고전적 조건형성(파블로프의 개실험)

고전적 조건형성

고전적 조건형성을 대표하는 실험은 파블로프에게 실험이다. 행동주의 심리학의 이론으로 특정 반응을 끌어내지 못하던 자극이 그 반응을 무조건 끌어내는 자극과 반복적으로 연합되면서 그 반응을 유발하게끔 하는 과정을 말한다.

무조건반응 : 생체가 본래 가지고 있는 반응 / 예시) 개가 침을 흘린다.
무조건자극 : 무조건 반응을 일으키는 자극 / 예시) 개에게 주는 음식
중성 자극 : 무조건 반응을 일으키지 않는 자극 / 예시) 종소리를 들려준다(학습 전)
비 상관반응 : 중성 자극에 의해 일어나는 반응 / 예시) 개가 귀를 기울인다.

중성 자극 직후에 무조건 자극을 주는 것을 반복중성 자극만으로 무조건 반응이 일어나게 되며 이러한 반응을 고전적 조건형성이라고 한다.


조건자극 : 고전적 조건형성에 따른 자극
조건반응 : 고전적 조건형성에 따른 반응

고전적 조건형성이 학습된 개에게 소리를 들려주는 것은 조건자극이며, 이 소리에 반응하여 침을 분비하는 것을 조건반응이라고 한다.

실험설계는 다음과 같다. 파블로프는 개를 실험 대상으로 삼아 실험을 진행하였다. 그는 개에게 음식을 제시하여 자연스럽게 타액 분비 반응을 유도하는 것으로 실험을 시작하였다. 파블로프는 음식을 제시하기 전에 종소리와 같은 중립적 자극을 도입하였다. 처음에는 종소리가 개에게 타액 분비 반응을 끌어내지 못하였다. 그러나 파블로프는 종소리(중립 자극)와 생물학적 유의미한 자극(음식)을 짝지어 여러 번 반복하였다. 시간이 지남에 따라 그는 개들이 종소리를 식사가 곧 임박했다는 것과 연관시키기 위해 시작했다는 것을 알아냈고, 먹이가 없는 상황에서도 종소리만으로 개들이 침을 분비하기 위해 시작하였다. 조건 자극이 된 종소리에 대해 새롭게 형성된 반응을 조건반응 또는 조건반사라고 한다.

사람은 원래 갑작스러운 소리에 놀라는 반응을 한다. 여기서 큰 소리는 무조건 자극이 되고 반응은 무조건 반응이 되는 것이다. 

소거는 조건 형성이 풀어져 조건자극이 다시 중성 자극으로 돌아가는 것을 말한다. 즉 조건자극과 함께 무조건자극을 계속해서 제공하는 수반성을 제거한다면 조건반응은 잘 형성되지 않게 된다. 따라서 수반성은 일관성과 관계가 있다. 그러나 소거가 되었다고 해서 조건반응 자체가 소멸하였다는 것은 아니다. 만약 소거가 일어난 파블로프의 개에게 종소리를 갑자기 들려주면 침을 흘린다. 이런 과정을 자발적 회복이라고 한다. 이 자발적 회복은 학습의 영속성을 뒷받침하는 근거가 되기도 한다. 우리가 배운 내용을 잊어버렸다고 해서 두뇌에서 아예 지워지는 것이 아니라 어떤 계기에 의해 문득 떠오르기도 하는 것에 경험하는 것과 같다. 또, 소거가 발생한 파블로프의 개에게 다시 종소리와 함께 음식을 제공한다면 종소리는 중성 자극에서 조건자극으로 다시 회복되며 종소리와 음식의 연결은 더욱 단단해지게 될 수도 있다. 한편 수반성을 시간간격의 횟수에서 일관성이 없는 경우에서도 약화할 수 있지만 여러 자극의 강도 차에서도 수반성을 약화할 수 있는 확률적 관계가 있는 것으로 알려져 있다. 

자발적회복은 음식물과 연결하지 않고 다시 종소리만 반복적으로 개에게 들려주었을 때 소거되었던 종소리에 침을 흘리는 반응이 재훈련 없이 다시 나타나는 반응을 조건반응의 자발적회복이라 한다. 반응의 강도는 전의 절반 정도밖에 되지 않으나 자발적 회복은 학습이란 영원히 소멸하는 것이 아님을 시사해 주고 있다. 

자극일반화는 자라 보고 놀란 가슴, 솥뚜껑 보고 놀란다는 속담을 예로 들 수 있다. 즉 조건자극과 유사한 다른 자극에 동일한 조건반응이 나타나는 것을 말한다. 

변별이란 자극을 구분해 반응하는 것을 말한다. 자극일반화는 자극 변별에 실패한 상태라고 볼 수 있다.

고전적 조건형성 이론을 창시한 이반 파블로프는 러시아의 생리학자이다. 상트페테르부르크 대학교에서 화학과 생리학을 전공하였고, 제국의학원에서 의사 면허증을 취득하여 생리학 교수로 재직하였으며, 1904년 노벨 생리학·의학상을 수상하였다. 
1902년 타액이 입 밖으로 흘러나오도록 수술한 개로 개의 침샘을 연구하던 중, 사육사의 발소리를 듣고 개가 침을 흘리고 있던 것을 발견하였고, 이를 계기로 고전적 조건화 실험을 실시하였다. 개를 실험에 이용해 동물 학대 비평을 받기도 하였다. 파블로프는 조건반사를 통해 대뇌피질에서 소화와 생리적 작용이 발생함을 연구하였다. 개가 음식을 보고 침을 흘리는 것이 당시 심리학에서는 개 입장에서 생각하는 내성법으로 보아 이 연구가 이루어졌다면, 파블로프는 이것이 무조건 반사 내지는 생득 반에서이고, 개는 음식에 메트로놈 소리만 들려주어도 타액을 분비하는 것을 발견하였다. 

파블로프의 개 실험은 심리학 분야에 깊은 영향을 미쳤다. 이 실험을 통해 조건반사를 발견할 수 있었고 러시아 심리학의 기초를 수립하였다. 이 실험은 인간의 학습과 행동을 이해할 수 있는 토대를 마련하였다. 공포, 중독, 감정반응 등 인간 심리의 다양한 측면에 적용될 수 있는 의미를 가지고 있다. 이 실험은 행동을 형성하는 데 환경 자극의 역할을 강조하고 있으며, 학습의 기억 메커니즘에 대한 추가 연구의 길을 시작할 수 있는 계기가 되었다. 실험은 연관학습의 기초가 되는 생리학 및 신경 과정을 연구하는 모델을 제공하여 자극-반응 연관성 및 조건부 반응의 형성 및 소멸과 같은 이론의 개발로 이어졌다.
파블로프의 개 실험은 동물의 행동에 대해 이해할 수 있는 근거가 되었으며, 인간의 학습과 행동에 대한 연구의 기초가 되었다. 고전적 조건화에 대한 실험 결과는 심리학, 신경 과학 및 행동 과학에 광범위한 영향을 미쳤으며 연상학습, 감정 반응 및 다양한 심리 장애에 대한 우리의 이해에 영향을 미쳤다.