주의와 수행

 

인지 심리학과 그 응용 : John R. Anderson 저서, 이영애 옮김, 이화여자대학교출판부, 2000  (원서 :  Cognitive Psychology and Its Implication (4th ed), 1995), Page 87~115

 

1. 청각 주의

     (1) 여과 이론

     (2) 희석 이론과 후기 선택 이론

2. 시각 주의

     (1) 조명 은유

     (2) 시감각 기억

     (3) 패턴 재인과 주의

     (4) 시야 무시

3. 자동성

     (1) 자동성과 시각 검색

     (2) 주의와 패턴 재인

     (3) 스트룹 효과

4. 이중 과제 수행

     (1) 이중 자극 주기 연구

     (2) 중다 자원 이론

5. 결론

6. 일러두기와 읽을 거리 

 

인간의 정보 처리 체계는 한정된 자원을 가진다. 이 한계를 나타내는 진부한 말들이 수없이 많다 :

인지 과정을 다루는 이 교재의 많은 부분이 인간의 인지 자원이 한정되었을 경우 그것을 어떻게 최대한 활용하는지에 초점을 둔다. 기본적으로, 사람들은 덜 중요한 것을 희생해 가면서 더 중요한 것을 처리한다. 주의 (attention) 는 이렇게 자원을 할당하는 데 자주 쓰인다. 인간의 주의에 관한 많은 연구의 핵심이 지각 처리를 위한 자원 할당이며, 이것이 이 장의 논의에서 주요 초점이다. 반응 체계에서의 주의 할당도 논의된다. 다른 장들은 지각과 반응 생성보다는 더 핵심적 인지 과정을 포함하는 다른 차원의 자원 할당을 논의한다. 그러나, 이 장에서는 모든 유형의 자원에 걸쳐 주의 일반에 관한 쟁점들을 논의한다.

1. 청각주의

인간의 주의에 관한 여러 연구와 이론은 다른 사람의 말을 이해할 때 관여된 주의 과정을 다루어 왔다. 이 연구는 양분 청취 과제 (dichotic listening task) 를 중심으로 이루어졌다. 양분 청취 실험에서는 보통 그림 1 처럼 피험자가 헤드폰을 착용한다. 피험자는 양쪽 귀로 동시에 들려오는 각기 다른 메시지를 듣고, 그 중 한 메시지를 따라 말하도록 (검영, shadowing) 지시를 받는다. 피험자는 한 메시지에만 주의를 주고 다른 메시지는 무시한다.

심리학자들 (예 : Cherry, 1953 ; Moray, 1959) 은 검영 과제에서 주의를 주지 않은 메시지는 거의 처리되고 있지 않음을 발견하였다. 피험자들이 구분할 수 있었던 것은 메시지가 사람의 음성인지 소음인지, 사람의 음성인 경우 그것이 남자 목소리인지 여자 목소리인지, 그리고 말하는 사람의 성별이 바뀌었는지뿐이었다. 그러나, 이렇게 한정된 정보가 그들이 보고할 수 있는 전부였다. 그들은 메시지가 어느 언어로 제시되었는지 또는 같은 단어가 반복되었을 경우 어느 단어가 반복되었는지조차 보고할 수 없었다. 이 과제의 수행은 한 사람의 말에만 주의를 주고 다른 것들은 무시하는 칵테일 파티 상황에 자주 비유된다.

(1) 여과 이론

브로드벤트 (Broadbent, 1958) 는 이 결과를 설명하기 위하여 여과 이론 (filter theory) 을 제안하였다. 이 이론의 기본 가정은 감각 정보는 어떤 병목에 도달하기까지 그 감각에 해당하는 신경계를 거친다는 것이다. 이 병목 지점에서 사람은 몇몇 물리적 특징에 기초해서 처리할 메시지를 택한다. 불필요한 다른 정보는 여과된다고 본다. 양분 청취 과제에서 양쪽 귀에 메시지가 도달하지만 어떤 지점에서 피험자는 한쪽 귀만을 선택한다. 칵테일 파티에서는 말하는 사람의 음의 고저와 같은 물리적 특성이 목소리 선택의 기초가 된다.

브로드베트의 여과 모형에서 결정적 내용은 귀 또는 음의 고저와 같은 물리적 특징을 기초로 처리할 메시지를 선택한다는 제안이다. 이것은 신경 생리적 의미가 상당히 깊다. 두 귀로 들어오는 메시지는 서로 다른 신경에서 온다. 신경마다 양쪽 귀로부터 상이한 빈도의 정보를 받는다. 어떤 의미에서, 뇌는 주의를 줄 어떤 신경을 선택하고 있는 셈이다. 동물들이 청자극에 주의를 줄 때만 활성화되는 세포들이 청각 피질에 있다 (Hubel, Henson, Rubert, & Galambos, 1959). 이 세포들이 '주의를 주고 있는' 세포들이라고 볼 수 있다.

그러나 일찍이 이 이론에서 문제가 있음이 밝혀졌는데, 때로는 처리해야 할 메시지의 선택이 물리적 특징보다는 의미를 기초로 이루어진다는 점이다. 예를 들면, 칵테일 파티에서 어떤 대화에 주의를 기울이고 있지만 다른 대화에서 자기 이름이 언급되면 갑자기 주의를 그 쪽으로 돌리게 된다. 몇몇 실험에서 피험자들이 의미를 기초로 주의를 줄 메시지를 선택함을 보여 준다.옥스퍼드 대학생들인 그레이와 웨더번 (Gray & Wedderburn, 1960) 은 피험자들이 양쪽 귀를 번갈아 가면서 하나의 메시지를 성공적으로 따라감을 보여 주었다. 그림 2 는 이 실험에 참여했던 피험자들의 과제를 보여 준다. 피험자들이 검영하기로 했던 의미 있는 메시지의 일부가 개들이 벼룩들을 긁는다라고 가정해 보자. 한쪽 귀로 들어오는 메시지는 개들 여섯 벼룩들이었고, 다른 귀로 들어오는 메시지는 여덟 긁다 둘이었다. 의미 있는 전달문을 검영하라고 지시를 받았으므로, 피험자들은 개들이 벼룩들을 긁는다라고 보고했다. 이와같이, 피험자들은 한 쪽 귀에 들어오는 정보에 주의를 기울이기보다는 의미를 기초로 메시지를 검영할 수 있었다.

트리스먼 (Treisman, 1960) 은 피험자들이 한 귀의 메시지를 검영했던 상황 (그림 3) 을 검토하였다. 검영할 귀의 메시지는 어떤 시점까지는 의미있는 것이었지만, 그 다음부터는 단어들의 무선적 나열로 바뀌었다. 동시에, 의미 있는 메시지는 피험자가 주의를 주지 않았던 다른 쪽 귀에 제시되었다. 어떤 피험자들은 지시를 어기고 귀를 바꾸어서 의미있는 메시지를 계속 검영하였다. 다른 피험자들은 검영할 귀를 지시대로 따랐다. 이처럼 사람들은 어떤 메시지를 따를 것인지 선택하기 위하여 때로는 물리적 귀를 사용하고 때로는 의미를 선택한다.

브로드벤트의 여과 모형은 처리할 메시지를 선택하기 위하여 사람들이 물리적 세부 특징을 사용한다고 제안한다. 그러나, 피험자들이 의미도 선택할 수 있음이 밝혀졌다.

(2) 희석 이론과 후기 선택 이론

이 결과를 다루기 위하여, 트리스먼 (Treisman, 1964) 은 브로드벤트의 모형을 수정하여 희석 이론 (attenuation theory) 을 제안하였다. 이 모형은 어떤 메시지가 희석되지만 물리적 특성을 기초로 여과되지는 않는다고 가정하였다. 따라서 양분 청취 과제에서 피험자들은 주의를 주지 않은 귀에 들리는 신호를 약화시키지만 제거하지는 않는다. 의미 선택 기준은 메시지가 약화되든 되지 않든 모든 메시지에 적용된다. 만일 메시지가 희석되면, 이 선택 기준을 적용하기가 더 어렵지만 그레이와 웨더번 실험처럼 여전히 가능하다. 트리스먼 (저자와의 대화) 은 1960 년 실험에서 거의 모든 피험자들이 정해진 귀를 계속 검영하였음을 강조하였다. 희석되지 않은 메시지를 따르기가 희석된 메시지로 주의를 바꾸기 위해 의미 기준을 적용하기보다 더 쉬웠다.

다른 설명은 도이치와 도이치 (Deutsch & Deutsch, 1963) 의 후기 선택 이론 (late selection theory) 에서 제공되었다. 그들은 모든 정보가 희석되지 않고 완전히 처리된다고 제안하였다. 지각 체계에 용량의 한계가 있기보다는, 반응 체계에 용량의 한계가 있다는 것이 그들의 입장이다. 사람들은 여러 메시지를 지각할 수 있지만 한 번에 한 메시지만을 검영할 수 있다. 따라서, 피험자들이 검영할 메시지를 선택할 어떤 근거가 필요하다. 만일 피험자들이 그 근거로 의미를 사용하면 (지시에 맞게 또는 다르게) 그들은 메시지를 따르기 위해 귀를 바꾸게 된다. 만일 피험자들이 주의를 주기로 결정한 근거가 귀라면, 그들은 적절한 귀를 검영할 것이다.

이 두 이론 간의 차이가 그림 4 에 나와 있다 (Treisman & Geffen, 1967). 두 이론 모두 처리 과정에서 어떤 여과기 또는 병목이 있음을 가정한다. 트리스먼의 이론은 부분적으로 여과기가 어떤 메시지에 주의를 줄 것인지에 관여한다고 가정하지만, 도이치와 도이치의 이론은 여과기가 지각 자극이 언어로 분석된 후에 작용한다고 가정한다. 트리스먼과 게펜 (Treisman & Geffen, 1967) 은 이 두 이론의 차이를 밝히려 하였다. 그들은 양분 청취 과제를 사용하였으며, 피험자들은 표적 단어를 찾기 위하여 한 메시지뿐만 아니라 두 메시지를 모두 검영해야 했다. 그들은 표적 단어를 들으면, 책상을 가볍게 두드려야 했다. 후기 선택 이론에 따르면, 양쪽 귀로 메시지를 처리하므로 피험자들은 어느 귀든 관계없이 핵심 단어를 똑같이 잘 탐지할 수 있어야 한다. 대조적으로, 희석 이론은 검영하지 않은 귀의 정보는 희석되므로 탐지가 잘 안 된다고 예언한다. 사실상 피험자들은 검영하는 귀로는 표적 단어의 87 퍼센트를, 그리고 검영하지 않은 귀로는 8 퍼센트만을 탐지하였다. 다른 증거 역시 희석 이론과 잘 일치한다고 트리스먼과 라일리 (Treisman & Riley, 1969), 그리고 존스턴과 하인츠 (Johnston & Heinz, 1978) 는 보고한다.

주의를 주지 않은 청각 정보가 주의를 준 청각 정보만큼 잘 처리되지는 않지만, 잠시 저장됨을 보여 주는 실험이 있다. 글룩스버그와 코완 (Glucksberg & Cowan, 1970) 은 피험자들에게 두 종류의 메시지를 양쪽 귀에 들려 주었다. 그들은 피험자들에게 한쪽 귀에 들려오는 메시지를 검영하게 하였다. 이따금 실험자는 검영하지 않는 귀에 숫자를 들려준 후, 피험자에게 검영을 중단시키고 숫자를 들었는지를 물었다. 이것은 피험자들이 주의를 주지 않은 귀에 제시된 표적 항목을 회상하라고 명백한 단서를 받은 것 이외에는 트리스먼과 게펜의 선택 실험과 같았다. 피험자들에게 숫자를 제시한 후 곧 질문을 하면 그들은 비교적 정확하게 맞추었다. 즉각적으로 질문을 받으면 시행의 25 퍼센트 이상에서, 그렇지 못하면 단지 5 퍼센트에서만 숫자를 회상할 수 있었다. 이 수행은 처음 2 초 동안 크게 떨어졌으며 5 초가 지나도 더 이상 떨어지지는 않았다. 따라서, 연구자들은 주의를 주지 않은 메시지의 정보는 매우 짧은 기간 가용되지만 5 초가 지나면 없어진다는 결론을 내렸다. 그러나 주의를 주지 않은 채널의 정보가 탐지되는 질은 주의를 준 채널보다 결코 좋지 않았다. 요약하면, 희석된 형태로 주의를 주지 않은 귀에 도달한 정보는 처리되지 않으면 영원히 없어진다고 결론을 내리는 것이 합리적이다. 나이서 (Neisser, 1967) 는 처리되지 않은 청각 정보를 반향 기억 (echoic memory) 이라고 불렀다.

트리스먼은 어떤 메시지의 물리적 특성을 희석시키면 이 희석된 메시지가 처리는 되지만, 그 과정에 어려움이 있음을 제안하였다.

2. 시각 주의

정보 처리가 한정된 용량의 영향을 받는다는 점은 청각보다 시각에서 더 분명하다. 우리가 세상을 볼 때 시야의 일정한 부분만이 눈에 들어온다. 어느 한 곳을 바라볼 경우, 다른 정보는 여과시키고 눈에 들어오는 정보에만 주의를 주는 셈이다. 더욱이, 앞 장에서 보았듯이, 망막은 중심와 (fovea) 라는 매우 작은 부위에서 해상력을 가지면서 그 해상도는 망막의 위치에 따라 변한다. 어느 한 지점에 눈을 고정시킬 때, 그 지점이 중심와에 떨어지도록 눈을 조정한다. 이렇게 눈을 어디에 고정시킬지를 선택할 때, 시야의 어느 부분에 최대한의 시각 처리 자원을 부과할지를 선택하며 시야의 다른 부분의 처리에 주어지는 자원을 '약화' 시킨다.

그러나, 시각 주의의 초점이 중심와 영역과 항상 일치하지는 않는다. 피험자들은 시야의 어느 한 부분 (중심와 영역에 떨어지도록) 에 초점은 맞추되 주의는 시야의 비중심와 영역에 주도록 지시를 받을 수 있다. 한 실험에서 포스너 등 (Posner, Nissen, & Ogden, 1978) 은 피험자들에게 한 지점을 응시하게 하고 그 지점의 왼쪽 또는 오른쪽 7 도 영역에 자극을 제시하였다. 어떤 시행에서는 자극이 어느 쪽에 나타날지를 경고했지만, 그런 경고가 없었던 시행도 있었다. 경고가 있었을 때는 시행의 80 퍼센트가 정확했으나 예상하지 않았던 쪽에 나타난 자극에 대하여는 시행의 20 퍼센트만 정확했다. 이 결과는 안구 운동 (eye movement) 을 추적하여 피험자의 눈이 응시점에 머물렀던 시행만을 포함시킨 것이다. 그림 5 는 자극이 예상한 지점에 나타났을 때 (80 퍼센트), 단서가 주어지지 않았을 때 (50 퍼센트), 또는 자극이 예상하지 않았던 지점에 나타났을 때 (20 퍼센트) 자극을 판단하는데 걸린 시간을 보여 준다. 피험자들은 자극이 예상한 지점에 나타나면 응시점으로부터 주의를 더 빨리 이동할 수 있었으나 자극이 예상하지 못했던 지점에 나타나면 주의의 이동이 더 느렸다.

포스너 등 (Posner, Snyder, & Davidson, 1980) 은 피험자들이 24 도 되는 지점까지 주의를 줄 수 있음을 발견하였다. 이와 같은 실험에서, 시각적 주의는 안구 운동이 없이도 이동되지만, 피험자들은 보통 중심와가 그들이 주의를 주고 있는 시각장을 처리하도록 눈을 이동한다. 포스너 (Posner, 1988) 는 안구 운동을 성공적으로 제어하려면 중심와 바깥 주위에 주의를 주어야 한다고 지적한다. 즉, 우리 눈이 어떤 대상을 응시하도록 눈을 움직여 그 위치의 정보 처리가 최대의 해상력을 가지도록 하려면 비중심와의 어떤 영역에 주의를 주어 흥미있는 대상을 찾아야 한다. 이처럼 주의의 이동이 흔히 이에 대응하는 안구운동에 선행한다.

우리는 주의를 주고 있는 시각 영역으로 중심와를 이동시키지만, 안구 운동이 없이도 주의를 줄 수 있다.

 (1) 조명 은유

시각 주의를 보통 조명 은유 (spotlight metaphor) 에 비유한다. 이 이론은 주의의 초점이 시야의 여러 부분으로 이동함을 뜻한다. 조명의 크기에 관한 연구는 여러 각도의 시각을 포함한다 (Erikson & St. James, 1986 ; Erikson & Yeh. 1987). 조명이 더 많은 시야를 포함할수록, 시야의 어느 부분이든 그 처리가 약화된다. 조명은 작은 각도로 모아질 수 있다 (Erikson & Erikson, 1974 ; Erikson & Hoffman, 1972). 조명을 좁히면 그 부분의 시야를 최대한 처리할 수 있지만, 다른 시야의 물체를 처리하려면 조명을 이동시킬 필요가 있고, 이렇게 하는 데 시간이 걸린다. 포스너 등 (그림 5) 의 피험자들이 예상 밖의 조건에서 반응 시간이 20 퍼센트 더 걸린 이유는 초점으로부터 다른 지점으로 주의를 바꾸어야 하기 때문이다.

라버지 (LaBerge, 1983) 의 실험은 시각적 배열의 한 부분을 응시한 결과를 보여 준다. 그는 피험자들에게 약 1.77 도의 시각 (visual angle) 크기로 다섯 글자들을 제시하였다. 피험자들은 LACIE 와 같은 글자 세트를 보고 중간 글자 (이 경우 C) 가 알파벳의 처음 또는 나중에 속하는지를 판단하라는 요청을 받았다. 이 방법으로 피험자의 주의가 가운데 글자에 집중되었다. 그러나, 시각은 여전히 작아서 모든 글자들이 주의를 받는 조명 내에 있었다. 이따금 피험자들은 +7+++ 와 같은 네 개의 더하기 표시와 하나의 자극을 보았다. 이 항목이 7 인지 또는 두 개의 틀린 답 (T 와 Z) 중 어느 하나인지를 판단해야 했다. 이것은 결정적 시행으로서, 라버지는 주의의 중심으로부터 떨어진 거리의 함수로 달라지는 판단의 속도에 관심이 있었다. 그림 6 은 그 결과를 보여 준다. 피험자들은 중앙에 있는 항목들은 빨리 처리하였으며 말단에 있는 항목들은 50 msec 더 느리게 처리하였다. 이 모든 항목들이 중심와 내에 있었음을 기억하라. 그러나 주의는 전 지역에 차별적으로 분산되어 있었다. 라버지 (LaBerge, 1983) 는 주의가 조명의 중앙에 가장 많이 집중되어 있으며 조명의 말단으로 갈수록 떨어진다고 주장한다.

복잡한 시각 상황을 처리하려면 주의를 시각 주변으로 이동시키면서 시각 정보를 추적해야 한다. 이것은 대화를 검영하는 것과 같다. 나이서와 베클렌 (Neisser & Becklen, 1975) 은 청각 검영 과제에 해당하는 시각적 유추물을 만들었다. 그들은 피험자들에게 겹쳐진 두 개의 비디오 테이프를 보여 주었다. 하나는 두 사람이 손바닥을 마주치는 게임이었고, 다른 것은 몇 사람이 공놀이를 하는 것이었다. 그림 7 은 피험자들에게 보여 주었던 상황이다. 피험자들은 두 에피소드 중 어느 하나에 주의를 주고 그것을 추적하라는 지시를 받았다. 예를 들면, 두 사람이 손바닥을 마주치고 흔드는 묘한 장면을 추적하는 것이었다. 피험자들은 다른 하나를 여과하면서 한 에피소드를 매우 잘 추적하였다. 두 에피소드 모두를 추적하라는 지시를 받았을 때, 피험자들은 큰 곤란을 겪었으며 여러 주요 장면들을 놓쳤다.

연구자들이 주목하였듯이, 이 상황은 물리적 단서와 내용 단서를 재미있게 조합한 것이었다. 피험자들은 추적해야 하는 사건의 중요한 측면이 중심와와 주의의 조명 중앙에 떨어지도록 그들의 눈과 주의를 이동시켰다. 한편 그들은 처리중에 있는 사건들의 내용만을 근거로 눈을 어떻게 이동시켜야 하는지 알고 있었다. 이처럼, 물리적 단서는 중요한 에피소드의 처리를 촉진시키고, 이 에피소드는 물리적 단서를 유지하기 위하여 눈의 이동 위치를 파악하는 데 도움을 준다.

피험자들은 시야의 매우 좁은 영역에 주의를 모을 수 있고, 의미 있는 사건을 처리하기 위하여 주의의 초점을 전 시야에 걸쳐서 이동시킬 수 있다.

(2) 시감각 기억

시각 체계는 대단히 많은 정보를 저장할 수 있지만 이들은 주의를 받지 못하면 사라진다. 여러 연구들은 피험자가 매우 빠른 시각적 제시로부터 무엇을 추출할 수 있는지 관심을 가져왔다. 실험은 보통 피험자가 시야의 한 지점에 초점을 맞추는 것으로 시작하며, 실험자는 자극 제시 동안 피험자의 응시점을 통제한다. 응시점에는 글자와 같은 자극들이 제시된다. 자극은 매우 짧은 노출 (예 : 50 msec) 후 제거된다.

많은 연구들은 감각 정보를 처음 저장하는 기억 용량에 관심을 가졌다. 실험에서는 그림 8 과 같은 낱자 배열이 짧게 제시되고 피험자들은 되도록 항목들을 보고해야 한다. 보통 피험자들은 셋, 넷, 다섯, 또는 많아야 여섯 항목을 보고할 수 있다. 피험자들은 더 많은 항목들을 보았지만 주의를 주기 전에 사라져 버렸다고 보고하였다.

X

M

R

J

C

N

K

P

V

F

L

B

스펄링 (Sperling, 1960) 은 이 과제의 수행 절차를 다소 바꾸었다. 그는 그림 8 과 같이 열 두 개의 낱자를 한 줄에 네 개씩 세 줄로 제시하였다. 자극을 제거한 후, 피험자는 배열된 자극 중 한 줄만을 보고하라는 단서를 받았다. 단서는 음의 고저에서 서로 달랐다 (높은 음은 윗줄, 중간 음은 중간줄, 낮은 음은 아랫줄). 스펄링의 방법은 그 당시까지 사용되었던 전체 보고 절차와는 대조적으로 부분 보고 절차라고 부른다. 피험자들은 한 줄에 있는 네 낱자 모두를 또는 거의 모두를 회상할 수 있었다. 피험자들은 어떤 줄을 보고해야 하는지 그 단서를 미리 알 수 없었으므로, 스펄링은 그들이 대부분의 또는 모든 항목들을 일종의 단기 시각 기억에 저장해 두었을 것이라고 생각했다. 시각 배열이 사라진 후 단서를 받았기 때문에, 그들은 단기 시각 기억에서 그 단서에 해당하는 줄에 주의를 주어 그 줄에 있었던 숫자들을 보고할 수 있었다. 피험자들이 전체 보고에서 더 많은 항목들을 보고할 수 없었던 이유는 그 항목들이 피험자의 주의를 받기 전에 사라져 버렸기 때문이다. 이처럼, 시각 기억은 지각 경험 그 자체뿐만 아니라 이와 같은 짧은 기억 경험도 적용될 수 있다.

방금 기술된 절차에서, 음조 단서는 배열이 제거된 직후 제시되었다. 스펄링은 시각 배열 제거와 음조 간의 지연 간격에 변화를 주었다. 그 결과를 회상된 낱자 수로 나타내면 그림 9 와 같다. 지연 간격이 1 초까지 증가하면서, 피험자의 수행은 원래의 전체 보고 수준에서 기대되는 넷 또는 다섯 항목으로 다시 감소하였다. 즉, 피험자들은 전체 보고 절차에서 세 줄로부터 보고할 수 있었던 항목 수의 약 3 분의 1 을 단서를 받은 줄로부터 보고하고 있는 셈이다. 따라서 실제 배열에 대한 기억은 매우 급격히 쇠잔하고 궁극적으로 1 초 후에 사라져 버린다. 1 초가 지나고 남는 것은 피험자가 영구적으로 약호화하기에 충분한 시간을 가졌던 항목들이다.

스펄링의 실험은 최단기의 시감각 저장소 (visual sensory store), 즉 시각 배열에 있는 모든 정보를 효과적으로 수용할 수 있는 기억의 존재를 시사한다. 이 감각 저장소는 그 성질상 특히 시각적으로 보인다. 감각 저장소의 시각적 성질을 보여 주는 한 실험에서, 스펄링 (Sperling, 1969) 은 노출 후 시야가 밝으면 감각 정보가 1 초 정도 유지되지만, 시야가 어두우면 5 초간 완전히 유지됨을 발견하였다. 노출 후 밝은 시야는 배열에 대한 기억을 '씻어버리는' 경향이 있다. 더욱이, 한 자극판에 이어 다른 자극판을 제시하면 나중 자극판이 먼저 자극판을 '덮어버려' 낱자들에 대한 기억이 파괴된다. 이 같은 실험들에서 드러난 극히 짧은 기억을 나이서 (Neisser, 1967) 는 아이콘 (icon) 이라고 부른다. 시각 배열에서 주의를 받지 못하고 더 이상 처리되지 못한 정보는 사라진다. 이 아이콘 기억 (iconic memory) 은 청각 기제에서 에코 기억 (echoic memory) 과 비슷하다. 즉 이 기억 장치는 주의를 주면 접근할 수 있는 정보의 일시적 저장소이다.

아이콘 기억은 그 성질상 매우 감각적이므로 초기의 시각 처리를 맡은 신경계의 활성화를 반영한다. 예를 들면, 새키트 (Sakitt, 1976) 는 아이콘이 눈의 망막에 있는 광수용기에 주로 위치하고 있다고 주장하였다. 그녀는 아이콘 상이 보인 수많은 시간상의 그리고 민감성 특성이 간상체의 특성을 반영함을 보여 주었다. 따라서, 그녀의 분석에 따르면 아이콘 기억은 밤에 밝은 빛을 보았을 때 경험하는 잔상과 매우 흡사하다. 헤이버 (Haber, 1983) 는 정상적 시지각에서 아이콘 기억의 적절성을 의심하였는데, 그 이유는 사람들이 섬광처럼 빠른 기간에 세상을 지각할 수 없기 때문이다. 그는 아이콘 기억은 천둥 번개 속에서 책을 읽는 데만 적합하다고 주장하면서 자신의 입장을 재미있게 진술했다. 다른 학자들은 아이콘 기억의 기반이 되는 신경 과정은 망막 밖에서 일어난다고 주장한다. 콜트 하트 (Coltheart, 1983) 는 아이콘 기억이 간상체의 기반이 없는 잔상에서 관찰될 수 있고, 일상적 정보 처리에 중요한 역할을 한다고 주장한다.

우리가 무엇인가를 본 후 시각 정보가 시각 체계에서 여러 수준에서 존재한다는 증거는 매우 설득력이 있다. 수많은 정보가 그러한 형태로 유지되지만, 그 기간은 매우 짧다. 그러나, 연구자들은 이 정보가 정확히 어떤 형태를 취하는지 또 고급 인지에 어떻게 쓰이는지에 관해 의견을 달리한다.

시각 정보는 매우 짧은 시감각 기억에 저장되는데, 우리는 그 곳에 주의를 기울여서 그 정보를 처리할 수 있다.

(3) 패턴 재인과 주의

앞 장에서 패턴 재인이 세부 특징들의 조합을 재인하여 이루어진다는 증거를 개관하였다. 트리스먼은 세부 특징 통합론 (feature-integration theory) 에서 사람들이 자극의 세부 특징들을 어떤 형태로 통합하기 전 그 자극에 주의를 주어야 한다고 제안하였다. 이를 입증하는 실험을 트리스먼과 겔라드 (Treisman & Gelade, 1980) 가 수행하였다. 그들은 피험자들에게 30 개의 I 와 Y 가 있는 배열 (그림 10 a) 에서 T 를 찾으라고 지시하였다.

그들은 피험자들이 I 와 Y 중에서 T 를 구분짓는 횡선만 찾아내면 된다고 생각하였다. 피험자들이 이 판단을 하는데 800 msec 가 걸렸다. 트리스먼과 겔라드는 또 피험자들에게 그림 10 b 과 같은 I 와 Z 배열에서 T 를 찾도록 하였다. 이 조건에서, 그들은 단순히 T 의 수직선 또는 수평선만을 사용해서는 안 되었고, 패턴 재인에서 요구되는 세부 특징의 조합을 만들면서, 그 두 세부 특징들의 결합을 찾아야 했다. 피험자들이 이 판단을 하는 데에는 약 1,200 msec 이상이 걸렸다. 즉 세부 특징들의 결합을 요하는 조건에서는 단일 세부 특징의 지각만으로 충분했던 조건보다 400 msec 가 더 걸렸다. 더욱이, 자극판의 항목 수를 변화시켰을 경우, 세부 특징들의 결합을 재인해야 하는 조건이 항목 수의 영향을 더 크게 받았다. 그림 11 은 그 결과를 보여 준다.

낱자들을 정의하는 세부 특징들의 패턴을 탐지하는 데 주의가 요구된다는 것이 생소하게 들릴지도 모른다. 사람들은 낱자들을 자동적으로 재인한다. 그러나 자극판에 항목 수가 많으면 친숙한 낱자들의 세부 특징 결합을 잘못 지각한다. 이 경우에는 처리 부담이 커져서 주의의 부족을 나타내는 것이다.

세부 특징들이 어떻게 결합되었는지를 판단하기 위하여 눈을 어느 한 점에 고정시킬 필요가 있다. 트리스먼과 겔라드는 피험자들이 하나의 세부 특징 (예 : 수직선) 의 존재를 자극판에서의 그 위치에 관계 없이 탐지할 수 있었음을 발견하였다. 한편 세부 특징들의 결합은 그 위치를 알아야만 탐지가 가능했다. 피험자들이 세부 특징들의 결합 존재를 확인하기 위하여는 특정 위치를 주목해야 한다.

세부 특징들의 결합을 처리하는 데 어떤 특별한 것이 있는지에 관해 다소 논란의 여지가 있었다. 던컨과 험프리스 (Duncan & Humphreys, 1989) 는 그 효과를 일종의 유사성으로 보고, 피험자들이 그림 10 a 보다 그림 10 b 를 더 어려워하는 이유는 목표 자극이 방해 자극들과 매우 유사하기 때문이라고 주장하였다. 그러나 트리스먼 (Treisman, 1991) 은 목표 유사성이 일정한데도 세부 특징들의 결합을 지각하는 데 부담이 있음을 발견한 연구를 보고하였다.

트리스먼과 슈미트 (Treisman & Schmidt, 1982) 는 자극이 주의의 초점 밖에 있을 때 세부 특징의 결합이 어떻게 이루어지는지 관찰하였다. 피험자들은 시야의 한 부분에 제시된 검정색 두 숫자가 같은지 판단해야 했다. 이것이 1 차 과제이면서, 그들의 주의가 모아진 곳이기도 하였다. 시야의 다른 부분에는 여러 색깔의 낱자들, 즉 분홍 T, 노랑 S 및 파랑 N 이 제시되었다. 피험자들은 숫자 과제를 보고한 후, 다른 낱자를 보았는지 그리고 그 색깔이 무엇인지 질문받았다. 피험자들은 정확한 결합의 양만큼 착각 결합 (예 : 분홍 S) 도 보고하였다. 따라서 주어진 물체에 주의를 모은 경우에만 세부 특징을 정확하게 결합함을 알 수 있다. 그렇지 않으면, 세부 특징들을 지각하지만 결코 있지 않은 물체들로 지각하는 결합 오류를 보인다.

세부 특징 정보가 하나의 패턴으로 통합되기 위하여는 그 위치에 주의를 모아야 한다.

(4) 시야 무시

뇌의 몇몇 영역이 시각 주의에 관여하고 있음을 함의하는 연구들이 있다. 예를 들면, 원숭이 뇌의 어떤 영역들에 있는 세포들은 주의를 받으면 그 흥분율이 증가된다 (Peterson, Robinson, & Morris, 1987 ; Wurtz, Goldberg, & Robinson, 1980). 이 영역들은 상구, 두정엽, 그리고 중뇌의 시상침 (pulvinar) 이다. 인간의 경우 이 영역들 중 특히 두정엽의 손상은 시각 주의 (visual attention) 결함을 가져온다. 예를 들면, 포스너 등 (Posner, Walker, Friedrich, & Rafal, 1984) 은 측두엽 손상 환자들이 한쪽 시야에서 주의를 떼는 데 어려움을 겪고 있음을 보여 주었다. 만일 환자들의 우측 두정엽에 손상이 있을 경우, 이들은 우측 시야의 어떤 것으로부터 좌측 시야 (손상된 우측 두정엽과 연결되는) 의 어떤 것으로 주의를 돌리지 못하였다. 좌측 두정엽 손상 환자들은 좌우측 시야 모두에서 결함을 보여 준다.

그림 12 는 우측 두정엽 손상 환자의 주의 결함을 보여 준다 (Posner, Cohen, & Rafal, 1982). 그림 5a 와 같은 실험 과제에서 환자는 응시점의 좌측 또는 우측에 자극이 나타난다는 단서를 받았으며, 시행의 80 퍼센트에서는 자극이 예상된 방향에서 나타났으나 시행의 20 퍼센트에서는 자극이 예상 밖의 방향에서 나타났다. 그림 12 는 단서를 받은 시야의 함수로 제시된 자극의 탐지 시간을 보여 준다. 자극이 우시야에 나타나면, 단서와 틀리는 자극에 대한 정보 처리상의 불이익은 적다. 그러나 우시야에 나타나야 할 자극이 단서와는 달리 좌시야에 나타나면, 피험자의 수행은 크게 떨어진다. 이것은 우측 두정엽이 좌시야를 처리하기 때문에, 우측 두정엽 손상이 일단 우시야에 모아진 주의를 좌시야로 다시 모으는 능력에 결함이 있음을 보여 준다.

포스너 등 (Posner, et al., 1984) 은 이 실험 결과가 두정 후두엽이 손상된 환자들이 보여 주는 시각 소거 (visual extinction) 현상과 비슷하다고 생각하였다. 우반구 손상 환자들은 좌시야 (손상 반구로 가는) 의 단일 물체를 주목하는 데 어려움이 없으나 경쟁적인 물체가 우시야에 제시되면, 그들은 좌시야의 물체를 주목하지 못한다. 또다시, 그 결함은 좌반구가 손상된 환자에 대하여도 마찬가지이다.

이 같은 주의 장애의 더 극단적 변형은 단일 외측 시각 무시 (unilateral visual neglect) 이다. 우반구 손상 환자들은 좌시야를 무시하고 좌반구 손상 환자들은 우시야를 무시한다. 그림 13 은 좌시야가 손상된 환자의 수행을 보여 준다 (Albert, 1973). 이 여자 환자는 모든 원에 줄을 긋도록 지시를 받았다. 그림에서 보듯이, 그녀는 좌시야의 원들을 모두 무시했다. 이런 환자들은 자주 이상한 행동을 보인다. 예를 들면, 어떤 환자는 얼굴의 반은 면도를 하지 않는 실수를 범하기도 한다 (Sacks, 1985).

피질의 어느 한쪽 두정엽이 손상된 환자들은 그 피질 영역이 처리하는 반쪽 시야에 주의를 잘 주지 못한다.

3. 자동성

지금까지는 시각 체계가 고정된 주의 용량을 가지고 단순히 그 용량의 함수로 작용한다고 보아왔다. 그러나 이러한 입장에 복잡미묘함이 적어도 한 가지 있는데, 얼마나 많은 정보를 처리할 수 있는가는 주어진 체계의 용량의 함수일 뿐만 아니라 그 체계가 작용하는 과정의 자동성 (automaticity) 의 함수이기도 하다. 자동성 문제는 고도로 학습된 기술 수행의 성질은 검토하게 될 9 장에서 논의된다. 한 인지 과정은 그것이 많이 연습될수록 더 적은 주의를 요하므로, 고도로 연습된 과정은 주의를 전혀 요구하지 않을 수 있다. 주의를 거의 요하지 않는 고도로 연습된 과정을 자동 과정이라고 한다. 자동성을 잘 정의된 범주라기보다는 정도의 문제로 생각하는 것이 더 정확하지만, 인지 과정을 주의를 요하지 않는 자동 과정 (automatic processes) 과 주의를 요하는 통제 과정 (controlled processes) 의 두 유형으로 분명히 분류하는 것이 더 바람직하다 (LaBerge & Samuels, 1974 ; Shiffrin & Schneider, 1977). 자동 과정은 피험자의 의식적 통제 없이 수행된다. 자동차 운전의 여러 면과 언어 이해가 자동적이다. 한편 통제 과정은 의식적 통제를 요구한다. 선택적 듣기 과제에서 대화의 검영이 통제 과정의 한 예이다. 암산과 같은 고급 인지 과정은 통제 과정의 예이다.

연습이 주의의 한계에 영향을 주는 방법을 잘 입증해 주는 좋은 예로서 언더우드 (Underwood, 1974) 는 오랫동안 검영을 연구해 온 모레이 (Neville Moray) 에 관한 사례를 보고하였다. 모레이는 검영을 수없이 많이 연습하였다. 다른 피험자들과는 달리 그는 주의를 주지 않은 채널에 담겨진 내용을 성공적으로 보고할 수 있었다. 많은 연습을 통하여 검영 과정이 부분적으로 자동화되었으므로, 그는 여분의 주의를 주지 않은 검영되지 않은 채널로 줄 수 있었다.

과제가 연습될수록, 그 과제는 자동적이 되고 더 적은 주의 자원을 요구하게 된다.

(1) 자동성과 시각 검색

슈나이더와 피스크 (Schneider & Fisk, 1982), 슈나이더와 쉬프린 (Schneider & Shiffrin, 1977), 쉬프린과 듀메이스 (Shiffrin & Dumais, 1981), 그리고 쉬프린과 슈나이더 (Shiffrin & Schneider, 1977) 는 자동 과정과 통제 과정을 비교하는 일련의 연구를 하였다. 그들은 피험자들이 시각 자극판을 주사 (scan) 하는 과제에서 이 문제를 검토하였다. 그림 14 는 슈나이더와 쉬프린의 실험 절차를 보여 준다. 피험자들은 표적 낱자 또는 숫자를 받고 일련의 자극들을 주사하면서 표적을 찾는다. 20 개의 틀 (frame) 로 된 자극판들이 스크린에 비춰지고 피험자들은 각 틀에서 표적의 유무를 보고해야 한다. 이 때 두 요인이 변한다. 첫째, 틀에 따라 한 개, 두 개, 또는 네 개의 항목이 제시되는데, 이 요인을 틀의 크기라고 한다. 다른 주요 변수는 표적과 틀에 있는 항목들 간의 관계이다. 동일 유목 조건에서 표적은 틀에 있는 다른 항목들과 같이 낱자이다. 상이 유목 조건에서 표적은 항상 숫자이고 다른 비표적들은 낱자들이다. 따라서, 상이 유목 조건에서 20 개의 틀 중 어느 한 틀에서 숫자가 나타날 경우, 이 숫자가 표적이면 피험자는 '예' 라는 반응을 해야 하고, 숫자가 나타나지 않는 어느 틀에서이든 피험자는 '아니오' 라고 반응해야 한다.

슈나이더와 쉬프린 (Schneider & Shiffrin, 1977) 의 보고를 보면, 조건들 간의 수행에서 상당한 차이가 있었다. 상이 유목 조건에서 95 퍼센트의 정확한 판단을 하려면 각 틀당 80 msec 의 제시 시간만을 요하였지만, 동일 유목 조건에서 같은 수준의 정확성에 달하기 위하여는 각 틀당 400 msec 가 요구되었다. 상이 유목 조건에서 각 틀의 항목 수는 수행에 아무런 영향을 주지 않았다. 그러나 동일 유목 조건에서는 각 틀의 항목 수가 늘어남에 따라 피험자의 수행 속도가 현저하게 떨어졌다. 다른 연구자들은 피험자들이 숫자 중에서 낱자 또는 낱자 중에서 숫자를 잘 탐지함을 발견했다 (예 : Gleitman & Jonides, 1978).

슈나이더와 쉬프린에 의하면, 피험자들은 실험에 임하기 전에 이미 낱자 가운데 숫자를 찾기를 상당히 연습했으므로 이 과정은 자동화되었다. 이와 대조적으로, 피험자들이 표적 낱자를 낱자들 중에서 찾아야 할 때, 그들은 통제 과정을 필요로 했다. 이 단계들을 모두 거치는 데 시간이 걸렸으므로, 피험자들은 슬라이드가 느리게 제시되었을 때만 각 틀을 자세히 점검하여 비교적 정확한 수준의 수행에 달할 수 있었다. 또한 틀에 낱자 수가 많을수록 그 틀을 더 느리게 제시해야만 피험자들이 각 낱자를 하나하나 점검할 수 있었다. 한편 상이 유목 조건에서는 피험자들이 숫자 유무를 확인하기 위하여 전체 항목들을 동시에 점검할 수 있었다. 피험자들이 이렇게 동시에 수행할 수 있는 이유는 그 과정이 자동적이기 때문이다.

슈나이더와 쉬프린이 동일 유목 조건에서 얻은 결과는 앞에서 본 스펄링의 연구와 비슷하다. 스펄링이 보고 능력의 한계를 발견하였듯이, 슈나이더와 쉬프린도 낱자들 중에서 낱자를 탐지하는 능력에 한계가 있음을 발견했다. 그러나 낱자와 숫자의 변별 과제에서는 피험자들이 용량에 구애받지 않는 자동적 과정으로 되돌아갈 수 있었다.

쉬프린과 슈나이더 (Shiffrin & Schneider, 1977) 는 방금 기술된 실험과 유사된 실험을 수행했는데, 표적은 항상 정해진 낱자 세트 (B, C, D, F, G, H, J, K, L) 에서 나왔고 방해 자극들도 항상 정해진 낱자 세트 (Q, R, S, T, V, W, X, Y, Z) 에서 나왔다. 2,100 회 시행 후, 피험자들의 수행은 앞 실험에서의 상이 유목과 같은 수준에 도달했다. 즉 피험자들이 두 상이한 낱자 세트 간의 변별을 낱자로부터의 숫자 변별처럼 자동적으로 수행하려면 2,100 회의 시행을 필요로 한다. 이 결과는 충분히 연습하면 그 과정이 자동적으로 될 수 있음을 보여 준다. 그렇게 되면, 더 이상 주의를 집중할 필요 없이 동시에 수행되는 과정들의 가지 수에 영향을 받지 않고 수행이 가능하다.

시각 배열에서 표적을 찾는 데 걸리는 시간은 그 표적을 방해 자극들과 구분할 때 획득되는 자동성 정도에 의존한다.

(2) 주의와 패턴 재인

앞에서 개관한 트리스먼의 연구는 형태 지각에서 세부 특징들이 통합되기 위하여 주의가 요구됨을 보여 주었다. 라버지 (LaBerge, 1973) 의 실험들은 세부 특징 통합에 요구되는 주의가 그 형태에 관한 친숙성의 함수임을 보여 주었다. 라버지는 친숙한 문자 세트 (p, q, b, d) 의 재인과 낯선 문자 세트 ( , ,  ) 재인을 비교했다. 그의 과제에서 피험자들은 1 초 동안 지속되는 점화 자극 (prime stimulus) 을 제시받았다. 그 후 점화 자극이 제거되고 검사 자극 (test stimulus) 이 제시되었다. 표 1 은 피험자들에게 제시된 여러 시행 조건들을 보여 준다. 점화 자극은 항상 p 와 같은 문자였다. 검사 자극도 보통 한 문자로서 피험자는 그 두 자극이 같은지를 판단했다.

표 1  라버지의 실험에서 시행된 다른 형태들

자극

형태

조     건

낯익고,

예상된,

긍정

낯설고,

예상된,

긍정

낯익고,

예상치 못한,

긍정

낯설고,

예상치 못한,

긍정

점화 자극

p

a

a

검사 자극

p

qq

 

 

조     건

낯익고,

예상된,

부정

낯설고,

예상된,

부정

낯익고,

예상치 못한,

부정

낯설고,

예상치 못한,

부정

점화 자극

p

a

a

검사 자극

q

bq

 

 

그러나 검사 자극이 때로는 두 문자로 구성되었으므로, 피험자는 점화 자극과는 무관하게 이 두 문자가 같은지를 판단해야 했다. 보통 (시행의 75 퍼센트에서) 피험자들은 한 문자로 검사를 받았다. 이 과제를 설명하기 위하여 표 1 에 있는 몇몇 조건들을 보기로 하자. 낯익고, 예상된, 긍정 조건에서 피험자들이 점화 자극 p 를 1 초 동안 본 후, 이 자극은 제거되고 또 다른 p 가 제시된다. 점화 자극과 검사 자극이 같기 때문에 피험자는 '예' 라고 반응한다. 이 조건은 p 가 낯익은 문자이므로 낯익은 (familiar) 조건이며, 피험자가 하나의 문자 p 를 예상하기 때문에 예상된 (expected) 조건이다. 이 조건은 또한 점화 자극과 검사 자극이 일치하고 예 반응이 주어졌기 때문에 긍정 (positive) 조건이기도 하다. 이제 낯선, 예상치 못한, 긍정 조건을 보자. 피험자는 처음에 점화 자극 a 를 본다. 보통 하나의 자극이 제시되므로, 피험자는 검사 자극이 a 또는 다른 하나의 자극일 것으로 생각한다. 그러나 점화 자극을 본 후 피험자는 실제로   을 보게 된다. 한 쌍의 자극이 제시되므로, 피험자는 이 두 자극이 같은지를 판단해야 한다. 이 경우 두 자극이 같으므로, 정확한 반응은 예이다. 이 조건은 낯선 검사 자극을 판단해야 하므로 낯선 (unfamiliar) 조건이고, 검사 자극이 예상 밖의 문자이므로 예상치 못한 (unexpected) 조건이며, 또한 두 검사 자극이 일치하여 예 반응이 주어졌으므로 긍정 (positive) 이다.

반응이 긍정이었던 시행들만을 보기로 하자. 자극이 예상된 경우 (단일 자극), 친숙성 여부는 큰 차이를 나타내지 않았다. 피험자들은 거의 같은 속도로 예 반응을 했다. 그들은 검사 패턴에 주목하고 그것을 재인할 준비를 했다. 그러나 예상 밖의 자극일 때 (두 자극), 낯익은 문자 (530 msec) 와 낯선 문자 (580 msec) 간의 판단 속도는 큰 차이를 나타냈다. 예상 밖의 낯익은 자극이 제시되었을 때, 피험자들은 그 항목들을 자동적으로 재인했으며 두 문자에 대한 그들의 약호화를 비교할 수 있었다. 그러나 낯선 자극에 대하여는 예상된 패턴으로부터 제시된 패턴으로 주의가 바뀌어야 했으므로 시간이 더 걸렸다. 그러나 하루에 한 시간씩 5 일간 연습한 후에 피험자들은 예상 밖의 낯선 문자들을 예상 밖의 낯익은 문자처럼 빠르게 재인할 수 있었다. 이와 같은 많은 연습이 재인을 거의 자동적으로 만들었다.

낯선 패턴의 재인은 피험자들에게 그 패턴을 예상하도록 점화시키면 촉진될 수 있다.

(3) 스트룹 효과

자동화 과정은 그 수행에 주의를 거의 요하지 않을 뿐만 아니라, 수행을 중단시키기 어렵게 만든다. 좋은 예가 충분히 연습된 독자의 단어 재인이다. 보통 쓰이는 단어를 보고서 그것을 읽지 않기란 거의 불가능하다. 단어가 그 처리를 명령하는 이처럼 강한 경향은 스트룹 효과 (Stroop effect) 라고 알려진 현상에서 연구되었다. 과제는 피험자가 인쇄된 단어의 잉크 색깔을 말하는 것이다. 명명해야 할 색깔의 잉크로 쓰여진 단어는 빨강과 같은 색채 단어이거나 침대와 같은 중성적 단어이다. 만일 색채 단어일 경우, 그 단어는 자신의 잉크 색깔이나 다른 잉크 색깔로 쓰여진다. 그림 15 는 던바와 맥레오드 (Dunbar & MacLeod, 1984) 의 실험 결과를 보여 준다. 중성 단어를 사용한 통제 조건에 비하여 잉크 색깔이 그 색채명과 일치된 조건에서 피험자들은 다소 빨랐다. 그들은 단어의 잉크 색깔과 실제 그 단어명이 다른 갈등 조건에서 대단히 느렸다. 예를 들면, 빨강이라는 단어의 잉크 색깔이 초록인 경우, 피험자들은 매우 어려워했다. 그림 15 는 이 세 가지 조건에서 단어를 명명하는 데 걸린 시간을 보여 준다. 그 효과는 비대칭적이다. 즉 피험자들은 단어를 읽을 때 잉크 색깔의 함수로 똑같은 촉진 또는 간섭을 경험하지 않는다. 물론 그들은 잉크 색깔 명명보다 단어 읽기에서 훨씬 빨랐으며, 이것은 읽기가 고도의 자동적 특성을 가졌음을 반영한다.

피험자들은 갈등 조건에서 잉크 색깔이 명명이 느렸을 뿐만 아니라, 단어의 잉크 색깔이 아닌 다른 색깔명을 말하는 등의 수많은 오류를 내었다. 읽기는 이처럼 자동 반응이므로 단어를 읽지 말라는 지시를 받았음에도 불구하고 피험자들은 때때로 단어를 읽지 않을 수 없었다. 그림 16 은 플라워스 등 (Flowers, Warner, & Polansky, 1979) 이 개발한 유사 스트룹 효과로서 흑백 책자에서 수행할 수 있는 과제이다. 여러분은 각 줄에 있는 문자의 수를 가능한 빨리 발하면서 한 줄씩 처리해야 한다. 여러분은 숫자 세기보다는 각 줄을 구성하는 숫자들을 말하지 않기가 더 어렵다는 사실을 알게 될 것이다. 이것은 숫자 재인이 숫자 세기에 비해 훨씬 자동화되었기 때문이다.

맥레오드와 던바 (MacLeod & Dunbar, 1988) 는 스트룹 과제에서 연습 효과를 연구하였다. 그들은 무선적 형태에 색채명을 붙여서 피험자들에게 학습시켰다. 그 다음 피험자들에게 기하 형태를 주고 그 형태와 연합된 색채명이나 그 형태의 실제 잉크색을 말하게 하였다. 원래의 스트룹 실험에서처럼 세 가지 조건이 있었다 :

그림 17 a 는 이 과제의 결과를 보여 준다. 색채명은 형태명보다 훨씬 더 자동적이며 형태명과의 일치성에 의해 비교적 영향을 받지 않지만 형태명은 잉크 색깔과의 일치성에 의해 큰 영향을 받는다. 그 다음 맥레오드와 던바는 피험자들에게 형태명을 20 일간 연습시켰다. 그림 17 b 는 그 결과를 보여 준다. 피험자들이 이제 형태 명명을 빨리 하였으며, 형태 명명이 색채 명명을 간섭하였으나 그 반대의 결과는 관찰되지 않았다. 이처럼 훈련의 결과는 형태 명명을 단어 읽기처럼 자동화시켜서 색채 명명에 영향을 주었다.

단어 읽기는 자동적 반응이므로 그 과정을 억제하기 어렵고 단어에 관한 다른 정보 처리를 간섭할 것이다.

4. 이중 과제 수행

지금까지 주의는 사람들이 여러 자극을 제시받고 어느 자극에 반응해야 하는지 결정해야 하는 상황에서 논의되었다. 그러나, 주의는 수행적인 측면뿐만 아니라 지각적인 측면에서도 많이 고려되어야 한다. 사람들은 자주 여러 과제를 동시에 수행한다. 예를 들면, 운전하면서 대화하거나 걸어가면서 손으로는 다른 일을 한다. 이런 상황에서 주의는 노력을 두 과제에 나누는 것을 포함한다. 각 과제를 얼마나 잘하는가는 그 과제가 얼마나 자동화되었는지 그리고 각 과제에 노력을 얼마나 기울여야 하는지에 달렸다.

이중 과제 수행 (dual-task performance) 에 관한 한 실험에서 위킨스와 고퍼 (Wickens & Gopher, 1977) 는 피험자들에게 추적 과제와 지속적 반응 과제를 동시에 하도록 하였다. 추적 과제는 계속적으로 움직이는 계기판에서 한 지점을 유지하기 위하여 막대를 좌우로 이동하는 것이었다. 지속적 반응 시간 과제는 0 부터 9 까지 시각적으로 제시되는 숫자와 일치하는 키를 누르는 것이었다. 한 숫자를 쳐넣으면 다른 숫자가 나타나게 되어 있었다. 피험자들은 추적 과제에 기울이는 노력을 70 퍼센트, 50 퍼센트, 또는 30 퍼센트로 변화시키면서 추적 과제만을 주목하게 하거나, 단순히 반응 시간 과제만을 주목하도록 지시를 받았다. 그림 18 은 조건에 따라 추적 과제의 오류와 숫자 반응의 잠재기가 어떻게 달라졌는지를 보여 준다. 여기서 한 과제의 수행과 다른 과제의 수행 간에는 교환 관계가 있음을 알 수 있다.

한 과제가 다른 과제를 얼마나 간섭하는가는 그 과제가 얼마나 자동화되었는가에 달려있다. 예를 들면, 앨퍼트 등 (Allport, Antonis, & Reynolds, 1972) 은 숙련된 피아니스트들이 악보를 보고 피아노를 치면서 동시에 언어 검영 (verbal shadowing) 을 아무런 방해를 받지 않고 할 수 있음을 발견하였다. 그들은 피아노 치기와 같은 기술 학습은 재체제화를 요하므로 다른 기술을 덜 간섭한다고 주장한다. 9 장에서는 기술 체제화에 주는 연습 효과를 언급할 것이다.

여러 과제를 수행해야 하는 상황에서, 사람들은 그들의 노력을 적당한 비율로 할당한다.

(1) 이중 자극 주기 연구

두 과제가 서로를 간섭한다 함은 그들이 하나의 처리 자원을 갈등적으로 요구하고 있음을 나타낸다. 갈등적 요구를 가장 잘 보여 주는 과제는 이중 자극 주기 과제 (double-stimulation paradigm) 이다. 예를 들면, 데이비스 (Davis, 1959) 는 피험자들에게 좌측 및 () 에 이어 우측 빛 () 을 보게 하였다. 그들은 좌측 빛에 대하여는 좌측 키 () 를 누르고 우측 빛에 대하여는 우측 키 () 를 눌러야 했다. 피험자들이 각 빛에 반응하는 데 각각 150 msec 가 걸렸다. 데이비스는 첫째 빛 () 제시 후 시간 지연의 함수로 둘째 빛 () 에 반응하는 데 걸리는 시간에 관심이 있었다. 그림 19 는 간의 자극간 간격 (ISI) 의 함수로 의 시간 지연을 나타낸다. 피험자의 반응은 ISI 가 증가하면서 점차 빨라져서 그 반응 단독으로 걸리는 시간인 150 msec 에 접근하였다.

이 결과는 웰포드 (Welford, 1952) 로 하여금 단일 통로 가설 (single channel hypothesis) 을 제안하게 하였다. 그는 자극에 대한 반응 통로는 하나이므로 을 처리하는 동안 가 그 통로에 들어올 수 없다고 보았다. 따라서, 의 처리는 에 대한 반응이 끝날 때까지 지연되었다. 그러므로, 에 대한 반응은 에 대한 반응 시간과 ISI 간의 시간 차이와 일치하는 양만큼 지연되었다. 이 가설은 다양한 이중 자극 처리 연구를 성공적으로 설명해 왔다 (Kantowitz, 1974 ; Keele, 1986 참조). 이것은 한정된 자원이 있다는 생각을 분명하게 실증해 주므로 여러 일이 처리되어야 할 때, 하나의 처리 과정은 요구되는 자원이 다른 처리 과정의 처리에 주어지는 한 그 자원을 할당받지 못할 것이다.

이 이중 자극 주기 연구에서 간섭이 어디에서 일어나는지 물을 수 있다. 간섭이 둘째 자극 처리 중에 일어나는가 또는 둘째 반응 생성 중에 일어나는가? 파스클러 (Paschler, 1989) 는 간섭이 자극의 시각적 처리와 반응 생성 모두에서 발생한다고 밝혔다. 그는 가 동일한 감각 양태로 제시되면 짧은 ISI 에서 자극 간에 간섭이 일어나며, 이것은 의 빈약한 처리를 뜻함을 보여 주었다. 그 결과 판단에 상당한 오반응이 생긴다. 한편 자극들이 상이한 감각 양태이거나 서로 간섭을 일으키지 않는다면, ISI 가 짧아도 오반응률이 더 이상 증가하지 않는다. 그러나 과 다른 감각 양태일 때도 짧은 ISI 에서 둘째 반응이 느려질 수 있다. 이것은 반응 체계에서의 경쟁을 뜻한다. 이처럼, 시각 체계는 한순간에 일정한 양의 정보만 처리할 수 있으므로, 여러 항목들이 한 번에 처리되려면 처리가 어렵고 오류가 발생한다. 대조적으로, 반응 체계에서는 한 항목의 처리가 다른 항목의 처리를 지연시킨다.

두 반응을 짧은 간격으로 연속적으로 처리해야 할 때, 둘째 반응은 지연되기도 하고 첫째 반응에 의해 간섭을 받기도 한다.

(2) 중다 자원 이론

지금까지의 분석은 동시에 수행되고 있는 모든 과제가 공유하는 단일 자원이 있다고 주장해 왔다. 주의가 할 수 있는 모든 것은 각 과제가 얼마나 많은 양의 자원을 얻을 수 있는지를 결정하는 일이다. 그러나 네이븐과 고퍼 (Navon & Gopher, 1979), 그리고 위킨스 (Wickens, 1992) 는 자원이 하나가 아니고 여럿이며 두 과제 간의 간섭 양이 동일 자원의 필요성 여부를 결정한다고 본다. 이것이 중다 자원 이론 (multiple-resource theory) 이다. 이 증거는 두 추적 과제 또는 두 숫자 파악 과제를 동시에 수행하기가 각 과제 중 어느 하나를 수행하기보다 더 어렵다는 노스 (North, 1977) 의 실험 결과에서 찾아볼 수 있다. 비둘리치와 위킨스 (Vidulich & Wickens, 1981) 는 피험자들에게 시각 추적 과제에 반응 시간 과제를 동시에 수행시켰다. 반응 시간 과제는 이 과제가 청각적으로 제시되는 자극보다 시각적으로 제시되는 자극을 포함할 때 시각 추적 과제를 더 많이 간섭하였다. 또한 반응 시간 과제에서 음성 반응보다는 손반응 (추적 과제에서처럼) 을 쓸 경우 피험자들이 더 큰 간섭을 받았다. 이처럼 반응 시간 과제는 추적 과제처럼 동일한 감각 양태의 제시나 반응을 쓸 경우 큰 간섭을 일으켰다.

중다 자원 이론은 두 과제가 서로에게 주는 간섭 양이 크게 다르기 때문에 옳을 수밖에 없다. 앞서의 숙련된 피아니스트는 간섭을 전혀 받지 않고 피아노 연주와 검영을 할 수 있었다. 그러나 네이븐 (Navon, 1984) 이 지적하였듯이 중다 자원 이론도 경험적으로 그 부당성을 중명하기 어렵기 때문에 심각한 문제를 갖고 있다. 어떤 형태의 간섭이든 어떤 형태의 자원을 가정함으로써 조절될 수 있다. 독립된 자원을 제안하기 위하여 상이한 감각 양태와 같은 어떤 그럴듯한 기초가 필요하다.

두 과제를 동시에 수행할 때 생기는 갈등은 그들이 동일한 처리 자원을 요하는 정도에 의해 결정될 것이다.

5. 결론

인지 심리학이 주의 문제를 생각하는 방식이 점차 바뀌었다. 오랫동안 채택되어 온 주의에 관한 암묵적 가정은 한 세기 전 윌리엄 제임스 (William James, 1890) 의 주장에서 찾아볼 수 있다 :

모든 사람들은 주의가 무엇인지 안다. 주의는 동시에 가능한 사고의 대상이나 연쇄처럼 보이는 것들 중 어느 하나를 마음이 소유하는 것이다. 의식의 초점화, 집중화가 주의의 기본이다. 주의의 다른 것들을 효과적으로 다루기 위해 어떤 것들로부터의 철회를 의미한다. (James, 1980, pp. 403-404)

이 인용문의 두 가지 특징이 주의에 관해 사람들이 한때 갖고 있었던 개념을 잘 나타낸다. 하나는 주의가 의식 (consciousness) 과 관계가 깊기 때문에 우리가 어떤 대상을 의식하지 않고서는 거기에 주의를 줄 수 없는 것이다. 둘째로 주의는 의식과 마찬가지로 단일 체계라는 것이다. 이 분야의 연구자들은 주의와 의식과의 연합이 불행스러운 것이었다고 점차 인식하게 되었다 (Shiffrin, 출판중). 이러한 인식과 함께 주의가 단순히 한 요인이 아님을 알게 되었다. 앞서 보았듯이 청각 주의는 시각으로부터, 지각 처리상의 주의는 반응 생성상의 주의로부터 분리될 수 있으며, 그리고 과제들로부터 받는 간섭의 양은 그 과제들이 요구하는 자원의 중복 정도의 함수이다. 뇌는 복잡한 병렬 처리 장치이다. 여러 시점에서 뇌는 한정된 자원을 할당하여 진행중에 있는 정보 처리를 최대화하고자 한다. 자원 할당에 대하여 유일하게 제한된 자원 또는 단일 기제를 가정할 필요가 없다.

6. 일러두기와 읽을 거리

파라수라만과 데이비스 (Parasuraman & Davies, 1984) 가 편집한 책은 주의의 성질에 관한 비교적 최근의 입장들을 담고 있다. 존스턴과 다크 (Johnston & Dark, 1986), 킨츨라 (Kinchla, 1992), 그리고 쉬프린 (Shiffrin, 1988) 은 최근의 개관을 내놓았다. 앨퍼트는 세부 특징 결합의 지각에서 주의의 역할에 관한 최근 논의에 제공한다. American Journal of Psychology 1992 년판은 자동화와 주의 간의 관련성에 관한 최근 입장을 보여 주었다. 위킨스 (Wickens, 1992) 의 최근 단행본은 주의를 주제로 최신 내용을 자세하게 담고 있다. 엘리스와 영 (Ellis & Young, 1988) 그리고 포스너 (Posner, 1988) 는 주의에 관한 인지 신경 과학적 조망을 제공한다.