Abstract

Previous research on learning and memory has focused on how they are constructed through past experiences. Recent studies, however, have shed light on that such cognitive processes are in service of higher goals of maximizing future rewards. This review paper aims to introduce and discuss a related line of research. First, this paper introduces researches that show goal-directed model-based reinforcement learning, in which agents choose a behavior that does not necessarily bring immediate rewards but will allow future rewards, based on generalization and analogical extrapolation. It also reviews studies on neural substrates of goal-directed learning, and discusses that cognitive process implicated in striatal dopaminergic signals can also influence memory. Especially, memory is not a merely passive process of storing and retrieving past experiences homogeneously, but rather results of a decision-making process to serve higher goals. The body of research suggests that information on future rewards can have influence on current cognitive processing in a retrospective manner.

그동안 학습과 기억이 과거의 경험에 의해 구성된다는 측면이 강조되어왔으나, 최근의 연구들은 이들 인지과정이 미래의 보상물을 최대화하는 목표를 달성하기 위해 이루어짐을 조명하였다. 본 개관 논문은 이와 관련된 연구를 소개하고 목표지향적 학습과 기억에 대하여 논의하고자 한다. 먼저 강화 학습에서 내적 모형 기반 학습, 즉 상위 차원의 목표를 달성하기 위해 즉각적인 보상을 가져오지 않음에도 불구하고 특정한 행동을 취하는 과정이 이루어지고, 또한 직접적 강화를 받지 않은 대상으로의 일반화 및 유추가 일어나 미래의 적응적 행동을 가져옴을 보여준 연구들을 소개한다. 또한 위와 같은 목표지향적 학습 과정의 신경학적 기제를 탐색한 연구들을 개관하고, 선조체의 도파민 신호를 기반으로 한 과정이 기억 과정에 역시 영향을 미칠 수 있음을 논의한다. 특히, 기억이 과거의 경험을 모두 동일한 수준으로 부호화하고 인출하는 과정이 아니라, 상위 수준의 목표에 맞춘 의사결정과정의 결과임을 보여주는 연구들을 소개한다. 이러한 연구들은 미래에 얻게 될 보상 정보가 역향적으로 현재의 인지처리에 영향을 줄 수 있음을 시사한다.

Keywords

• goal-directedness;
• learning;
• memory;
• dopamine;
• striatum

• 목표지향성;
• 학습;
• 기억;
• 도파민;
• 선조체;