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인지과학의 주요 연구 성과

by trendbite 2023. 7. 28.

분할 뇌 연구

일반인들에게 가장 널리 알려진 것이 아마도 뇌의 좌우 반구의 기능의 차이에 관한 연구일 것이다. 분할 뇌 연구라고 불리는 이 연구의 시작은 Sperry라는 신경심리학자와 그의 연구진에 의하여 이루어졌다.

최근의 분할 뇌 연구에 의하면, 좌 반구는 생득적이고 고도로 특수한 언어기능(음운, 문법 처리), 논리 기능을 소유했지만, 우 반구는 세상 지식의 활용에 더 초점이 주어진 처리를 하며, 경험에 기초하여 보다 일반적인 목적(비언어적) 처리와 관련된 것 같다.

또한 좌뇌는 시간적 관계성에 강조를 두며 단편적, 분석적으로 처리하며 세부 측면에 강조를 두어 처리하는 반면, 우 반구는 공간적 관계에 특별한 강조가 주어지며 총체적으로 정보 처리한다는 것이 부각되고 있다. 또 좌 반구는 선형적으로 처리하나,

우 반구는 전체 모양 중심으로 처리한다든지, 우 반구는 새로운 것(novelty)의 정보처리에, 좌 반구는 친숙한 정보처리에 더 잘 반응한다든지, 우 반구가 복잡한 정보를 더 잘 통합하며, 언어 처리에 있어서 언어표현의 억양과 운율에 더 민감하고, 맥락적 처리를 더 담당한다는 등은 모두 ‘어떻게’ 처리 하느냐에 서의 차이와 하나의 심리적 과제 수행에서 좌우 반구의 상호작용, 공조의 중요성을 부각한다고 할 수 있다.

물론 이러한 좌우의 차이가 절대적이고 불변적인 것이 아니라, 과제의 성질, 피험자들의 경험, 기존의 전략 등의 여러 변인에 의해 달라질 수 있다.

 

이성과 감정의 분리 불가 연구

동물의 진화 과정에서 동기와 정서를 담당하는 부분의 뇌가 인지를 담당하는 뇌 부분보다 먼저 진화되었으며, 동기와 정서를 담당하는 뇌가 인지 일반을 담당하는 뇌와 밀접하게 연결되어 있다는 견해가 점차 수용되고 있다.

미국의 신경과학자 A. Damsio 교수는 정서가 이성적 처리인 의사결정 과정의 밑바탕에 있음을 주장하는 이론과 실험 결과를 제시하였다.

그는 안와전두엽 피질이 손상된 환자와 정상인을 대상으로 실험하였다. 정서적으로 중립적인 평온한 농가 사진 등과 정서를 유발하는 심하게 다친 사람, 나체, 심한 재난 등의 사진을 보여준 결과, 정상인은 중립적 사진과 정서적 사진에 다르게 반응하였는데, 환자는 중립적 사진과 정서적 사진에 같은 정도의 정서적 흥분(피부 전도 반응)을 보였다.

이 결과는 안와전두엽이 인지와 관련된 정서를 담당하고 있음과 인지적 결정을 할 때 그 밑바탕에 정서가 있어서 핵심적 역할을 함을 시사하는 결과이다.

Damasio 교수에 의하면 판단과 의사결정은 어떤 행위의 결과에 대한 정서적 평가에 의하여 인도된다.
즉 결정과 선택에는 대부분 정서가 개입되게 마련이고, 인간은 충분한 시간을 들여 합리적 결정을 하기보다는 제한된 시간에 빠르게 이득과 비용을 계산하여(대부분 무의식적으로) 과거에 효율적이었다는 행동을 선택하게 된다(이것이 D. Kahneman 교수가 이야기하는 편의 법적, 간편 법적 휴리스틱스 적 사고의 한 예이다).

그러한 결정은 특정 선택 행위와 관련하여 신체적 반응이 나타나는 지표(예: 긴장하여 땀나는가 아니면 몸이 이완되어 있는가 등)를 참고하여 무의식적으로 빠르게 이루어진다는 것이다.

의사결정과 선택이 이러한 신체적 지표 중심으로 이루어진다는 것은, 이성적 판단에 정서적 기억이 필수적이며 밑바탕을 이루고 있음을 시사하는 것이다.

 

시각 정보처리 연구

시각적으로 대상을 인식하는 인지적, 신경적 과정을 연구한 심리학자, 인지과학자들은 아주 중요한 연구 결과들을 내어놓았다. 터미네이터 영화를 보면 터미네이터가 어떤 대상을 추적하려 할 때 터미네이터의 눈은 우리가 보는 것과는 다른 방식으로 대상의 윤곽선 중심의 이미지를 몇 차례 변환시키면 포착한다.

그 영상을 보면서 영화기술자가 아니면 컴퓨터 전문가가 그런 이미지를 도출하여 영상화 하였다고 생각할 수 있겠지만, 그 영화, 그리고 유사한 다른 영화에서 로봇이 대상을 보는 과정을 영상화 한 것은 사실은 젊은 나이로 요절한 인지심리학자인 David Mar라는 인지과학자가 연구해낸 것을 그대로 빌려다 쓴 것에 지나지 않는다.

Mar의 1980년대 초의 책(Mar, 1983)에 이미 터미네이터 시각 이미지의 단계적 변화의 기본 이론과 영상들의 기초가 계산 시각 이론으로 다 제시되어 있다. 터미네이터 영화의 성공의 한 측면이 인지심리학적, 인지과학적 연구 결과에 의존한 것이다.

 

인공지능 및 로보틱스 연구

인공지능은 정보처리적 패러다임 틀 안에서 형성되었기에 인지과학의 한 영역이다. 인공지능은 초기 인지과학자들이 관심을 가졌던 바인, 인간의 문제 해결적 사고를 기계인 컴퓨터에 논리적, 형식적 프로그램으로 구현하는 것을 주 관심사로 삼았다.

이외에도 인간과 같이 서양 장기를 둘 수 있는 체스 프로그램을 만드는 것으로부터 시작하여, 위에서 언급한 것과 같은 시각 대상을 인식하는 기계적 시각 인식 시스템, 말소리와 글자 인식 시스템, 의료 진단 등 각종 전문가 시스템, 워드프로세서 프로그램, 기타 각종 생활 장면 및 교육 장면에서의 지능 프로그램들을 연구하여 내었다,

오늘날의 우리가 누리는 많은 디지털 응용 소프트웨어는 인공지능과 인지과학의 생각들이 엮어져서 이루어진 것이다.

최근에는 로봇의 발전과 더불어 로보틱스, 인공지능, 인지과학적 생각 등이 연결된 영역들이 많이 연구되고 응용시스템이 만들어지고 있다. 인간처럼 대상을 지각하며, 반응하고, 언어를 이해하고 사고하는, 그리고 새로운 지식을 만들어가는 그러한 로봇이 인지 로보틱스(Cognitive Robotics)라는 주제와 연결되어 연구되고 있다.