에서, 경계의 한쪽 끝 위에 놓인 음성은 거의 균일하게 /p/로, 반대쪽은 /b/로 들린다. 경계에 가까운 자극은 식별하는 데 더 오랜 시간이 걸리고, 실험지원자마다 다르게 보고되었지만, /b/와 /p/ 사이 어딘가의 소리로보다는, 그 어느 쪽 중 하나로 지각되었다.[47]

범주적 지각 연구에서는 소리에 대한 참가자의 지각을 범주화하기 위해 종종 식별 및 변별 과제를 사용하는 실험을 진행한다. 발성 개시 시간(VOT)은 이진법이 아닌 연속체로 측정된다. 영어 양순 파열음 /b/와 /p/는 같은 조음 위치와 방법을 갖지만 유성음과 무성음으로 구분되며, 모국어 화자는 주로 VOT 연속체 상의 위치에 따라 소리를 구별한다. 이러한 실험의 참가자들은 연속체 상에서 명확한 음소 경계를 설정한다. VOT가 다른 두 소리가 경계의 같은 쪽에 있으면 동일한 음소로 인식된다.[7] 참가자는 VOT가 동일 범주 내의 두 소리 간의 차이가 더 크더라도, 음소 경계의 반대편에 있는 두 소리보다 동일 VOT 범주 내의 두 소리를 구별하는 데 더 오랜 시간이 걸린다.[8]

3. 1. 2. 변별

음성개시시간(VOT)은 이진법 대신 연속체를 따라 측정된다. 영어의 양순파열음 /b/와 /p/는 같은 조음 위치와 조음 방식의 유성음과 무성음으로 대립하지만, 원어 화자는 주로 VOT 연속체의 어디에 위치하는지에 따라 구별한다. 이 실험의 참가자들은 연속체에서 명확한 음소 경계를 설정한다. 서로 다른 VOT의 두 음가는 경계의 같은 쪽에 위치하면 동음소로 인식될 것이다.[47] 참가자는 VOT의 차이가 동일한 범주에 있는 둘 사이의 차이가 더 크더라도, 두 소리가 음소 경계에서 반대되는 쪽에 위치할 때보다 같은 VOT 범주 위에 위치할 때 식별하는 데 더 오랜 시간을 들인다.[49]

단순한 AB 변별과제는 참가자에게 두 가지 선택지를 제시하고, 참가자는 그들이 동일한지 결정해야 한다.[48] 실험에서 변별과제에 대한 예측은 종종 선행한 식별과제에 기초한다.

파열음에 대한 범주적 인식을 검증하는 이상적인 변별실험은, 자원자들은 경계의 같은 편에의 자극을 우연한 수준으로 변별하는 한편, 경계의 반대편에 있는 자극을 더 정확하게 변별함을 보인다.[49]

ABX 변별과제에서는 지원자들은 세 가지 자극에 노출된다. A와 B는 뚜렷한 자극이어야 하며, 지원자들은 두 가지 가운데 세 번째 자극 X와 일치하는지 결정한다. 이러한 변별과제는 단순한 AB 과제보다 흔하다.[48][49]

3. 2. 워프 가설

사피어-워프 가설에 따르면, 언어는 사람이 세상을 인식하는 방식에 영향을 미친다. 예를 들어, 사람들은 색깔의 명칭이 범주적으로 명명되었기 때문에 색깔을 범주적으로 인지한다. 스펙트럼을 나누는 것은 문화권언어에 따라 다르게 학습된다. 그러나 브렌트 베를린과 폴 케이는 대부분의 문화와 언어가 빛 스펙트럼을 유사하게 세분화하여 명명할 뿐만 아니라, 그렇지 않은 경우에도 압축과 분리의 영역은 같다고 주장했다.[50] 예를 들어 청색과 녹색은 닮았으며, 그 사이에는 모호한 경계가 있다.

Regier & Kay(2009)는 색상 용어가 색상 인식에 영향을 주는지, 색상 범주가 대체로 자의적인 언어 관습에 의해 결정되는지 검토했다.[51] 그들은 대부분의 사람에게 있어서 좌뇌에 격납되어 있는 언어학적 범주가 범주적 지각에 영향을 미치지만, 주로 오른눈의 시야에 이 효과가 공존하는 언어적 간섭 과제를 통해 제거된다는 점을 강조한다.[51]

이와 대조적으로 보편주의는 지각 범주가 선천적이며, 구어(口語)의 영향을 받지 않는다고 주장한다.[52]

3. 2. 1. 뒷받침

사피어-워프 가설을 뒷받침하는 경우는, 어느 한 언어의 화자가 다른 언어의 화자와 다른 방식으로 범주적 지각을 나타내는 경우이다. 그러한 증거의 예는 다음과 같다.

  • Regier & Kay(2009)는 언어 범주가 주로 오른눈의 시야에서 범주적 지각에 영향을 끼친다는 증거를 보고했다.[53] 오른눈의 시야는 좌뇌에 의해 제어되며, 좌뇌는 언어능력도 제어한다.
  • Davidoff (2001)는 색(色) 식별 과제에서, 영어를 모국어로 사용하는 화자는 특정 청록색 경계 너머의 색상 자극을 경계의 같은 쪽에 있는 색상 자극보다 더 쉽게 식별했지만, 베린모어(Berinmo) 「nol」과 「wor」로 대체된 같은 과제에서는 범주적 지각(CP)이 보이지 않았다. 베린모어 화자는 이와 반대로 과제를 수행했다.[54]


현재 연구에서 지지를 받는 이론은 약한 워프주의(weak-Whorfianism)인데, 이는 지각에는 강한 보편적 요소가 있지만, 문화적 차이가 여전히 영향을 미친다는 이론이다. 예를 들어, 1998년의 연구에서 세츠와나어 화자와 영어 화자 사이에 색에 대한 보편적인 인식의 증거가 있는 반면, 두 언어 사이에는 뚜렷한 차이점도 있다는 것을 발견했다.[55]

4. 진화 및 학습

범주적 지각은 진화와 학습, 두 가지 측면에서 설명할 수 있다.
진화적 범주적 지각모음의 범주적 지각은 범주 내에서는 압축되고 범주 간에는 분리되는 특징을 보인다. 즉, 발음은 연속적이지만 지각은 범주적이다. 예를 들어, /ba/와 /pa/는 유성음 시작 시간(VOT)에 따라 연속적인 음향 스펙트럼 상에 위치하지만, 사람들은 이 둘을 명확히 구분되는 범주로 인식한다.[3] 앨빈 리버만은 사람들이 유성음 연속체를 따라 변하는 소리를 들을 때 /ba/와 /pa/만 인식하고 그 사이의 소리는 인식하지 못한다고 보고했다. 이러한 현상은 "범주적 지각"(CP)이라고 명명되었다.

언어 지각의 운동 이론에 따르면, 이는 사람들이 말할 때 소리를 생성하는 방식이 언어 소리를 듣는 방식에 영향을 주기 때문이다. 사람의 발성 기관은 /ba/와 /pa/ 사이의 소리를 생성할 수 없으므로, 뇌는 VOT 연속체 상의 소리를 /ba/ 또는 /pa/ 중 더 가까운 소리로 인식한다.

이러한 범주적 지각 효과는 선천적인 것으로 보인다. 즉, 우리는 진화적으로 색상과 음성을 특정 범주로 지각하도록 "편향"되어 태어난다.[3]
학습된 범주적 지각범주적 지각은 전적으로 선천적인 것만은 아니다. 레인(1965)은 지각적 불연속성을 매개할 운동 생산 불연속성이 없는 순수한 감각적(시각적) 연속체에서 범주적 지각 효과가 학습만으로 유도될 수 있음을 보여주었다.[6] 즉, 학습을 통해 범주 경계가 수정되거나 사라질 수 있으며, 새로운 경계가 생성될 수도 있다.[18]

학습은 행동의 비교적 영구적인 변화를 초래하는 인지 과정으로, 지각 처리에 영향을 미칠 수 있다.[19] 학습된 범주적 지각은 범주 간 비교와 범주 내 비교를 통해 서로 다른 과정으로 나눌 수 있다.[21][22]

구분설명효과
범주 간 비교두 개의 별도 객체 집합 간 비교범주 확장 (경계가 넓어짐)
범주 내 비교하나의 객체 집합 내 비교범주 압축 (경계가 좁아짐)
감독 그룹범주가 이미 정의되었거나 레이블이 지정된 그룹
비감독 그룹필요에 따라 범주가 생성되고 레이블이 지정되지 않은 그룹



학습된 범주적 지각에는 뉴런, 전전두피질, 하측두피질 등 여러 뇌 구조가 관여한다.[20][23]

4. 1. 진화적 범주적 지각

모음의 경우, 범주적 지각의 특징은 범주 내 압축 및 범주 간 분리이다. 범주적 지각 효과의 크기는 단지 척도 인자(scaling factor)일 뿐이며, 범주적 지각의 변별적 자질은 압축/분리의 "아코디언 효과"이다. 모음의 경우, 발음은 범주적이지 않고 연속적이지만, 지각은 범주적이다. 이러한 "약한" 범주적 지각 효과는 /ba/와 /pa/, /ba/와 /da/ 구별과 같은 범주적 지각 효과와 동일하다.

색상과 마찬가지로 범주적 지각 효과는 선천적인 것으로 보인다. 색상과 음성 모두에 대한 우리의 감각 범주 감지기는 이미 진화에 의해 "편향"되어 태어난다. 우리가 지각하는 색상 및 음성 스펙트럼은 이미 이러한 압축/분리로 "왜곡"되어 있다.[3]

예를 들어, [ba]와 [pa]의 음성 스펙트럼을 분석하면, [p]와 [b]는 유성음 시작 시간(VOT)에 따라 음향 연속체 상의 어딘가에 위치한다. VOT를 점차 감소시켜 [p]와 [b] 종점 사이에 있는 중간 소리들의 연속체를 구성할 수 있다.

앨빈 리버만과 동료들은 사람들이 유성음 연속체를 따라 변하는 소리를 들을 때 /ba/와 /pa/만 인식하고 그 사이의 소리는 인식하지 못한다고 보고했다. 이러한 효과는 연속체의 특정 지점에서 지각된 품질이 점차적으로 변하지 않고 한 범주에서 다른 범주로 갑자기 도약하는 현상으로, "범주적 지각"(CP)이라고 명명되었다.

(현재 폐기된) 언어 지각의 운동 이론에 따르면, /ba/와 /pa/ 사이의 급격한 변화를 지각하는 이유는 우리가 언어 소리를 듣는 방식이 사람들이 말할 때 소리를 생성하는 방식의 영향을 받기 때문이다. 이 연속체를 따라 변화하는 것은 유성음 시작 시간이다. [ba]의 "b"는 [pa]의 "p"보다 더 짧은 VOT를 갖는다. 그러나 다양한 영어 방언은 대조를 나타내기 위해 다른 방식으로 VOT를 구현할 수 있다.

사람의 자연스러운 발성 장치는 /ba/와 /pa/ 사이의 소리를 생성할 수 없다. 따라서 VOT 연속체에서 소리를 들으면 뇌는 그 소리를 생성하기 위해 해야 했던 것과 일치시키려고 함으로써 이를 인식한다. 뇌가 생성할 수 있는 유일한 것은 /ba/ 또는 /pa/이므로, 연속체 상의 모든 인공 자극을 /ba/ 또는 /pa/ 중 더 가까운 소리로 인식한다. 유사한 범주적 지각 효과는 /ba/와 /da/에서도 발견된다. 이 소리들 역시 음향적으로 연속체 상에 놓이지만, 발성적으로 /ba/는 두 입술로, /da/는 혀끝과 치조 능선으로 형성되며, 우리의 해부학적 구조는 중간 소리를 허용하지 않는다.

언어 지각의 운동 이론은 언어가 왜 특별하며, 언어 소리가 왜 범주적으로 지각되는지를 설명한다. 감각 지각은 운동 생성에 의해 매개된다.

4. 2. 학습된 범주적 지각

앨빈 리버만과 동료들은 사람들이 유성 연속체를 따라 변하는 소리를 들을 때 /ba/와 /pa/만 인식하고 그 사이의 소리는 인식하지 못한다고 보고했다.[3] 이러한 현상을 "범주적 지각"(CP)이라고 명명했는데, 이는 연속체의 특정 지점에서 지각되는 소리가 점차적으로 변하는 것이 아니라, 한 범주에서 다른 범주로 갑자기 도약하는 현상이다. 리버만은 범주적 지각이 언어에 고유하며, 언어를 특별하게 만든다고 제안했다. 그는 후에 "언어 지각의 운동 이론"에서 범주적 지각이 언어 생성의 해부학적 구조에 있다고 설명했다.

(현재는 폐기된) 언어 지각의 운동 이론에 따르면, /ba/와 /pa/ 사이의 급격한 변화를 지각하는 이유는 사람들이 말할 때 소리를 생성하는 방식이 언어 소리를 듣는 방식에 영향을 주기 때문이다. 유성 개시 시간(VOT)은 이 연속체를 따라 변화한다. [ba]의 "b"는 [pa]의 "p"보다 더 짧은 VOT를 갖는다. 즉, 성대는 [b]의 폐쇄가 해제될 때쯤 진동을 시작하지만, [p]의 경우 수십 밀리초 후에 시작된다. 그러나 다양한 영어 방언은 대조를 나타내기 위해 다른 방식으로 VOT를 구현할 수 있다. 사람의 자연스러운 발성 장치는 ba와 pa 사이의 소리를 생성할 수 없다. 따라서 뇌는 VOT 연속체에서 소리를 들으면, 그 소리를 생성하기 위해 해야 했던 것과 일치시키려고 함으로써 이를 인식한다. 뇌가 생성할 수 있는 유일한 것은 /ba/ 또는 /pa/이므로, 연속체 상의 모든 인공 자극을 /ba/ 또는 /pa/ 중 더 가까운 소리로 인식한다. 유사한 범주적 지각 효과는 ba/da에서도 발견된다. 이 소리들 역시 음향적으로 연속체 상에 놓이지만, 발성적으로 /ba/는 두 입술로, /da/는 혀끝과 치조 능선으로 형성되며, 우리의 해부학적 구조는 중간 소리를 허용하지 않는다.

언어 지각의 운동 이론은 언어가 왜 특별하며, 언어 소리가 왜 범주적으로 지각되는지를 설명했다. 즉, 감각 지각은 운동 생성에 의해 매개된다는 것이다. 만약 운동 생산이 감각적 지각을 매개한다면, 이러한 범주적 지각 효과는 조음 방법을 생산하는 학습의 결과라고 추정할 수 있다. 그러나 에이머스 외(1971)는 유아가 말을 하기 전에 이미 언어 범주적 지각을 가지고 있다는 것을 발견했다.[4] 이는 범주적 지각이 우리가 말을 배우도록 "준비"하기 위해 진화한 선천적 효과일 수 있음을 시사한다. 하지만 쿨(1987)은 친칠라도 말을 배우지 않고, 아마도 그렇게 하도록 진화하지 않았음에도 불구하고 "언어 범주적 지각"을 가지고 있다는 것을 발견했다.[5] 레인(1965)은 지각적 불연속성을 매개할 운동 생산 불연속성이 없는 순수한 감각적(시각적) 연속체에서 범주적 지각 효과가 학습만으로 유도될 수 있음을 보여주었다.[6] 그는 결국 언어 범주적 지각이 특별한 것이 아니라, 서로 다른 반응을 하도록 배우는 자극은 더 뚜렷해지고 같은 반응을 하도록 배우는 자극은 더 유사해진다는 로렌스의 고전적인 시연의 특별한 경우일 뿐이라고 결론 내렸다.

또한 범주적 지각이 리버먼이 원래 생각했던 것처럼 전적인 효과가 아니라는 것이 분명해졌다. 모든 /pa/가 구별되지 않고 모든 /ba/가 구별되지 않는 것은 아니다. 우리는 다른 빨간색 음영의 차이를 볼 수 있는 것처럼 차이를 들을 수 있다. 범주 내 차이가 기본 물리적 차이(유성음, 파장)의 크기가 실제로 동일하더라도 범주 간 차이보다 훨씬 작게 들린다/보인다.

언어적 레이블을 추가하고, 테마를 자아와 관련시키고, 더 많은 개별 범주를 만들고, 범주를 더 쉽게 형성하고 정의할 수 있도록 하는 유사한 기능을 타겟팅함으로써 범주와 범주적 지각의 학습을 향상시킬 수 있다.

4. 2. 1. 학습된 범주적 지각의 특징

레인/로렌스 시연은 골드스톤(1994)에 의해 재현 및 확장되었으며, 범주적 지각(CP)이 학습만으로 유도될 수 있음을 보여주었다.[16] 주요 색상 및 음성 범주는 선천적일 수 있지만, 학습의 결과로 경계가 수정되거나 사라질 수 있으며, 약한 이차적 경계는 학습만으로 생성될 수 있다.[18]

학습은 행동의 비교적 영구적인 변화를 초래하는 인지 과정으로, 지각 처리에 영향을 미칠 수 있다.[19] 이는 이전의 경험이나 지식을 바탕으로 특정 자극을 인식하는 방식을 변경시킨다.

학습된 범주적 지각은 범주 간 비교와 범주 내 비교, 감독 그룹과 비감독 그룹 비교를 통해 서로 다른 과정으로 나눌 수 있다.[21][22]

구분설명효과
범주 간 비교두 개의 별도 객체 집합 간 비교범주 확장 (경계가 넓어짐)
범주 내 비교하나의 객체 집합 내 비교범주 압축 (경계가 좁아짐)
감독 그룹범주가 이미 정의되었거나 레이블이 지정된 그룹
비감독 그룹필요에 따라 범주가 생성되고 레이블이 지정되지 않은 그룹



학습된 범주적 지각에서 테마와 레이블은 중요한 역할을 한다.[21][22]


  • 테마: 학습의 질을 높이며, 서로 다른 범주에 대한 단서 역할을 한다. 예를 들어, 모양 인식에서 각도는 테마가 될 수 있다.
  • 레이블: 유사성에 초점을 맞춰 범주적 처리를 장려하는 "명사 같은" 제목이다.[21] 레이블의 강도는 정서적 강도, 경계의 투과성, 이산성의 판단에 의해 결정된다.[21]


학습된 범주적 지각에는 뉴런, 전전두피질, 하측두피질 등 여러 뇌 구조가 관여한다.[20][23]

  • 뉴런: 뇌 영역 간 메시지 전송 및 범주의 시각적, 언어적 처리를 돕는다.
  • 전전두피질: "강력한 범주적 표현을 형성"하는 데 관여한다.[20]
  • 하측두피질: 서로 다른 객체 범주를 코딩하고 범주 경계를 구별하는 영역이다.[20]


학습된 범주적 지각은 인간뿐만 아니라 동물 종에서도 입증되었다.[23][24]

5. 계산 모델 및 신경 모델

Tijsseling & Harnad (1997)와 Damper & Harnad (2000)의 계산 모델링 연구는 역전파, 경쟁식 네트워크와 같은 여러 범주 학습 메커니즘이 범주적 지각과 유사한 효과를 나타냄을 보여주었다.[56][57] 역전파 네트워크에서 입력을 나타내는 은닉 유닛 활성화 패턴은 학습을 통해 범주 내 압축과 범주 간 분리를 형성하는데, 다른 종류의 네트워크에서도 비슷한 효과가 나타난다.

범주적 지각은 서로 다른 입력들이 동일한 출력을 생성해야 할 때 유사한 내부 표상으로 "압축"되고, 다른 출력을 생성해야 할 때는 더 큰 분리가 형성되는, 목적 달성을 위한 수단으로 보인다. 네트워크는 오류 수정 피드백을 통한 여러 시행착오를 거쳐 동일 범주 구성원들이 공유하고 다른 범주 구성원들과 구별되는 불변 특징을 선택적으로 감지한다. 이를 통해 네트워크는 입력을 올바른 출력 범주로 분류하고, 분류와 무관한 다른 모든 변동은 무시하도록 학습한다.

5. 1. 뇌 기저

신경 데이터는 범주적 지각(CP)과 학습 사이의 상관관계를 제공한다.[58] 뇌에서 기록된 사건관련전위의 차이는 피험자가 본 자극의 인지된 범주에서의 차이와 상관관계가 있는 것으로 밝혀졌다. 신경영상 연구에서는 이러한 효과가 해당 범주를 성공적으로 학습한 피험자의 뇌 특정 영역에 국한되고, 심지어 한쪽으로 치우쳐 나타나며, 그렇지 않은 피험자에게서는 발견되지 않음을 밝혀냈다.[59][60]

범주적 지각은 왼쪽 전전두엽 피질에서 식별되며, 이는 음성 단위에 대한 지각을 보인다. 반면, 왼쪽 상측두회(superior temporal gyrus) 등 처리 초기 단계의 뒤쪽 영역에서는 나타나지 않는다.[61]

6. 언어 유도

사피어-워프 가설에 따르면, 언어는 사람들이 세상을 인지하는 방식에 영향을 미친다. 예를 들어, 색상은 범주적으로 명명되기 때문에 범주적으로 인식된다. 스펙트럼의 하위 구분은 임의적이며, 학습된 것이고, 문화언어에 따라 다르다.[10]

사피어-워프 가설과 대조적으로 보편주의는 지각 범주가 선천적이며, 사용하는 언어의 영향을 받지 않는다고 가정한다.[12]

일부 범주는 직접적인 감각 운동 경험 이외의 다른 출처에서 비롯되어야 하며, 여기서 다시 언어와 사피어-워프 가설로 돌아간다. 범주와 그에 수반되는 범주적 지각(CP)은 언어만으로 습득될 수 있는가? 일련의 범주 이름이 직접적인 감각 운동 경험을 통해 "기반"되면, 이를 부울 조합과 더 고차원적인 조합으로 결합할 수 있다는 신경망 시뮬레이션 결과가 있다. 이는 직접적인 감각 운동 감지기가 하는 방식과 거의 동일한 방식으로 더욱 추상적이고 고차원적인 범주를 골라낼 뿐만 아니라 CP 효과를 상속하고 자체적으로 일부 CP 효과를 생성한다.[31][32]

이러한 언어 유도 CP 효과는 아직 인간 피험자에게서 직접적으로 증명되지 않았다. 지금까지는 학습되고 선천적인 감각 운동 CP만 입증되었다.[33][34]

7. 감정

감정은 서로 구별되기 때문에 범주로 나뉜다. 각 감정은 별개의 뚜렷한 반응, 결과 및 표현을 수반한다. 감정을 느끼고 표현하는 것은 자연스러운 현상이며, 실제로 일부 감정은 보편적이다. 연령, 성별, 인종, 국가 및 문화를 초월하여 인류에게 보편적이며 범주적으로 구별되는 6가지 기본 감정은 행복, 혐오, 슬픔, 놀라움, 분노, 공포이다.[39] 개별 감정 접근법에 따르면, 사람들은 혼합된 감정이 아닌 하나의 감정만을 경험한다.[39] 감정적 표정에 대한 범주적 지각은 어휘 범주를 필요로 하지 않으며,[39] 6가지 기본 감정 중 행복이 가장 쉽게 식별된다.

표정을 이용한 감정 지각은 범주의 정의와 경계(한 감정이 끝나고 다음 감정이 시작되는 "경계선")에 따라 성별 차이를 보인다.[36] 남성은 분노를, 여성은 행복을 표현할 때 더 쉽고 빠르게 인식된다.[36] 이는 분노와 행복의 범주가 특정 성별의 다른 특징과 더 밀접하게 연관되어 있기 때문이다.

감정에 언어적 명칭이 주어지지만, 감정을 범주적으로 인식하는 데 반드시 필요한 것은 아니다. 유아는 언어를 습득하기 전에도 감정적 반응을 구별할 수 있으며, 감정의 범주적 지각은 "하드와이어 메커니즘"에 의해 이루어진다. 특정 감정에 대한 명칭이 없는 문화에서도 다른 감정들과 구별되는 별개의 감정으로 범주적으로 인식할 수 있다는 증거가 존재한다. 눈 움직임 추적 연구는 언어적 반응 없이 암묵적으로 감정을 범주로 인식함을 보여준다.[37]

감정의 범주적 지각은 때때로 공동 처리의 결과이며, 다른 요인들이 관여할 수 있다. 감정 표현과 불변의 특징(상대적으로 일관성을 유지하는 특징)은 종종 함께 작용한다. 인종은 표현과 함께 범주적 지각에 기여하는 불변의 특징 중 하나이며, 사회적 범주로 간주될 수도 있다.[38] 감정적 범주적 지각은 범주적 지각과 차원적 지각의 혼합으로 볼 수 있으며, 차원적 지각은 시각적 이미지를 포함한다. 범주적 지각은 처리가 차원적으로 이루어질 때도 발생한다.

7. 1. 감정의 범주적 지각 특징

감정은 인류의 중요한 특징으로, 표정을 통해 가장 쉽게 관찰할 수 있는 추상적인 개념이다. 감정과 범주적 지각의 관계는 주로 표정 연구를 통해 밝혀진다.[36][37][38][39][40] 얼굴은 많은 정보를 담고 있으며,[38] 감정은 서로 구별되는 범주로 나뉜다. 각 감정은 뚜렷한 반응, 결과, 표현을 동반하며, 감정을 느끼고 표현하는 것은 자연스러운 현상이다. 특히 일부 감정은 보편적인 현상으로 나타난다.

연령, 성별, 인종, 국가, 문화를 초월하여 인류에게 보편적이며 범주적으로 구별되는 6가지 기본 감정은 행복, 혐오, 슬픔, 놀라움, 분노, 공포이다.[39] 개별 감정 접근법에 따르면, 사람들은 한 번에 하나의 감정만을 경험한다.[39] 감정적 표정에 대한 범주적 지각은 어휘 범주를 필요로 하지 않는다.[39] 6가지 기본 감정 중 행복이 가장 쉽게 식별된다.

표정을 통한 감정 지각은 범주의 정의와 경계(한 감정이 끝나고 다음 감정이 시작되는 "경계선")에 따라 성별 차이를 보인다.[36] 남성이 분노를 표현할 때, 여성이 행복을 표현할 때 더 쉽고 빠르게 인식된다.[36] 이는 분노와 행복이라는 두 감정의 범주가 특정 성별의 다른 특징과 더 밀접하게 연관되어 있기 때문이다.

감정에 언어적 명칭(label)이 주어지지만, 감정을 범주적으로 인식하는 데 반드시 필요한 것은 아니다. 유아는 언어를 습득하기 전에도 감정적 반응을 구별할 수 있다. 감정의 범주적 지각은 "하드와이어 메커니즘"에 의해 이루어진다. 특정 감정에 대한 명칭이 없는 문화에서도 다른 감정들과 구별되는 별개의 감정으로 범주적으로 인식할 수 있다는 증거가 있다. 또한, 눈 움직임 추적 연구를 통해 감정을 범주로 인식하는 것은 언어적 반응 없이 암묵적으로 이루어짐을 확인했다.[37]

감정의 범주적 지각은 때때로 공동 처리의 결과이며, 다른 요인들이 관여할 수 있다. 감정 표현과 불변의 특징(상대적으로 일관성을 유지하는 특징)은 종종 함께 작용한다. 인종은 표현과 함께 범주적 지각에 영향을 미치는 불변의 특징 중 하나이며, 사회적 범주로 간주될 수도 있다.[38] 감정적 범주적 지각은 범주적 지각과 차원적 지각의 혼합으로 볼 수 있다. 차원적 지각은 시각적 이미지를 포함하며, 범주적 지각은 처리가 차원적으로 이루어질 때도 발생한다.

참조

[1] 논문 Categorical Perception for Emotional Faces 2013-01
[2] 서적 The Cambridge Encyclopedia of Language Cambridge University Press 1987
[3] 논문 The discrimination of speech sounds within and across phoneme boundaries
[4] 논문 Speech perception in infants
[5] 간행물 The Special-Mechanisms Debate in Speech Perception: Nonhuman Species and Nonspeech Signals Cambridge University Press
[6] 논문 The motor theory of speech perception: A critical review
[7] 서적 Fundamentals of Psycholinguistics https://archive.org/[...] Wiley-Blackwell
[8] 논문 Categorical Perception: Issues, Methods, Findings http://www.haskins.y[...] 1984
[9] 논문 Auditory Phonemic Perception in Dyslexia: Categorical Identification and Discrimination of Stop Consonants 1980
[10] 서적 Basic color terms: Their universality and evolution. Berkeley: [[University of California]] Press
[11] 논문 Language, thought, and color: Whorf was half right.
[12] 서적 Linguistic relativity versus innate ideas: The origins of the Sapir-Whorf hypothesis in German thought. Walter de Gruyter
[13] 논문 Language, thought, and color: Whorf was half right.
[14] 논문 Language and perceptual categorisation http://research.gold[...] 2001-09
[15] 논문 A cross-cultural study of English and Setswana speakers on a colour triads task: A test of the Sapir-Whorf hypothesis 1998
[16] 논문 Influences of categorization on perceptual discrimination
[17] 서적 The modularity of mind MIT Press
[18] 논문 Color categories are not universal: Replications and new evidence from a stone-age culture http://repository.es[...]
[19] 논문 The Nature of Learned Categorical Perception Effects: A Psychophysical Approach
[20] 논문 Modeling learned categorical perception in human vision http://epubs.surrey.[...]
[21] 논문 Category Boundaries and Category Labels: When Does a Category Name Influence the Perceived Similarity of Category Members
[22] 논문 The Effects of Prior Knowledge on Incidental Category Learning
[23] 논문 Neural Correlates of Categorical Perception in Learned Vocal Communication
[24] 논문 Learning of auditory equivalence classes for vowels by rats
[25] 논문 Neural Network Modeling of Categorical Perception http://cogprints.org[...]
[26] 간행물 Warping Similarity Space in Category Learning by Backprop Nets http://cogprints.org[...] Department of Artificial Intelligence, Edinburgh University
[27] 논문 Cortical auditory evoked potential correlates of categorical perception of voice-onset time
[28] 논문 Hemispheric asymmetries and individual differences in visual concept learning as measured by functional MRI
[29] 논문 Selective Amplification of Stimulus Differences during Categorical Processing of Speech
[30] 논문 Inferior frontal regions underlie the perception of phonetic category invariance
[31] 논문 The Adaptive Advantage of Symbolic Theft Over Sensorimotor Toil: Grounding Language in Perceptual Categories. http://cogprints.org[...]
[32] 논문 From robotic toil to symbolic theft: Grounding transfer from entry-level to higher-level categories http://cogprints.org[...]
[33] 간행물 Warping Similarity Space in Category Learning by Human Subjects: The Role of Task Difficulty http://cogprints.org[...] Department of Artificial Intelligence, Edinburgh University
[34] 논문 Categorical Perception Effects Induced by Category Learning http://cogprints.org[...]
[35] 논문 The great eskimo vocabulary hoax
[36] 논문 The Categorical Perception of Emotions and Traits
[37] 논문 Mapping Emotion Category Boundaries Using a Visual Expectation Paradigm
[38] 논문 Social Categories Shape the Neural Representation of Emotion: Evidence From a Visual Face Adaptation Task
[39] 논문 Categorical Perception of Emotional Facial Expressions Does Not Require Lexical Categories https://pure.uva.nl/[...]
[40] 논문 Categorical and Dimensional Perceptions in Decoding Emotional Facial Expressions
[41] 저널 Categorical Perception for Emotional Faces 2013-01
[42] 간행물 The Cambridge Encyclopedia of Language Cambridge University Press 1987
[43] 저널 The discrimination of speech sounds within and across phoneme boundaries
[44] 저널 Speech perception in infants https://archive.org/[...]
[45] 백과사전 The Special-Mechanisms Debate in Speech Perception: Nonhuman Species and Nonspeech Signals Cambridge University Press
[46] 저널 The motor theory of speech perception: A critical review
[47] 서적 Fundamentals of Psycholinguistics
[48] 저널 Auditory Phonemic Perception in Dyslexia: Categorical Identification and Discrimination of Stop Consonants http://ac.els-cdn.co[...] 1980
[49] 저널 Categorical Perception: Issues, Methods, Findings http://www.haskins.y[...] 1984
[50] 서적 Basic color terms: Their universality and evolution. https://archive.org/[...] Berkeley: [[University of California]] Press
[51] 저널 Language, thought, and color: Whorf was half right.
[52] 서적 Linguistic relativity versus innate ideas: The origins of the Sapir-Whorf hypothesis in German thought. Walter de Gruyter
[53] 저널 Language, thought, and color: Whorf was half right.
[54] 저널 Language and perceptual categorisation 2001-09
[55] 저널 A cross-cultural study of English and Setswana speakers on a colour triads task: A test of the Sapir-Whorf hypothesis 1998
[56] 저널 Neural Network Modeling of Categorical Perception http://cogprints.org[...]
[57] 백과사전 Warping Similarity Space in Category Learning by Backprop Nets http://cogprints.org[...] Department of Artificial Intelligence, Edinburgh University
[58] 저널 Cortical auditory evoked potential correlates of categorical perception of voice-onset time
[59] 저널 Hemispheric asymmetries and individual differences in visual concept learning as measured by functional MRI
[60] 저널 Selective Amplification of Stimulus Differences during Categorical Processing of Speech
[61] 저널 Inferior frontal regions underlie the perception of phonetic category invariance



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