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第 135 回反応時間

川 島 朋 也†，天 野薫†,†††国立研究法人情報通信研究機構 脳情報通信融合研究センター（CiNet）††国立研究開発法人科学技術振興機構 さきがけ
"Reaction Time" by Tomoya Kawashima (Center for Information and Neural Networks (CiNet), National Institute of Information andCommunications Technology, Osaka) and Kaoru Amano (Center for Information and Neural Networks (CiNet), National Institute of Information
and Communications Technology, Osaka / JST PRESTO, Tokyo)
キーワード：反応時間，精神時間測定，減算法，視覚探索，速さと正確さのトレードオフ

反応時間とはる装置，そして刺激の呈示によって起

この心的処理は人がある知覚・認知課

動し反応の取得によって停止する時間

題を行っているときの反応時間から推反応時間（Reaction Time）とは，刺計測装置です．多くの場合は，モニタ測されます．例えば，ある課題で別の激が呈示されてから反応が生起されるに図形などの刺激を呈示して，コン課題よりも反応時間が長くなったなまでに要した時間のことです 1）2）．刺

ピュータに接続されたキーボードやマら，その課題では異なる心的処理を必激（stimulus）とは，モニタに映し出ウスなどの入力装置で反応を取得し，要としていたと推測することができまされる図形やヘッドホンから流れる音

コンピュータの内部クロックで反応時

す．このように，いろいろな課題設定声など，実験参加者に呈示するものの間を計測します．のもとで反応時間を計測し，比較することを指します．ここでの反応とは刺

反応時間は刺激の入力から反応の出ことで人間の精神過程を推測する研究

激に対する意図的な応答のことで，ボ力までのあいだに起こるさまざまな心の こ と を 精 神 時 間 測 定（ M e n t a l

タン押しや発声，眼球運動などが含ま的処理が加算されたものとして考える

Chronometry）研究といいます．本稿

れます．反応時間を計測するためにはことができます．ここでの心的処理にでは，反応時間によってどのように人三つの装置が必要です．刺激の呈示をは，刺激の知覚や判断，意思決定や反間の心的処理を推測できるのかについ制御する装置，反応を取得して記録す応生成の運動実行などが含まれます．て説明します．

だし，ある特定の課題の反応時間だけこのような方法を減算法（Subtraction

反応時間の考え方

ではこのような心的処理を推測するこMethod）といいます．彼は単純反応

精神時間測定研究では，反応時間をとは困難です．なぜなら，その反応時課題・弁別反応課題・選択反応課題の指標として人間の心的処理にかかる時間には耳から脳への神経活動の伝達時

3 種類の反応時間課題を提案しまし間を推定します．高音か低音かを聞き間や，脳から手の筋肉への神経活動のた．彼が行った課題と実験参加者の平分けて，なるべく早くボタンを押すと伝達時間も含まれるので，心的活動だ

均反応時間は次の通りです（1 ミリ秒いう例を考えてみましょう．音の呈示けを分離することは困難だからです．

は 1/1000 秒）．① あらかじめ Ki と答からボタン押しが生起するまでには，その中で，オランダの生理学者であえることが決まっており，Ki というどんな音かの判断やどのボタンを押す

る Donders（1818 〜 1889）は，実験条

音が聞こえたら Ki と発声する（単純反かの判断など，複数の心的処理が関与

件間の差分を計算することで人間の心

応： 201 ミリ秒），② Ka, Ki, Ku, Ke,していると考えることができます．た的処理を推測することを試みました．

Ko のいずれかが聞こえることを349 （124）

映像情報メディア学会誌 Vol. 74, No. 2, pp. 349 〜 351（2020）

知っておきたいキーワード

伝えたうえで，Ki の音が聞こえ反応時間①単純反応（201ミリ秒）た場合のみ，Ki と発声する（弁別反応： 237 ミリ秒），③ Ka, Ki, Ku, Ke,発声する聞く

Ko のいずれかが聞こえることを伝えたうえで，それぞれの音と同じ音を発声する（選択反応： 284 ミリ秒）．

②弁別反応（237ミリ秒）
聞き分ける

聞く

発声する

図 1 に減算法の考え方を示します．
② 弁別反応時間から① 単純反応時間を引くと 36 ミリ秒です．ここで，これらの課題は，発声は同じですが選択反応③選択反応（284ミリ秒）
聞く

聞き分ける

何を発声するか決める

刺激弁別の時間（36ミリ秒）

反応選択の時間（47ミリ秒）

発声する

課題では音を聞き分ける処理がある点が異なります．つまり差の 36 ミリ秒は弁別に要する心的処理の所要時間であると推定できます．また，③ 選択反応

図 1 減算法の考え方

時間から② 弁別反応時間を引くと 47ミリ秒です．ここで，これらの課題のり差の 47 ミリ秒は反応選択の心的処違いから心的処理を推測することがで違いは，選択反応課題では何を発声す理に要した時間であると推定できまきます．

るかを決める必要がある点です．つます．このように，反応時間の条件間の反応時間を用いた研究例：
視覚探索①並列探索の探索画面例

③探索関数
逐次探索

反応時間を用いた主な実験方法の一
つに視覚探索（Visual Search）課題があります 3）4）．視覚探索課題では，モニタに呈示される複数の無関係な刺激（妨害刺激）の中から特定の刺激（ター②逐次探索の探索画面例

傾きa：妨害刺激の数の影響を受ける

反応時
間並列探索

ゲット刺激）を見つけてボタン押しで答えるまでの反応時間が計測されま

傾きa：妨害刺激の数の影響を受けない
y切片b

す．視覚探索は人が日常でよく行っていることですが，効率が良いときと悪妨害刺激の数いときとがあります．例えば本棚から本を探すとき，すぐに見つかるときも

図 2 ①並列探索と②逐次探索の探索画面例（ターゲット刺激は灰色の垂直線分）と③探索関数

あれば，なかなか見つからないときもあります．
視覚探索には大きく 2 種類あると考えられています．一つは並列探索（parallel search）と呼ばれ，モニタ上の刺激がほぼ並列的に探索される効率の良い探索です．もう一つは逐次探索（serial search）と呼ばれ，ターゲット刺激が見つかるまでモニタ上の刺激が一つ一つ逐次的に探索される効率の悪い探索です．
並列探索と逐次探索は反応時間分析によってどのように区別できるのでしょうか．基本的には，妨害刺激の個数と，ターゲット刺激と妨害刺激の特徴の組み合わせが操作され，反応時間（探索関数：図 2 ③）．以上から，妨害が調べられます（図 2）．並列探索条件

刺激の数と反応時間は関数関係にある

では，ターゲット刺激が単一の特徴でことがわかります（t ：反応時間，n ：定義されます（例えば，黒色の垂直線

妨害刺激の数，a, b ：定数）．

分の中から灰色の垂直成分を見つける

t = an + b

課題：図 2 ①）．一方，逐次探索条件

探索関数の傾き a は一つ一つの刺激

では，ターゲット刺激が複数の特徴でを探すときの時間に相当します．①の定義されます（例えば，黒色の垂直線ような探索画面では，探索関数の傾き分と灰色の水平線分の中から灰色の垂a は妨害刺激の数の影響を受けないこ

直線分を見つける課題：図 2 ②）．一とから，モニタ上の刺激は並列的に探般に，並列探索条件では妨害刺激の数索されていると考えることができまによらず反応時間はほぼ一定になり，す．一方で，②のような探索画面では，対する逐次探索条件では妨害刺激の数探索関数の傾き a が妨害刺激の数に応によって反応時間が線形に増加します

じて線形に増加することから，（125） 350

知っておきたいキーワード

モニタ上の刺激は逐次的に探索反応時間いると考えられます．

ターゲット刺激を見つけられない場合されていると考えることができます．

これらの反応時間の特徴から，視覚（図 2 ②）とがあると考えることができ

また，探索関数の切片 b は妨害刺激の探索という心的処理には注意しなくてます．このように，目には見えない心個数によらない処理時間（例えばキーもターゲット刺激を見つけられる場合的処理を，反応時間という指標を通し押しに必要な運動の時間）を反映して（図 2 ①）と，注意深く探索しなければて可視化する試みがなされています．

ドオフ（Speed-accuracy Tradeoff）とくの文字を入力できたとしても（1 文言います．

字の入力にかかった反応時間が短いと速さと正確さのトレードオフ
一般に，反応を速くしようとすればしたがって，反応時間を使って心的しても），A さんがより多くのタイプするほど正確さが低下し，また正確に処理を推測する際にはそのときの正答ミスをしていた場合には，A さんの方しようとすればするほど反応が遅く率などの正確さの指標をあわせて分析が B さんよりも習熟度は高いと結論すなってしまいます．例えば，なるべくする必要があります．ある条件の間にることは困難です．そのため，心理学早くタイピングしようとするほどタイ反応時間の差があったとしても，正確実験で反応時間を指標とする場合にプミスしてしまう可能性が高くなってさが同じでなければ反応時間差の解釈は，課題を適切な難易度に設定した上しまいます．このような，速さと正確が難しくなってしまいます．例えば，で，できるだけ速く正確に行うようにさに見られる両立することが困難であタイピングの習熟度を比較するとき，教示をすることがよくあります．

る関係のことを速さと正確さのトレー

A さんの方が B さんよりも 1 分間に多反応時間のモデルと神経科学への応用

は，どのような情報処理が背景にある

刺激についての情報が処理され，一定のでしょうか．代表的な考え方として，以上の証拠が集まれば反応の判断をす

どの反応を生成するかについての証拠ると仮定し，この間の処理を数理的に刺激が呈示されてから反応が生成さ（evidence）を内的に蓄積し，ある判求めることで反応時間の説明を試みまれるまでの精神過程を数理的に記述す

断基準（閾値）を越えたときに判断がす．近年はこのモデルの神経相関も検る試みがなされています 5）．ある刺激なされるというものがあります（例：討されており 7）8），反応時間を通したが呈示されたときに，右手でボタンを拡散モデル 6））．つまり，刺激が呈示人の精神過程の理解の試みが続けられ押すか左手でボタンを押すかの判断にされてから反応が起こるまでに，そのています．

参むすび
本稿では反応時間が人の心的処理を推定する指標の一つであることを説明しました．紙面の都合から，慣れなどの反応時間に影響するさまざ考

文献1）綾部早穂，井関龍太・熊田孝恒（編）： 心理学，認知・行動科学のための反応時間ハンドブッ
ク ，勁草書房（2019）2）新美亮輔，横澤一彦： 反応時間 ，脳科学辞典，DOI: 10.14931/bsd.806（2014）
3）塩入論： 注意と視覚探索 ，映情学誌，58，11，pp.1619-1625（2004）
4）横澤一彦，熊田孝恒：

視覚探索−現象とプロセス ，認知科学，3，4，pp.119-138（1996）5）上田卓司，椎名乾平，浅川伸一： 反応時間の確率モデル ，心理学評論，46，2，pp.249-273（2003）

まな要因や個人差，データ分析の実

6）R. Ratcliff: "A theory of memory retrieval", Psychological Review, 85, pp.59-108（1978）

際については充分に言及できません

7）K. Amano, N. Goda, S.Y.Nishida, Y. Ejima, T. Takeda and Y. Ohtani: "Estimation of the timing ofhuman visual perception from magnetoencephalography", Journal of Neuroscience, 26, 15,でした．関心を持たれた読者の方は，ぜひ『心理学，認知・行動科学のための反応時間ハンドブック』1）を手

pp.3981-3991（2006）
8）R.G. O'connell, P.M. Dockree and S.P. Kelly: "A supramodal accumulation-to-bound signal that
determines perceptual decisions in humans", Nature Neuroscience, 15, 12, pp.1729-1735（2012）に取ってみてください．
（2019 年 11 月 29 日受付）

かわしまと も や

あ ま の川島朋也

天野2018 年，
神戸大学大学院国際文化学研究科博士後期課程修了．現在，情報通信研究機構脳情報通信融合研究センター研究員．専門は実験心理学．博士（学術）．

351 （126）

かおる

薫 2005 年，東京大学大学院新領域創成科学研究科博士課程修了．NTT コミュニケー
ション科学基礎研究所客員研究員，スタンフォード大学客員研究員，東京大学助教などを経て，現在，情報通信研究機
構脳情報通信融合研究センター主任研究員．
専門は視覚神経科学．博士（科学）．
映像情報メディア学会誌 Vol. 74, No. 2（2020）