심리학과, 상담학과, 임상심리사 2급, 정신보건 등 인지심리학 요점 요약 34. 병렬처리:연결주의 모델

34. 병렬처리:연결주의 모델

 

1) 컴퓨터 기반 정보처리이론
▶ 컴퓨터처럼 인간도 정보를 한 번에 하나씩 계열적으로 처리한다고 봄
- 인간 인지의 일부는 계열처리로 설명이 가능, 그러나 생물심리학 분야 연구들은 인간 인지 일부가 
병렬처리도 포함하고 있다는 것을 보여줌 (병렬처리 : 여러 조작이 동시에 일어나는 것)
- 인간의 두뇌는 많은 조작과 여러 곳에서 오는 정보를 동시에 병렬적으로 처리할 수 있는
것처럼 보이기 때문에 지식 표상의 모델들은 인간 인지에서 병렬처리 중요성을 강조하고
있음
⋅병렬처리에 대한 관심의 결과로 일부 컴퓨터는 병렬처리를 시뮬레이트 할 수 있게
만들어졌는데 그 예가 서로 연결된 컴퓨터 프로세서로 이뤄진 소위 신경망 이라는 것임

2) PDP(Parallel distributed Processing,병렬 분산처리)모델
▶ 연결주의 모델 = 병렬처리모델=
- 병렬분산처리에는 마디에 특정정보를 담고 있지 않음
- 우리가 정보를 효율적으로 처리하는 것은 두뇌의 수없이 많은 장소에 분산된 망을 통해
많은 수의 인지조작을 동시에 할 수 있기 때문임
- 컴퓨터는 나노 (1초의 100만분의 1초) 안의 자극에 반응할 수 있지만 개개 신경세포는 
자극에 반응해서 발화하는데 3ms(1초의 1000분의 1가 걸리므로 인간 두뇌의 계열처리는 
그것이 다루고 있는 정보의 양을 소화하기에는 너무 늦음
- 예 : 복잡한 시각자극을  30ms안에 인식할 수 있는데 우리가 그 자극을 계열적으로
처리한다면 단지 수백 개 뉴런만 반응할 시간임. 그러나 모델에 따르면 병렬처리
분산이 인간의 정보처리의 속도와 정확성을 더 잘 설명함
▶ 병렬처리가 일어나는 심적구조
- 병렬처리가 일어나는 심적구조는 망 인데 이것은 서술지식의 의미망 과 관련있음
- 연결주의 망에서는 모든 형태의 지식이 망 구조로 표상되어 있음 망의 기본 단위 마디
- 각 마디는 다른 많은 마디와 연결 가능. 상호연결된 마디들은 다양한 마디 사이의 연결에 저장된 
지식을 의미있는 방식으로 조직하도록 함 → 많은 망 모델에서 각 마디는 개념을 표상함
-  그러나, PDP모델에서는 망이 신경세포와 같은 단위로 이뤄졌는데 이는 그 자체로 개념이나 
명제 또는 다른 어떠한 정보도 표상 X →∴ 특정한 단위가 아닌 연결의 패턴이 지식을 표상함
 언어 사용에서도 적용 가능함
- 한 단어의 각 철자 또는 소리 는 상대적으로 정보가 적지만 철자 또는 소리 의 패턴은 정보가 매우 큼
- 비슷하게 단일 단위는 전혀 정보X, 단위들 간 상호연결 패턴은 정보O

 

 연결과 패턴

- 6개 단위 (점들) 가 점들 간 연결로 6개보다 훨씬 많은 수의 패턴을 만들어내는 것을 잘 보여줌 
- 각 개개 단위는 상대적으로 정보가 적지만 그 단위들이 여러 다양한 패턴으로
연결되면 각 패턴은 이 그림처럼 많은 정보를 갖게 됨
- 각 철자는 상대적으로 정보가 적지만 철자 간 패턴은 정보가가 높음 (단지 3개 철자만
가지고도 DAB, FEB 그 이외 패턴들처럼 다른 많은 수의 패턴을 만들어낼 수 있음
▶ PDP모델
- 두뇌에 기초한 모델과 컴퓨터에 기초한 모델이 또 어떻게 다른지를 보여줌
- 다른 종류의 인지처리는 컴퓨터 중앙처리기의 다른 지시로 나타나는 게 아니라 다른,
활성화패턴으로 나타날 수 있음
- 한 시점에서 두뇌의 한 신경세포는 비활성화 상태이거나 흥분되었거나 억제될 수 있음
- 비활성화상태의 신경세포는 흥분 역치 이상의 자극을 받지 않은 것으로 시냅스 신경세포
간의 틈 에 어떠한 신경전달물질도 방출하지 않는다) .
- 흥분성 신경세포는 시냅스에 있는 수용성 신경세포를 자극하는 신경전달물질을
방출함으로써 수용성 신경세포가 흥분역치에 이를 수 있는 가능성을 높여준다.
- 억제성 신경세포는 수용성 신경세포를 억제하는 신경전달물질을 방출함으로써 수용성
신경세포가 흥분 역치에 도달할 가능성을 줄인다.
▶ 개개 단위는 비활성화된 상태로 있거나 다른 단위에 흥분성 또는 억제성 신호를 보낼 수 있음
- 그러나 이것이 PDP모델이 지식표상을 위해 특정한 신경경로를 실제로 나타냄을 의미하는 것은
아님 (PDP모델들은 인지 현상을 이해하기 위해 뇌의 생리적 과정을 은유로 사용하는 것일 뿐)
▶ PDP모델에 의하면 단위 간 연결은 그 연결이 현재 비활성화된 상태여도 다양한 정도의
흥분 또는 억제 전위를 가질 수 있음
▶ 어떤 특정한 연결이 더 자주 활성화될수록 그 연결은 흥분성이든 억제성이든 더 강해짐

▶ 우리가 어떤 지식을 사용할 때마다 그 표상은 바뀜
- 지식 표상은 최종산물이 아닌 과정 잠재적인 과정 인 것임
▶ 무엇이 저장되어 있는지는 특정한 연결패턴으로 나타나는 게 아님
▶ 이것은 잠재적인 흥분성 또는 억제성 연결 강도의 패턴으로 나타나는데 마음 (뇌) 은 자극을
받으면 주어진 패턴을 다시 만들기 위해 이것을 사용하게 됨
▶ 우리가 새로운 정보를 받으면 그 정보로 인한 활성화는 단위 간 연결을 강화하거나 약화함
▶ 추론이나 일반화를 통해 거의 무한대로 다양하게 새로운 정보를 만들 수 있음
- 무한대로 지식표상과 조작이 가능하다는 뜻
- 이런 무한대적 다양성은 컴퓨터와 다르게 인간이 불완전하거나 왜곡된 정보를 다룰 수 있음을 의미함
- 컴퓨터는 왜곡되거나 불안전한 정보는 손상된 것으로 건주됨
▶ PDP 모델에 의하면 인간의 마음은 융통성이 있으며 어떤 패턴을 활성화시키기 위해 그
패턴의 모든 측면이 정확하게 들어맞아야 할 필요는 없음
- 어떤 특정한 패턴의 다른 패턴의 것이 아닌 독특한 특성이 기술문에 있는 속성들로
충분히 활성화된다면 정보가 손상되어도 바른 패턴이 재구성될 수 있음 또한 이러한.
인지적 융통성은 새로운 정보를 학습하는 우리 능력을 증가시킴
 PDP 모델의 장점 및 문제점

장점

문제점

 정보가 부분적이거나 퇴화된 경우에도 융통성있고 역동적으로 빠르게 그리고 상대적으로 정확하게 반응할 수 있음  지각 추론 읽기 언어이해, 점화 등 보 구체적인 인지과정을 설명하기 위해 이 모델을 사용할 수도 있음

 PDP 모델은 망 내의 연결패턴을 점진적으로 강화시켜서 지식을 저장함으로써 점진적으로 학습된다고 하는데 지각과 기억 이 모델의 많은 측면이 잘 정의되어 있지 않으며 사람들이 어떻게 한 사건을 기억하는지 설명해주지 못함 → 즉 기억할만한 사건 졸업식 결혼식 에 대해 알고 있는 것을 표상하기 위해 상호 연결된 패턴을 갑자기 어떻게 새로 구성하겠는가?  우리가 가지고 있는 정보와 모순되는 정보를 제시받았을 때 기존의 연결패턴을 어떻게 빨리 되돌리는지를 만족스럽게 설명하지 못함 예 우리가 식물의 일부분을 과일이라고 분류하는 기준이 씨와: 과육 껍질을 가지고 있어야 하고 그것이 식물의 다른 부분보다 더, 단지의 여부는 중요하지 않다고 가정해보자 식물의 부분에 대한. 여러사진을 보고 그것을 과일 과일이 아닌 것으로 분류과제를 할 때 토마토와 호박을 사과와 같은 과일로 분류를 할 것임 (그 전엔 과일로 생각하지 않았음에도 불구하고)

▶ 연결주의 시스템 단점 극복하고자 하는 시도
- 뇌에 두 개의 학습 시스템이 있다고 제안함
⋅시스템1 :  변화에 저항하고 상대적으로 영구적인 연결주의 모델에 해당함
⋅시스템2 : 새로운 정보를 빨리 습득하고 짧은 시간 동안만 정보를 보유하며 연결주의 
시스템에 있는 정보와 새로운 정보를 통합하는 일을 담당함