잠재학습
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1. 개요
잠재 학습은 보상이나 자극 없이도 일어나는 학습 형태를 의미한다. 고전적 조건화나 조작적 조건화와 달리, 잠재 학습은 동기 부여 없이도 정신적 지도를 형성하고, 나중에 보상이 주어질 때 이 정보를 활용한다. 초기 연구에서는 쥐를 대상으로 한 미로 실험을 통해 잠재 학습의 존재를 확인했으며, 쥐들은 보상 없이 미로의 구조를 학습하고, 나중에 보상이 주어지자 빠르게 목표 지점에 도달했다. 이러한 잠재 학습은 유아의 학습, 약물의 영향, 뇌의 특정 영역과의 관련성에 대한 연구로 이어졌으며, 교육 및 기타 분야에 응용될 수 있다.
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| 잠재학습 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 분야 | 심리학 |
| 하위 분야 | 학습 심리학 |
| 유형 | 학습 |
| 정의 | 강화 없이 잠재적으로 정보를 보유하는 것 |
| 관련 개념 | 고전적 조건 형성, 조작적 조건 형성, 통찰 학습 |
| 설명 | |
| 개요 | 잠재 학습은 명백한 강화가 없어도 발생하는 학습의 한 형태임. 이 학습은 즉시 나타나지 않지만, 필요할 때 명확하게 드러남. |
| 특징 | 잠재 학습은 학습자가 즉시 사용하지 않는 새로운 행동을 배우지만, 나중에 필요할 때 그 행동을 나타낼 수 있다는 것을 보여줌. |
| 예시 | 아이가 부모에게서 운전을 배우지만, 운전을 할 때까지는 학습을 나타내지 않음. 쥐가 미로를 탐색하지만, 보상이 주어질 때까지는 학습을 나타내지 않음. 보상이 주어지면, 이전에 학습한 내용을 활용하여 빠르게 미로를 통과함. |
| 역사 | |
| 발견 | 에드워드 톨먼이 쥐 실험을 통해 잠재 학습을 발견함. |
| 톨먼의 실험 | 톨먼은 쥐를 세 그룹으로 나누어 미로에서 실험함. 첫 번째 그룹은 매일 먹이를 주었고, 두 번째 그룹은 먹이를 주지 않았으며, 세 번째 그룹은 처음 며칠 동안은 먹이를 주지 않다가 나중에 먹이를 주기 시작함. |
| 톨먼의 결론 | 톨먼은 세 번째 그룹의 쥐들이 먹이를 받기 시작했을 때 첫 번째 그룹보다 더 빠르게 미로를 학습한다는 것을 발견함. 톨먼은 이 결과를 통해 쥐들이 미로에 대한 '인지 지도'를 만들고 먹이가 주어질 때까지 이 정보를 사용하지 않는다고 결론지음. |
| 시사점 | |
| 교육 | 잠재 학습은 학생들이 즉시 보상을 받지 않더라도 학습하고 있다는 것을 시사함. |
| 동기 부여 | 잠재 학습은 학생들이 학습에 대한 내재적 동기를 가지고 있다는 것을 시사함. |
| 문제 해결 | 잠재 학습은 학생들이 이전에 학습한 정보를 사용하여 새로운 문제를 해결할 수 있다는 것을 시사함. |
| 참고 문헌 | |
2. 잠재 학습의 정의
| A | B | C |
|---|---|---|
| 끝까지 자극(stimulus) 비제시 | 처음부터 자극 제시 | 중간 지점(Stimulus point)부터 자극 제시 |
잠재 학습은 고전적 조건화나 조작적 조건화와 달리 명확한 보상이나 자극 없이도 학습이 일어난다는 점에서 차이가 있다. 고전적 조건화는 이반 파블로프의 실험에서처럼 특정 자극(종소리)과 무조건 자극(음식)을 연관시켜 조건 반응(침 흘리기)을 유도하는 방식이다. 반면 잠재 학습은 쥐가 미로의 구조를 미리 파악하고 있다가 나중에 음식이 주어졌을 때 더 빨리 찾는 것처럼, 보상 없이도 정보를 습득하고 활용하는 것이다.[3]
잠재학습 이론에 따른 가설을 검증하는 연구 설계로 사용할 수 있는 조작적 정의는 'A와 C가 동일한 반응을 보이다가 C에게 자극(Stimulus)을 제시한 시점부터 C가 B와 같은 반응을 보일 것이다. 그러나 한편 B가 보인 반응(Response)보다 반응속도에서 더 빠른 차이가 있다.'는 가정이다. 이러한 맥락의 가설은 H. C. 블로제트의 미로수행(maze performance) 연구에 의해 그 타당성이 입증되고 에드워드 톨먼이 이를 주요하게 다루었다.[18][19]
3. 다른 학습 유형과의 비교
사회학습이론은 관찰을 통해 행동을 학습할 수 있다는 점에서 잠재 학습과 유사하지만, 잠재 학습은 강화가 없어도 학습이 가능하다는 점이 다르다.
3. 1. 고전적 조건화
고전적 조건화는 동물이 반복적인 경험을 통해, 겉보기에는 무작위적인 자극을 경험할 때, 무의식적으로 음식과 같은 생물학적 자극을 예상하게 되는 현상이다. 고전적 조건화의 중요한 예시는 이반 파블로프의 실험인데, 이 실험에서 개는 실험자가 의도적으로 먹이 시간과 연관시키려 했던 종소리에 조건 반응을 보였다.[3] 조건화된 후, 개들은 생물학적 요구 사항(무조건 자극)인 음식뿐만 아니라 종소리(조건 자극)에도 침을 흘리기 시작했다. 침을 흘리는 것은 종소리에 대한 조건 반응이 되었다. 즉, 개들은 음식을 예상했기 때문에 종소리에 침을 흘렸다.
반면, 잠재 학습은 동물이 학습에 대한 보상이나 자극 없이도 무언가를 학습하는 현상이다. 동물들은 정보를 얻기 위해 정보에 노출될 수 있으며, 그 정보는 뇌에 저장된다. 잠재 학습의 중요한 예시는 쥐들이 무의식적으로 미로의 정신적 지도를 만들고, 나중에 보상(음식 등)이 주어졌을 때 이 정보를 사용하여 더 빨리 목표 지점에 도달하는 것이다.[3] 이 쥐들은 음식이 도입되기 전에는 미로를 학습할 동기가 없었지만, 이미 미로의 지도를 알고 있었다.
3. 2. 조작적 조건화
조작적 조건화는 보상과 처벌을 사용하여 동물의 행동을 맞춤화하는 방법이다. 잠재 학습은 자극이 도입되기 전에 동물이 정신적 지도를 만들 시간을 주어 동물의 행동을 맞춤화한다.
3. 3. 사회 학습 이론
사회학습이론은 행동이 관찰을 통해 학습될 수 있으며, 적극적인 인지적 관찰을 통해 학습될 수 있다고 제시한다. 이 이론에서 관찰은 특정 행동과 관련된 보상 또는 처벌이 관찰될 때 행동의 변화로 이어진다. 잠재학습 이론은 관찰 측면에서 유사하지만, 학습에 필요한 강화가 없다는 점에서 다르다.
4. 초기 연구
H. C. 블로제트(Blodgett)의 미로 수행(maze performance) 연구를 통해 잠재 학습 이론이 타당성을 입증받았고, 에드워드 톨먼(Tolman, E. C.)은 이 이론을 முக்கிய하게 다루었다.[18][19]
톨먼과 블로제트의 연구 이후, 여러 연구자들이 잠재 학습에 관한 다양한 연구를 진행했다.
1949년, 존 시워드는 한쪽 팔이 흰색이고 다른 쪽 팔이 검은색인 T자 미로를 이용해 쥐 실험을 진행했다. 그 결과, 먹이 없이 미로를 탐험한 쥐들이 이전에 미로를 탐험하지 않은 쥐들보다 보상이 있는 팔로 가는 것을 더 빠르게 학습했다.[7] 1952년, 벤디그는 쥐들이 먹이에 포만감을 느낀 상태에서 먹이가 있는 수정된 T자 미로에서 물을 피해 탈출하도록 훈련시킨 후, 배고픈 상태에서 다시 실험을 진행하여 비슷한 결과를 얻었다. 먹이를 빼앗긴 채 미로로 돌아온 쥐들은 사전 노출 횟수가 증가함에 따라 먹이가 있는 위치를 학습하는 속도가 증가했다.[8]
초기 잠재 학습 연구는 대부분 쥐를 대상으로 진행되었으나, 1954년 스티븐슨은 아이들을 대상으로 잠재 학습 방식을 탐구했다.[9] 스티븐슨의 연구에서 아이들은 열쇠를 찾기 위해 여러 물건들을 탐험했고, 이전에 본 적이 있는 비열쇠 물건을 더 빨리 찾았다. 이는 아이들이 잠재 학습을 사용하고 있음을 보여주며, 이러한 학습 능력은 나이가 들면서 증가했다.[9]
1982년, 위르시그와 동료 연구자들은 쥐의 잠재 학습에 필요한 뇌의 부분을 알아보기 위해 염화나트륨의 맛을 사용했다. 연구 결과, 뇌피질 절제 수술을 받은 쥐도 정상 쥐와 마찬가지로 잠재 학습 과제를 수행할 수 있었다.[10]
4. 1. 에드워드 톨먼의 쥐 미로 실험
에드워드 톨먼은 잠재학습 가설을 검증하기 위해 쥐를 이용한 미로 실험을 설계했다. 세 그룹의 쥐들을 미로에 넣고 2주 이상 매일 행동을 관찰했다.[4]| 그룹 | 실험 조건 | 결과 |
|---|---|---|
| 1 그룹 | 미로 끝에서 항상 먹이를 제공받았다. | 미로 끝으로 빠르게 달려가는 것을 학습했다. |
| 2 그룹 | 먹이를 전혀 제공받지 못했다. | 미로 안을 배회했지만, 미로 끝으로 향하는 행동은 보이지 않았다. |
| 3 그룹 | 처음 10일 동안은 먹이를 제공받지 못하다가, 11일째부터 먹이를 제공받았다. | 11일째 먹이가 제공되기 전까지는 2 그룹과 동일하게 행동했다. 그러나 먹이가 제공된 후에는 빠르게 미로 끝으로 달려가는 것을 학습했고, 다음 날에는 1 그룹만큼 좋은 수행 능력을 보였다. |
이러한 결과는 3 그룹의 쥐들이 먹이라는 강화 요인이 없어도 미로의 구조를 학습했음을 보여준다. 즉, 쥐들은 잠재적으로 미로에 대한 인지 지도를 형성하고 있었으며, 먹이라는 보상이 주어지자 이를 활용하여 빠르게 목표 지점에 도달한 것이다. 이는 동물이 특정 과제를 학습하기 위해서는 강화가 필수적이라고 여겨졌던 당시의 지배적인 믿음에 대한 비판적 대안을 제시하였다.[4]
톨먼의 실험 이후, 다른 연구들은 잠재 학습이 더 짧은 기간(3-7일) 안에도 일어날 수 있음을 보여주었다.[5] 또한, 미로를 탐험한 후 빈 목표 상자에 1분 동안 갇혀 있던 동물들이 그렇지 않은 그룹보다 미로를 훨씬 빠르게 학습한다는 사실도 발견되었다.[6]
4. 2. 블로제트의 미로 수행 연구
이러한 잠재학습 이론에 따른 가설을 검증하는 연구 설계로 사용할 수 있는 조작적 정의는 'A와 C가 동일한 반응을 보이다가 C에게 자극(Stimulus)을 제시한 시점부터 C가 B와 같은 반응을 보일 것이다. 그러나 한편 B가 보인 반응(Response)보다 반응 속도에서 더 빠른 차이가 있다.'는 가정이다. 이러한 맥락의 가설은 H. C. 블로제트(Blodgett)의 미로 수행(maze performance) 연구에 의해 그 타당성이 입증되고 에드워드 톨먼(Tolman, E. C.)이 이를 주요하게 다룬 바 있다.[18][19]
| A | B | C |
|---|---|---|
| 끝까지 자극(stimulus) 비제시 | 처음부터 자극 제시 대상 | 중간 지점(Stimulus point)부터 자극 제시 |
4. 3. 기타 초기 연구
에드워드 톨먼의 고전적인 연구 외에도, 다른 초기 연구들은 잠재 학습이 더 짧은 기간(3-7일) 안에도 일어날 수 있음을 보여주었다.[5] 예를 들어, 미로를 탐험한 후 빈 목표 상자에 1분 동안 갇혀 있던 동물들이 그렇지 않은 그룹보다 훨씬 빠르게 미로를 학습한다는 사실이 발견되었다.[6]1949년, 존 시워드는 한쪽 팔이 흰색이고 다른 쪽 팔이 검은색인 T자 미로에 쥐들을 배치하는 연구를 수행했다. 먹이 없이 미로를 탐험한 쥐들은 이전에 미로를 탐험하지 않은 쥐들보다 보상이 있는 팔로 가는 것을 더 빠르게 학습했다.[7] 1952년, 벤디그는 비슷한 결과를 얻었는데, 쥐들이 먹이에 포만 상태인 동안 먹이가 있는 수정된 T자 미로에서 물에서 탈출하도록 훈련시킨 다음, 배고픈 상태에서 실험했다. 먹이를 빼앗긴 채 미로로 돌아왔을 때, 쥐들은 사전 노출 횟수가 증가함에 따라 먹이가 있는 위치를 학습하는 속도가 증가했다.[8]
대부분의 초기 잠재 학습 연구는 쥐를 대상으로 수행되었지만, 1954년 스티븐슨의 연구는 아이들에게서 이러한 학습 방식을 탐구했다.[9] 스티븐슨은 아이들이 열쇠를 찾기 위해 일련의 물건들을 탐험하도록 한 후, 아이들이 이전에 본 적이 있는 비열쇠 물건을 더 빨리 찾았다는 것을 발견했다. 이는 잠재 학습을 사용하고 있음을 나타내며, 이러한 학습 능력은 나이가 들면서 증가했다.[9]
1982년, 위르시그와 공동 연구자들은 쥐의 잠재 학습에 필요한 뇌의 부분을 탐구하기 위해 염화나트륨의 맛을 사용했다. 뇌피질 절제 쥐는 정상 쥐만큼 잠재 학습 과제를 수행할 수 있었다.[10]
5. 최근 연구
최근 연구에서는 잠재 학습이 유아기부터 어떻게 발달하고, 약물이 잠재 학습에 어떤 영향을 미치는지, 그리고 뇌의 어떤 영역이 잠재 학습과 관련되는지에 대한 탐구가 이루어지고 있다.
손 인형을 이용한 실험에서, 생후 3개월 된 유아들은 두 인형을 함께 본 경험을 통해 아무런 강화 없이도 인형 간의 연관성을 형성하는 잠재 학습 능력을 보였다. 이는 유아가 관찰을 통해 학습할 수 있음을 시사한다.[11]
약물과 관련하여, 도파민을 모방하는 카페인은 얼룩말 물고기가 도파민 부족 상태에서도 보상에 대한 잠재 학습을 가능하게 했다.[13] 반면, 알코올은 잠재 학습을 방해할 수 있으며, 특히 알코올 금단 증상을 보이는 얼룩말 물고기는 미로에서 보상을 찾는 데 어려움을 겪었다.[14]
뇌 영역과 관련해서는, 내측 측두엽 기억상실증 환자는 표상 처리가 필요한 잠재 학습 과제에 어려움을 겪는다는 사실이 밝혀졌다.[15] 또한, 생쥐 연구에서 프리온 단백질이나 펜시클리딘 부족이 잠재 학습을 손상시키는 것으로 나타났다.[16][17]
5. 1. 유아의 잠재 학습
인간의 잠재 학습 능력은 유아가 특정 기술을 갖추기 전에 학습한 지식을 사용할 수 있게 하는 주요 요인으로 보인다. 예를 들어, 유아는 생후 6개월 이전에는 모방 능력이 없다. 한 실험에서, 생후 3개월 된 유아 집단에게 손 인형 A와 B를 동시에 보여주었다. 다른 대조군 유아들에게는 인형 A만 제시했다. 모든 유아는 6개월이 될 때까지 인형 A를 주기적으로 보았다. 6개월이 되었을 때, 실험자는 모든 유아가 보는 앞에서 첫 번째 인형에게 특정 행동을 시연했다. 그런 다음 모든 유아에게 인형 A와 B를 제시했다. 3개월 때 두 인형을 모두 본 유아들은 두 인형을 함께 본 적이 없는 대조군보다 인형 B에 대해 특정 행동을 훨씬 더 자주 모방했다. 이는 사전에 두 인형에 노출된 유아가 아무런 강화 없이도 인형 간의 연관성을 형성했음을 보여준다. 이는 유아의 잠재 학습을 보여주는 것으로, 유아가 더 나이가 들 때까지 학습의 징후를 보이지 않더라도 관찰을 통해 학습할 수 있음을 시사한다.[11]5. 2. 약물이 잠재 학습에 미치는 영향
많은 사람이 남용하는 약물은 인간에게 보상을 추구하는 동기를 부여하는 신경전달물질인 도파민을 모방한다.[12] 얼룩말 물고기는 카페인을 투여받으면 도파민이 부족하더라도 여전히 보상에 대해 잠재 학습을 할 수 있는 것으로 나타났다. 학습 전에 카페인을 투여받은 경우, 나중에 도파민을 투여받았을 때 학습한 지식을 사용하여 보상을 찾을 수 있었다.[13]알코올은 잠재 학습을 방해할 수 있다. 일부 얼룩말 물고기는 미로를 탐험하기 전에 알코올에 노출된 후, 미로에 보상이 도입되었을 때도 계속 알코올에 노출되었다. 이 얼룩말 물고기는 동일한 양의 동기를 보였음에도 불구하고 알코올에 노출되지 않은 대조군보다 미로에서 보상을 찾는 데 훨씬 더 오랜 시간이 걸렸다. 그러나 얼룩말 물고기가 알코올에 더 오래 노출될수록 잠재 학습에 미치는 영향은 줄어드는 것으로 나타났다. 또 다른 실험 그룹은 알코올 금단 증상을 보이는 얼룩말 물고기였다. 가장 좋지 않은 성과를 보인 물고기는 오랫동안 알코올에 노출된 후 보상이 도입되기 전에 알코올을 제거한 물고기였다. 이 물고기는 동기 부여, 운동 기능 장애가 부족했으며, 미로를 잠재적으로 학습하지 못한 것으로 보였다.[14]
5. 3. 잠재 학습과 관련된 뇌 영역
잠재 학습을 담당하는 특정 뇌 영역이 밝혀지지는 않았지만, 내측 측두엽 기억상실증 환자는 표상 처리가 필요한 잠재 학습 과제에 특히 어려움을 겪는다는 사실이 밝혀졌다.[15]생쥐 대상 연구에서는 프리온 단백질이 없을 때 물 미로 잠재 학습 과제에서 잠재 학습 및 기타 기억 기능이 방해된다는 흥미로운 증거가 발견되었다.[16] 펜시클리딘 부족 또한 물 찾기 과제에서 잠재 학습을 손상시키는 것으로 나타났다.[17]
6. 잠재 학습의 응용
잠재 학습 이론은 현실 세계의 다양한 사례에서 응용된다.
참조
[1]
서적
Psychology In Perspective
https://archive.org/[...]
Longman
[2]
웹사이트
Latent Learning {{!}} Introduction to Psychology
https://courses.lume[...]
2019-02-05
[3]
논문
Revisiting Tolman: theories and cognitive maps
http://www.cogcrit.u[...]
2009
[4]
논문
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[5]
간행물
A repetition of the Blodgett experiment on 'latent learning'.
1945-01-01
[6]
간행물
The effects of certain pre-training procedures upon maze performance and their significance for the concept of latent learning.
1946-01-01
[7]
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An experimental analysis of latent learning.
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[8]
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간행물
Latent Learning and Deferred Imitation at 3 Months
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Drugs abused by humans preferentially increase synaptic dopamine concentrations in the mesolimbic system of freely moving rats.
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Prion Protein Is Necessary for Latent Learning and Long-Term Memory Retention
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Phencyclidine impairs latent learning in mice interaction between glutamatergic systems and sigma1 receptors
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https://psycnet.apa.[...]
1929
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논문
Cognitive maps in rats and men
https://psycnet.apa.[...]
1948
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