뇌 발달과 유아 학습의 중요한 시기 임계기

임계 기는 생존에 필수적인 것들을 배울 수 있는 유기체의 초기 발달 동안 고정적이고 결정적인 시기를 가리키는 윤리학적 용어이다. 이러한 영향은 청각과 시각, 사회적 유대감, 언어 학습과 같은 과정의 발달에 영향을 미친다. 이 용어는 어린 새들이 부화한 지 얼마 되지 않은 일정한 시간 동안에만 어미에 대한 애착을 발달시킬 수 있다고 생각되는 각인 연구에서 가장 자주 경험된다. 뇌 발달과 유아 학습에서 매우 중요한 시기인 임계기의 정의와 특징에 대해 알아본다.

 

뇌 발달과 유아 학습의 중요한 시기 임계기

 

임계기의 특징과 실험

신경학적으로 볼 때, 신경 연결이 더 단단해지고 안정되기 전에 뇌에서 높은 수준의 가소성이 중요한 시기를 나타낸다. 특히 신경전달물질 GABA를 억제하는 시냅스가 성숙하면 임계 기는 끝나는 경향이 있다. 임계 기와는 대조적으로, 약한 임계기로 알려진 민감한 시기는 유기체가 행동에 영향을 미치는 외부 요인에 평소보다 더 민감할 때 발생하지만, 이러한 영향이 반드시 민감한 기간에만 국한되는 것은 아니다. 학자들은 나이 든 유기체가 임계기 이후 모국어로 악센트가 있는 외국어와 같은 특정 기술을 어느 정도 발달시킬 수 있는지에 대해 논의해왔다. 임계 기는 생물학적으로 결정되는 발달 단계이며, 유기체는 전형적인 발달의 일부인 행동 패턴을 최적으로 습득할 준비가 되어 있다. 정의상 이 기간은 이후 단계에서 반복되지 않는다. 만약 유기체가 중요한 기간 동안 기술을 배우는데 필요한 적절한 자극에 노출되지 않는다면, 그 유기체는 나중에 그 기술과 관련된 특정한 기능을 발달시키는 것이 어렵거나 심지어 불가능할 수도 있다. 이는 다양한 기능적 및 구조적 요소가 수동적 경험이 뇌의 중요한 변화를 유도하는 것을 방해하기 때문에 발생한다. 임계기 이론의 첫 번째 강력한 지지자는 생물학자 찰스 스톡 하드로, 그는 30년 전에 이 아이디어를 창안한 데어 스테에게 공을 돌렸다. 스톡 하드의 실험은 특정 발달 단계에서 물고기 배아에 거의 모든 화학물질을 바르는 것이 외눈박이 물고기로 이어질 것이라는 것을 보여주었다. 이러한 실험은 배아에서 가장 빠르게 성장하는 조직이 모든 조건의 변화에 가장 민감하여 나중에 발달에 영향을 미친다는 것을 입증했다. 한편, 심리학자 지그문트 프로이트는 유아들이 삶의 특정 시점에 영향을 받는 것에 특히 민감하다는 것을 암시하면서, 초기 경험의 결과로 인간 환자들에게 신경증의 기원을 설명하려고 시도했다. 로렌츠는 나중에 조류에서 1차 사회적 유대의 형성에 있어 임계기의 중요성을 강조하면서, 이러한 심리적 각인이 태아의 발달에 있어 임계 기와 유사하다고 언급했다. 곧이어 맥그로는 인간 유아에서 운동 기술의 최적 학습을 위한 임계 기간의 존재를 지적했다. 중요 기간 또는 민감 기간의 개념은 예를 들어 유아와 부모의 애착 관계의 형성에서 사회 발전 영역에서도 찾을 수 있다. 애착은 영유아와 양육자 사이의 강한 감정적 유대감을 묘사한다. 이는 아이가 태어난 첫 해 동안, 특히 첫 해의 두 번째 6개월 동안 발전하는 호혜적 관계이다. 이 애착 기간 동안, 유아의 사회적 행동은 주요 간병인에게 점점 더 집중된다. 20세기 영국의 정신과 의사 존 보울 비는 진화론의 영향을 받은 포괄적인 애착 이론을 공식화해 발표했다. 보울 비는 영유아와 부모의 애착관계가 영아의 생존에 중요하기 때문에 발달하고 생후 6개월에서 24개월까지의 기간은 애착의 중요한 시기라고 주장했다. 이는 친숙한 양육자에게 접근하고 낯선 성인을 경계하는 유아의 증가 경향과 일치한다. 이 중요한 기간이 지난 후에도 첫 번째 애착 관계가 더욱 어렵게 전개될 수 있다. 이는 언어 발달과 유사한 맥락에서 영유아 애착에 대한 중요한 발달 기간이 실제로 존재하는지에 대한 의문을 불러일으켰다. 이 문제에 대해 논의하는 출처에는 일반적으로 입양 전 기관에서 양육되어 일관된 보살핌을 경험하지 못한 유아 사례가 포함된다. 1940년대에 발표된 애착의 임계기에 대한 초기 연구는 고아원에서 자란 아이들이 이후 특이하고 부적응적인 사회적 행동 패턴, 친밀한 관계를 형성하는데 어려움, 낯선 어른들에게 무차별적으로 우호적인 모습을 보였다고 일관되게 보고한다. 이후 1990년대 연구에 따르면 입양아들은 생후 1년이 지난 후에도 애착관계를 형성할 수 있었고 입양 후 발달적으로 발전한 것으로 나타났다. 그럼에도 불구하고, 이 아이들은 그들의 양부모와 불안정하거나 부적응적인 애착관계의 위험이 전반적으로 증가했다. 이 증거는 첫 번째 애착관계의 발전에서 중요한 기간이 아닌 민감한 기간의 개념을 뒷받침한다.

 

 

뇌 발달과 임계기의 관계

유전학과 신체 외부의 감각 경험은 뇌가 발달하면서 뇌를 형성한다. 하지만, 유기체가 있는 발달 단계는 이러한 경험을 바탕으로 뇌가 얼마나 변할 수 있는지에 큰 영향을 미친다. 과학적으로 말하자면, 뇌의 가소성은 일생에 걸쳐 변한다. 뇌는 삶의 초기 단계에서 많은 중요한 연결이 뿌리내리기 전에 매우 가소성이 있다. 하지만 나중에는 그렇지 않다. 그렇기 때문에 연구자들은 언어 및 음악 능력의 발달에 초기 경험이 중요하며, 이러한 기술은 성인기에 습득하기가 더 어렵다는 것을 보여주었다. 뇌가 성숙함에 따라, 뇌의 연결은 더욱 고정화된다. 뇌가 보다 플라스틱에서 보다 고정된 상태로의 전환은 뇌가 지각, 운동, 인지 기능과 같은 새롭고 복잡한 과정을 유지할 수 있게 해 준다. 예를 들어 아이들의 몸짓은 자부심을 가지고 그들이 어떻게 구어 능력을 습득할 것인지를 예측한다. 이는 다시 행정 기능을 개발하는 데 중요하다. 하지만, 뇌의 안정적인 연결의 형성은 뇌의 신경 회로가 미래에 어떻게 수정될 수 있는지를 제한할 수 있다. 예를 들어, 어린 유기체가 청각 또는 시각 상실과 같은 임계 기간 동안 비정상적인 감각 경험을 하는 경우, 뇌는 미래의 감각 입력을 적절하게 처리하는 방식으로 스스로를 배선하지 못할 수 있다. 한 가지 예시는 이것이 일부 청각장애인의 청력을 회복시키는 보철물인 달팽이관 이식 수술의 시기라는 것이다. 2세 이전에 달팽이관 이식 수술을 받은 아이들은 나중에 이식된 아이들보다 달팽이관 이식 수술을 받을 가능성이 높다. 마찬가지로, 유아의 백내장으로 인한 시력 저하도 비슷한 결과를 초래할 수 있다. 유아기 초기에 백내장을 제거하면 비교적 정상적인 시력을 발달시킬 수 있지만, 성인이 될 때까지 백내장을 제거하지 않으면 시력이 상당히 저하된다. 임계 기간이 종료된 후, 비정상적인 감각 경험은 뇌에 덜 급격한 영향을 미치며, 중추신경계에 대한 직접적인 손상이 없는 한 되돌릴 수 있는 변화로 이어진다. 과학자들이 임계기에 대해 알고 있는 많은 것들은 동물 연구에서 비롯되는데, 이것은 연구자들이 그들이 실험하고 있는 변수들을 더 잘 통제할 수 있게 해 주기 때문이다. 이 연구는 시각, 청각 처리 및 공간 청각과 같은 다양한 감각 시스템이 서로 다른 임계 주기를 갖는다는 것을 발견했다. 뇌는 뉴런 간 전기신호 전달에 영향을 미치는 화학물질인 신경전달물질을 뇌의 시냅스가 차지하는 양을 조절함으로써 임계기가 신경전달물질은 뉴런 간의 전기신 호르몬은 신경전달물질의 양을 조절한다. 특히, 시간이 지남에 따라, 시냅스는 GABA로 더 잘 알려진 감마-아미노 낙산의 흡수를 감소시킨다. 임계기가 시작될 때, 외부 공급원은 뇌의 변화와 성장에 영향을 미치는 데 더 효과적이다. 한편 뇌의 억제 회로가 성숙함에 따라 성숙한 뇌는 감각 경험에 덜 민감해진다.

 

 

유아 학습의 중요한 시기와 가설

임계 기는 민감한 시기와 비슷하며 학자들은 때때로 그것들을 번갈아 사용해 왔다. 그러나 이들은 구별되지만 중복되는 개발 과정을 기술한다. 민감한 시기는 감각 경험이 평소보다 행동과 뇌 발달에 더 큰 영향을 미치는 발달 단계이다. 그러나 이러한 영향은 이 기간에만 국한된 것은 아니다. 이러한 민감한 시기는 언어나 악기를 배우는 것과 같은 기술에 중요하다. 이와는 대조적으로, 임계 기는 특별한 유형의 민감한 기간이다. 즉, 기본적인 감각 처리에 관여하는 신경 회로를 형성하기 위해 감각 경험이 필요하고, 이 창이 열리고 닫히는 시기가 잘 정의된다. 연구자들은 또한 민감한 시기를 약한 임계 기간이라고 부른다. 강한 임계기의 예로는 시력과 청각의 발달이 있으며, 약한 임계기에는 페놈 튜닝이 포함된다. 어린이가 언어, 문법 처리, 어휘 습득, 음악 훈련 및 스포츠 훈련으로 소리를 구성하는 방법을 배운다. 1950년대와 1960년대에 펜필드는 조기 몰입 교육의 열렬한 지지자였다. 그럼에도 불구하고, 언어 기간을 설명하는 데 임계 기간이라는 용어를 만든 사람은 그의 저서 언어의 생물학적 기초에서 레 네버 그였다. 레넨 버그는 이 나이 이후 사라질 것 같다는 단순한 노출로부터 자동적으로 획득되는 기간으로 임계 기를 묘사했다. 스코블 은 이후 임계기 가설에 대한 펜필드와 레네베르크의 견해를 세 가지 주요 주장으로 요약하고 압축했다. 성인 원어민 화자는 억양으로 외국인 화자를 빠르고 정확하게 식별할 수 있다. 사춘기 무렵의 뇌의 가소성 상실은 외래어의 출현을 설명한다. 임계기 가설은 언어에만 적용되며 누군가 모국어 억양을 가지고 있는지 여부에 관계없이 언어 능력의 다른 영역에는 영향을 미치지 않는다. 언어학자들은 과학적 증거가 실제로 임계기 가설을 뒷받침하는지 여부, 억양 없는 언어를 습득하기 위한 중요한 시기가 있다면, 그리고 만약 이것이 사실이라면, 나이와 관련된 차이가 신경학적 수준에서 어떻게 설명될 수 있는지에 대한 증거를 찾으려고 시도했다. 임계기 가설은 제1외국어 학습과 제2외국어 학습 모두에 적용된다. 최근까지, 제1언어 습득에 있어서의 임계기의 역할에 관한 연구는, 임계기의 정상적인 입력을 빼앗긴 후, 나이가 들어 언어를 습득하지 못한 이른바 야생 아이에 관한 연구 결과를 중심으로 진행되어 왔다. 그러나, 이러한 사례 연구들은 사회적 박탈과 어쩌면 음식 부족 또는 감각 부족이 언어 입력 부족과 혼동될 수 있는 정도를 설명하지 않았다. 보다 최근에, 연구원들은 적어도 초등학교까지는 언어 입력을 박탈당한 청각장애 부모에게서 태어난 청각장애아들에게 더 체계적으로 초점을 맞추고 있다. 이러한 연구들은 극단적인 사회적 박탈 없이 언어 입력 부족의 영향을 발견했다. 수화에 노출되는 나이가 많을수록 수화의 궁극적인 성취도가 떨어진다. 그러나 크롤과 드 그루트는 임계기 가설이 언어 습득률에는 적용되지 않는다고 주장한다. 성인 및 청소년은 습득 초기 단계에서 어린이와 동일한 속도 또는 더 빠른 속도로 언어를 배울 수 있다. 그러나 성인들은 언어 능력의 궁극적인 성취에 더 제한적인 경향이 있다. 인수 연령을 전후한 오랜 경험적 발견이 있었다. 이 연구의 가장 기본적인 것은 습득 연령과 최종 언어 숙달 사이의 부정적인 상관관계를 문서화하는 1970년대 후반 이후의 일련의 연구에서 비롯되었다. 그럼에도 불구하고, 다른 시기는 언어의 다른 측면에 대한 민감도에 대응한다. 예를 들어, 출생 직후 유아들은 노출되지 않은 언어를 포함하여 모든 언어에서 언어 소리를 인지하고 구별할 수 있다. 생후 약 6개월에 유아 환경에서 일차 언어에 대한 노출은 언어의 음성 표현을 유도하고, 이어서 모국어의 언어 소리의 신경 표현을 유도하며, 사용하지 않는 소리의 표현은 약화시킨다. 어휘 학습은 생후 약 18개월에 급속한 성장을 경험한다. 응용언어학의 다른 어떤 분야보다 임계기 가설은 교사가 언어를 가르치는 방법에 영향을 미치고 있다. 결과적으로, 연구원들은 언어 학습에 있어서 중요한 시기가 얼마나 중요한지에 대해 비판해 왔다. 예를 들어, 초기 언어 습득 연구의 여러 연구는 아이들이 발음 영역에서도 제2외국어를 습득하는 데 있어 반드시 나이 든 학습자보다 우월하지는 않다는 것을 보여주었다. 사실, 그 당시 대다수의 연구자들은 임계기의 존재에 대해 회의적인 듯 보였고, 일부는 그것의 존재를 분명히 부정했다. 스코벨의 임계기 가설의 주요 신조 중 하나와 반대로, 성인기에 제2외국어를 습득한 사람들이 원어민 억양으로 말하는 사례가 여러 번 있었다. 예를 들어, 모이어가 독일어를 매우 전문적으로 구사하는 학습자를 대상으로 한 연구는 참가자 중 적어도 한 명이 제2외국어로 원어민과 같은 발음을 가지고 있다고 판단되었고, 매우 능숙한 네덜란드어 프랑스어 사용자들을 대상으로 한 본가 렛츠의 연구에 참여한 몇몇 사람들은 원어민인 것으로 판단되었다.