인지심리학 1강. 보는 것은 받아들이는 것이 아닙니다
눈은 카메라가 아닙니다. 망막의 흐릿한 얼룩에서 세계를 되살리는 것은 뇌의 추측입니다.
풀고 시작
망막에는 세계가 없습니다
지금 눈앞의 컵을 봅니다. 너무 당연해서 문제로 느껴지지도 않죠. 그런데 물리적으로 벌어진 일은 초라합니다. 3차원 세계가 2차원 망막에 납작하게 눌려 붙었고, 색은 파장의 혼합으로 뭉개졌으며, 시야 한복판에서 조금 비껴난 자리에는 시신경이 빠져나가느라 생긴 맹점까지 뚫려 있습니다. 같은 망막상을 만들어 낼 수 있는 바깥 세계는 무한히 많습니다. 이것을 역투사 문제(inverse projection problem)라고 부릅니다.
헬름홀츠의 답은 대담했습니다. 뇌는 부족한 자료에 세계에 대한 가정을 얹어 가장 그럴듯한 해답을 고른다는 것이죠. 빛은 대체로 위에서 온다, 물체는 대체로 단단하다, 표면은 대체로 균일하다 같은 가정입니다. 지각은 수동적 수신이 아니라 능동적 가설 선택입니다. 우리가 보는 것은 세계 자체가 아니라 뇌가 채택한 최선의 설명인 셈입니다.
게슈탈트: 뇌가 미리 정해 둔 묶음 규칙
베르트하이머는 두 불빛을 번갈아 켜는 장치를 들여다보다가 이상한 것을 봅니다. 불빛 두 개가 아니라 하나가 움직이는 것으로 보였죠. 실제 운동은 어디에도 없는데 운동이 지각된 것입니다. 그가 1912년에 보고한 이 파이 현상에서 게슈탈트 심리학이 출발합니다.
게슈탈트 학파가 정리한 조직화 원리는 지금도 살아 있습니다. 가까운 것끼리 묶이고(근접), 닮은 것끼리 묶이며(유사), 끊긴 윤곽은 메워지고(폐쇄), 함께 움직이면 한 덩어리가 됩니다(공통 운명). 카니자 삼각형에서 우리는 그려진 적 없는 흰 삼각형의 모서리를 또렷이 봅니다.
다만 정직하게 덧붙일 것이 있습니다. 이 기술적 규칙들은 잘 살아남았지만, 게슈탈트 학파가 내놓았던 설명, 즉 뇌 안의 전기장이 형태를 만든다는 가설은 폐기되었습니다. 현상 기술과 그 설명은 운명이 다를 수 있습니다.
착시는 오작동이 아니라 영수증입니다
에이델슨의 체커 그림자 그림에서 두 칸은 물리적으로 완전히 같은 회색인데도 하나는 밝게, 하나는 어둡게 보입니다. 손가락으로 주변을 가리고 보면 그제야 같아집니다. 이때 흔한 반응은 "내 눈이 속았다"입니다. 그런데 뒤집어 보면 이렇습니다. 뇌는 망막에 도착한 밝기가 아니라 표면의 반사율을 알아내려 애쓰고 있습니다. 그림자 속이라는 판단이 서면 어두운 값을 보정해 올리는 것이 생태적으로 옳은 계산이죠. 착시는 고장 난 지점이 아니라, 평소 잘 작동하던 규칙이 인공적인 자극 앞에서 노출된 영수증입니다.
2015년 인터넷을 뒤집어 놓은 드레스 사진도 같은 구조입니다. 사진의 조명이 애매하니 관찰자마다 다른 조명 가정을 채택했고, 그 결과 같은 픽셀에서 다른 색을 본 것입니다.
맥락이 신호를 다시 씁니다
맥락 효과는 시각에만 있는 손님이 아닙니다. 손글씨로 쓴 애매한 획 하나가 앞뒤 글자에 따라 어떤 자리에서는 A로, 어떤 자리에서는 H로 읽히는 경험을 다들 해 보셨을 겁니다. 같은 잉크 자국인데 읽히는 글자가 달라지는 것이죠. 청각에서는 이 현상이 더 극적으로 나타납니다. 워런(1970)은 문장 속 한 단어에서 음소 하나를 지우고 그 자리에 기침 소리를 덮어씌웠습니다. 청자들은 지워진 소리를 또렷이 들었다고 보고했고, 심지어 어디가 지워졌는지 짚지 못했습니다. 게다가 어떤 소리로 복원되는지는 문장 뒷부분에 따라 달라졌습니다. 뒤에 오는 정보가 앞선 지각을 바꾼 것이죠. 지각은 자극에서 위로만 흐르지 않고, 지식에서 아래로도 흐릅니다.
예측 처리: 뇌가 먼저 말하고 감각이 정정합니다
최근 이론은 헬름홀츠를 계산 언어로 되살립니다. 예측 처리(predictive processing)에 따르면 뇌는 끊임없이 다음 감각 입력을 예측하고, 실제와 어긋난 몫인 예측 오차만 위로 올려 보냅니다. 지각은 예측이 오차를 흡수해 안정된 상태이고, 학습은 예측 모형을 고치는 일입니다. 이 틀은 착시, 맥락 효과, 주의를 한 어휘로 묶는다는 점에서 매력적입니다.
이 관점에서 보면 방금 본 사례들이 한 줄로 꿰입니다. 그림자 속 회색 칸은 조명에 대한 예측이 감각 값을 눌러 이긴 경우이고, 사라진 음소는 문장 모형이 만든 예측이 빈자리를 메운 경우입니다.
동시에 비판도 분명합니다. 워낙 유연해서 거의 모든 결과를 사후에 설명할 수 있고, 그래서 무엇이 관찰되면 이 이론이 틀리는지 말하기 어렵다는 지적이죠. 유력한 연구 프로그램이지만 결론 난 정설은 아닙니다. 다음 강에서 다룰 주의는 이 틀에서 예측 오차에 실리는 가중치로 재해석됩니다.
인출 문제
생각해볼 질문 (정답 없음)
지각이 뇌의 추론이라면, 서로 다른 두 사람이 같은 장면에서 다른 것을 보았을 때 누가 옳은지는 무엇으로 가릴 수 있을까요?
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