平成 12 年度
学士学位論文異なる判断条件における刺激応答時間
Reaction time in di erent judgement condition

1010434

東野泰幸

指導教員

篠森敬三

2001 年 2 月 5 日
高知工科大学 情報システム工学科

要 旨異なる判断条件における刺激応答時間
東野泰幸

使いやすいインターフェイスを設計する上で、単に見やすいというだけではなく、処理における正確性や処理速度も重要である。また、特定の情報処理の目的に対していくつかの作業方法が可能であり、少なくとも経験的には最適な作業方法が存在するはずである。今回の実験では、このような観点から特に人間によるパターンの比較という作業において、記憶の処理をした場合の影響について考える。作業目的は呈示されたパターンを比較して、それが目的のパターンであるかどうかを、与えられた判断条件で判定することである。ここでは作業の効率を応答時間 (reaction time : RT) と正答率/誤答率から判断する。実験では記憶させる枚数や画像の記憶の仕方などの影響についての検討をした。
実験結果より、記憶枚数 1〜3 では d 速くて正確 c、それ以上 (4 枚を除いた 5〜7 枚) では
d そこそこの速さで不正確 c、上下比較では d そこそこの速さで正確 c となる。このことか

ら情報量がある基準より少ないなら覚えたほうが速いと考えられる。これは記憶の切り捨て
や記憶の上書きが影響している可能性が考えられる。今後ともインターフェイス設計等において、どの程度までなら記憶させた方が良いのか、表示したほうが良いのかを示す基準点を調べることは、インターフェイスを改良する上で重要である。

キーワード

応答時間、インターフェイス、判断条件{i{Abstract
Reaction time in di erent judgement condition
Yasuyuki Higashino

When you design an easy-to-use interface, accuracy and the processing speed onlythat it is not easy to see in designing an easy-to-use interface in processing are also
important. There are some methods to reach a certain purpose, and the best method issure to exist at least experiencing it. It thinks about the in uence when the processingof the memory is especially added from such a viewpoint in work of comparison ofpatterns by man in the experiment at this time. The work purpose is to compare
presented patterns and to judge under the judgment condition being given whether it isa target pattern. The eÆciency of work is judged from response time (reaction time:RT)and the rate of correct answer rate/wrong answer. The in uence was examined, how tomemorize the number of sheets to make it memorize in the experiment and the image.
It is fast and accurate in number of sheets 1-3 of the memory, inaccurate in numberof sheets 5-7 of the memory at a hurried speed, accurate in an upper and lower comparison at a hurried speed. It is thought that remembering is fast if it is fewer than thestandard with the amount of information from this. This can consider a possibility thatthe omission of memory and overwrite of memory have in uenced. When you design
the interface, it is thought it is signi cant when the interface is improved, to examine
the reference point by which whether you memorize or I should display it is shown.
key words

Reaction Time, Interface, judgement condition{ ii {

目次
第1章

はじめに

1.1

実験目的

1.2

反応時間 (Reaction Time) について

第2章

1
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

1.2.1

反応時間 (RT) の定義とは. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

1.2.2

反応時間の規定要因 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

1.2.3

判断系の規定要因 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

1.2.4

速さと正確さのトレードオフ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

1.2.5

運動系の規定要因 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

1.2.6

反応の左右差. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

実験方法

8

2.1

実験プログラム . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

2.2

実験刺激

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

2.3

実験環境

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

2.4

実験全体の説明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12

2.5

実験 I、上下比較 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

2.6

実験 II、記憶比較 (1〜4 枚). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15

2.7

実験 III、記憶比較 (5〜7 枚) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

実験 I と実験 II の結果

17

反応時間 (RT) と記憶枚数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

3.1.1

被験者 4 名の平均の場合. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

3.1.2

被験者 Y.H の場合. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18

3.1.3

被験者 T.A の場合. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

第3章

3.1

{ iii {

目次

3.2

第4章

4.1

4.2

第5章

3.1.4

被験者 Y.F の場合 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

3.1.5

被験者 T.N の場合. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

RT と正答率 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

3.2.1

被験者 4 名の平均の場合. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

3.2.2

被験者 Y.H の場合. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

23

3.2.3

被験者 T.A の場合. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24

3.2.4

被験者 Y.F の場合 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24

3.2.5

被験者 T.N の場合

25. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

実験 III を加えた結果

26

反応時間 (RT) と記憶枚数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26

4.1.1

被験者 4 名の平均の場合. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26

4.1.2

被験者 Y.H の場合. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27

4.1.3

被験者 T.A の場合. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27

4.1.4

被験者 Y.F の場合 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

28

4.1.5

被験者 T.N の場合. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

28

RT と正答率 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29

4.2.1

被験者 4 名の平均の場合. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29

4.2.2

被験者 Y.H の場合. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

30

4.2.3

被験者 T.A の場合. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

31

4.2.4

被験者 Y.F の場合 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

31

4.2.5

被験者 T.N の場合

32. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

考察

33

5.1

反応時間と記憶枚数の考察 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

33

5.2

RT と正答率の考察 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

34

5.3

記憶の切り捨ての可能性について. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

34{ iv {

目次

5.4

記憶の上書きの可能性について. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

37

5.5

総合的考察 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

39

結論

41

第6章
謝辞

42

参考文献

43

付録 A

44

付録

A.1

被験者 Y.H の全データ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

44

A.2

被験者 T.A の全データ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

46

A.3

被験者 Y.F の全データ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

48

A.4

被験者 T.N の全データ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

50

{v{

図目次
1.1

反応時間と運動時間 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

2.1

実験刺激の呈示. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

2.2

実験ブースのレイアウト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12

2.3

実験 I、上下比較の流れ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15

2.4

実験 II、実験 III、記憶比較の流れ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

3.1

反応時間 (RT) と記憶枚数 平均 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

3.2

反応時間 (RT) と記憶枚数 Y.H . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18

3.3

反応時間 (RT) と記憶枚数 T.A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

3.4

反応時間 (RT) と記憶枚数 Y.F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

3.5

反応時間 (RT) と記憶枚数 T.N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

3.6 RT と Log(正答率/誤答率) 平均 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

3.7 RT と Log(正答率/誤答率) Y.H . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

23

3.8 RT と Log(正答率/誤答率) T.A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24

3.9 RT と Log(正答率/誤答率) Y.F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24

3.10 RT と Log(正答率/誤答率) T.N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

25

4.1

反応時間 (RT) と記憶枚数 平均 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26

4.2

反応時間 (RT) と記憶枚数 Y.H . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27

4.3

反応時間 (RT) と記憶枚数 T.A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27

4.4

反応時間 (RT) と記憶枚数 Y.F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

28

4.5

反応時間 (RT) と記憶枚数 T.N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29

4.6 RT と Log(正答率/誤答率) 平均 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

30

4.7 RT と Log(正答率/誤答率) Y.H . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

30{ vi {

図目次

4.8 RT と Log(正答率/誤答率) T.A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

31

4.9 RT と Log(正答率/誤答率) Y.F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

31

4.10 RT と Log(正答率/誤答率) T.N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

32

5.1

被験者のミスの内容と記憶の切り捨ての予測値 . . . . . . . . . . . . . . . .

36

5.2

判断条件に一致すると判断した数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

37

5.3

ミスの内容と記憶の上書きの予測値 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

38

A.1 被験者 Y.H の全データ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

44

A.2 被験者 Y.H の全データ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

45

A.3 被験者 T.A の全データ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

46

A.4 被験者 T.A の全データ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

47

A.5 被験者 Y.F の全データ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

48

A.6 被験者 Y.F の全データ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

49

A.7 被験者 T.N の全データ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

50

A.8 被験者 T.N の全データ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

51{ vii {

第1章

はじめに
1.1

実験目的

人にとって使いやすいインターフェイスというのはどのようなものであろうか。それはユーザにとっていつ、どんなときに、どんな作業をするのかによらず、わかりやすく、扱いやすく、操作を間違えにくいもので、なおかつ操作自体が速やかに行えるものではないかと考える。
そこで使いやすいインターフェイスを設計する上で、それを使うときに単に見やすいというだけではなく、処理における正確性や処理速度も重要であると考えられる。ある特定の情報処理の目的に対してユーザーが行うにはいくつかの作業方法を選択することが可能であり、少なくとも経験的には最適な作業方法が存在しうるはずである。
今回の実験ではこのような観点から特に人間によるパターンの比較という作業において記憶の処理を付加した場合、どのような影響がでるのだろうかということについて考える。
作業目的は呈示されたパターンを比較してそれが目的のパターンであるのか、またはそうではないのかを判定することである。作業方法としては、d 常に記憶を用いないで画面上に同時にテストパターンと参照パターンを呈示し直接比較する c という方法 (上下比較)。もうひとつは、d 参照パターン (目的のパターン) をあらかじめ記憶しテストパターンのみを画面に呈示して比較する c という方法 (記憶比較)。これらの手法を基本とした実験をいくつか条
件を変えて行う。
なお、今回の実験ではパターンの記憶という処理をより重視するためにその刺激を命名することが難しいようなパターンを使用して言語記憶の影響を最小にするよう工夫した。こう

{1{

1.2

反応時間 (Reaction Time) についてすることで、呈示される刺激を言葉で覚えてラベリングすることができにくくなり、被験者は純粋に刺激の形状を見たり、覚えたりして言葉ではなく刺激をイメージとして扱うことになる。逆にもし言葉としてそれを扱ってしまうとそれは単に言葉のやり取りをしているのと同じになってしまい実験目的が変わってしまうのでこの実験ではラベリングしにくいものを扱うことにした。
ここでは実験に対する作業の効率を反応時間 (reaction time : RT) と正答率/誤答率から判断する。効率の良い作業とは当然のことながら効率の悪い作業に比べそれにかかる時間は少なく、作業の結果が正しくできていることである。実験では記憶させる枚数の変化や画像の記憶の仕方などの影響についての検討をした。
今回の実験結果より、人間が扱うインターフェイスとして、それを使うユーザが求めようとしている目的に到達するのために要する時間が少なく、操作ミスを少なくできるという点から、より効率よく作業するためにはユーザがどのような情報をどの程度までならば覚えた方が良いのかその情報量をこの実験で求めてみたい。

1.2

反応時間 (Reaction Time) について

この研究に関する過去の研究については参考文献の積山 薫 (1994)[1] に詳しいので以下に要約して引用する。

1.2.1

反応時間 (RT) の定義とは刺激呈示が開始されてから所定の反応が生起するまでの所要時間を、反応時間 (reaction

time：RT) と呼ぶ。反応時間という語は、1873 年に Exner が最初に用いたといわれている(Woodworth&Schlosberg,1955)。RT は普通、刺激に対する反応の決定と、その決定に基づ
く運動の遂行に要する最小の時間と考えられる。したがって被験者には通常、知覚一運動協応成立下で、できるだけ速く正確にと教示し，キー押しなどの比較的簡単な最小限の運動で反応させる。スキルの測定のように、比較的複雑な一連の運動をさせる場合、その所要時間

{2{

1.2

反応時間 (Reaction Time) について

は遂行時間 (perfomance time) というべきであろう。今回の実験ではあまり関係がないが遂行時間は知覚一運動協応そのものを問題にするわけであるが、このうち刺激が呈示されてから運動開始までを RT、運動開始から完了までを運動時間 (movement time：MT) と分ける立場もある (図 1.1)。近年，運動制御の観点から、筋電位活動の開始時点をもとに RT をさらに前筋電位活動時間 (pre-motor time) と筋電位活動時間 (motor time) とに分解する場
合もある。RT の同義語に反応潜時 (latency) があるが、これはしばしば RT よりも広い範
囲に用いられ、生理的な反応や動物の反応にはこちらが用いられる。
今回の実験では、比較的簡単な作業で被験者に呈示される刺激が CRT 上に出た瞬間から、与えられた判断条件にしたがい被験者がマウスを押した瞬間までの時間を RT とする。

図 1.1 反応時間と運動時間

1.2.2

反応時間の規定要因

今日 RT は、個人差測定よりも人間一般の内的過程を研究する道具として、広く用いられている。仮説的な内的過程を検証するための実験条件が設定され、条件間の RT の差が測定される。しかし、どのような実験でも、データ全体のちらばりにおいて最も大きな分散を占めるのは、おそらくは個人差による分散である。実験計画上、この点を銘記しておかねばな
らない。それとともに、測定の前に被験者に十分な練習試行を課すこと、被験者の注意が散漫にならないようつねに配慮することなどが不可欠である。RT は敏感な指標であるが、非常に多くの要因の影響を受けるので、剰余変数を統制しなければ測っても意味がない。RT

{3{

1.2

反応時間 (Reaction Time) について

は一般に、感覚系・判断系・運動系の所要時間の合計と考えられる。

1.2.3

判断系の規定要因

判断系の規定要因として時間的要因がある。単純 RT の最も典型的な測定事態では、反応
すべき刺激の少し前に、d 用意 c の合図として警告信号 (waring signal) が与えられる。警告信号と刺激との時間間隔は先行間隔 (foreperiod：FP) と呼ばれている。単純反応事態では、被験者は何が刺激で何が反応かあらかじめ知っており、唯一不確定なのは刺激がいつ提示されるかである。したがって、FP は RT に大きな影響を与える要因となる。これはさまざまな形で検討されているが、一つには、RT を最小にする d 最適な FP の値 c を求める問題があった。普通それは、系列内の FP をに保ち (constant FP series)、系列間で FP の値を変化させる方法によって調べられる。初期の研究では、最適値は 2 秒 (Woodrow,1914)
とか 1 秒 (Telford,1931) とされていたが、その後のデータによれば、250 − 500ms の範囲にあり、それ以上では RT は FP の単調増加関数となる (たとえば Klemmer,1956：

Karlin,1959：Botwinick,& Brinley,1962)。250ms より短い FP については、心理学的不応
期 (psychological refractory period) の問題として研究されており、この範囲では RT は長くなる (Welford,1980)。
情報理論の浸透に伴い、FP の与え方によって情報処理の時間特性を調べようとする研究が組織的になされるようになった。そこでは、FP の長さを系列内で変動させる方法(variable FP series) がしばしばとられる。もともとは、早発反応の防止に利用されたりしていた方法である。古くから用いられていた一様分布の FP 系列を例にとれば、系列間では平均 FP が大きいほど RT も大きい。平均 FP が同じでも，FP の長さが広い系列の方が、また一定 FP 系列より変動 FP 系列の方が、RT は大きい。系列内では、中位の FP で RTが短くなる U 型の関数となる Klemmer(1956) は以上のような事実を、時間不確定性が増す
につれて RT が大きくなるという情報仮説によって説明している。

{4{

1.2

反応時間 (Reaction Time) について

1.2.4

速さと正確さのトレードオフ

同一の課題で同一の被験者であっても、教示で d 速さを強調すると反応は速いがエラーが多くなり c、d 正確さ c を強調すると反応は正確だが RT は長くなる。通常の実験でなされる d 速く正確に c という教示では，RT も正確さも中位となる。このような関係を速さと正確さの背反関係またはトレード・オフ (speed-accuracy trade-o) と呼ぶ。速さと正確さのトレード・オフを実験的に記述する手続きとして一般的な方法は、Fitts (1968) によって提案された。そこでは、d 速く c、または d 正確に c の教示と、d 正反応で速い c、d 正反応で遅い c、d 誤反応で速い c、d 誤反応で遅い c といった反応分布との組合せで、与える報酬のマトリクス (pay-omatrix) を設定する。そして被験者に結果をフイードバックしながら、報酬によって速さと正確さを統制する。
速さと正確さとは、大まかにいって負の相関をする。これを直線的な関数として記述する試みがなされており、RT と一次関数をなすような正確さの測度がいくつか考案されている Pew(1969) は、種々の測定条件で得られたデータを分析して、Log(正反応率/誤反応率)
を正確さの測度として RT との間に一次関数を見いだした。彼はこの直線を、信号検出理論における ROC(Receiver Operating Characteristic, 受信者感度特性) にならって Speed-

Accuracy Operating Characteristic と呼び，以後は一般的に LOC (Latency Operating
Characteristiec) と呼ばれる。
条件間で処理時間の差を検討する場合、理論的には、RT の条件差をそのまま実験操作の効果とみなせるのは、被験者が正確差の水準を一定に保って反応したとき。すなわち実験中
ずっと LOC 上の一点で反応したときだけである。例えば、エラーが一定なデータでは条件差となる RT の差を実験操作の効果として扱えるが、RT と誤答率との間に負の相関がある
場合は、条件差は速さと正確さのトレード・オフ以上のものに帰せられない。逆に RT と誤
答率とが正の相関をなすデータでは、条件差の存在は実験操作の効果とみなせるが、条件差となる RT の差の絶対値に意味はない。エラーがまったくない場合、理論的には反応ができるだけ速くなされたという保証がない (Lachman,Lachman,&Butte eld,1979,P.161)。

{5{

1.2

反応時間 (Reaction Time) について

1.2.5

運動系の規定要因

ここでいう運動系とは、運動の実行のみならず、反応選択・運動プログラミングなどの準備過程をも含む。刺激と反応の適合性を考えると、たとえば左右に並んだ 2 個のランプのどちらが点灯したかを判断するには、口頭で、d 右 c、d 左 c と答えるよりも、左右に並んだボタンの対応する側を押す方法が速い。もし、左のランプに右のボタンを逆に対応させなければならないと、自然な村応の場合よりも遅くなる。一方、音声 d ひ c、d み c のどちらが提示きれたかを報告するには，ロ頭で d ひ c、d み c とオウム返しにするのが最も速い方法である。このように、刺激や課題の性質と反応様式との組合せが RT に及ぼす効果を, 刺激と反応の適合性 (stimulus-response compatibility) という。手を交差して右手での左のボタン、左手で右のボタンを押す場合、左に置かれた右手は右のランプに反応するより左のランプに反応する方が速く (Wallace,1971)、適合性は手の解剖学的な左右より空間的配置に関係している。
この場合、腕が見えていなくても同様であり (Wallace,1972)、適合性は筋肉運動的手がかりに依存することが示唆される。また、ランプが視野のどちら側に提示されるかという大脳半球機能差とも関係がなく、二つのランプの相対的な左右に依存して成り立つ(Nicoletti,Anzola,Luppino,Rizzolatti,&Umilta, 1982)。刺激と反応の適合性に関する研究
は、作業空間を最も能率よく配置するという人間工学的な観点から始まったが、次第に認知的側面に焦点があてられた。すなわち、情報理論のもとで刺激の選択肢数 (情報量) だけがRT の規定要因とされがちであったのに対して、反応を遂行する人間の内部横造が問題にさ。どの反応様式が最も速いかは、れた (たとえば Fitts&Seeger,1953：Fitts&Switzer,1962）
特定の実験計画のもとで問われねばならないが、単純 RT に限るなら、手の方が足で反応するより速く (Seashore&Seashore,194 1)、手でボタンを押す方が口頭で答えるより遠い (大山,1985) とされている。

{6{

1.2

反応時間 (Reaction Time) について

1.2.6

反応の左右差一般に，反応が右手 (利き手) が左手か、または右足か左足かによる左右差は、単純 RT では報告されていない (Seashore&Seashore,1941：大山,1985) が選択 RT ではしばしば利き手の方が速くなる (たとえば Kerr,Mingay,&Elithom,1963)。この点を検討した Rabbit(1978)によれば、選択 RT でも、片手のみで複数の反応キーを押し分ける d 片手課題 c では利き手と非利き手の差はなく、右手で右側のキー、左手で左側のキーを押す d 両手課題 c では利き手の方が速かった。両手課題の RT の差は，筋肉運動系のレベルではなく、より認知的な運動選択の段階で生じると考えられる。また、Sekiyama(1982,1983) の手の線画の左右同定課
題では、両手で押し分ける反応でも口頭反応でも、利き手の線画に対する RT の方が短かった。このことから、内的過程において利き手の表象の方が非利き手の表象より速くアクセス
されることが示唆される。

{7{

第2章

実験方法
2.1

実験プログラム

実験時 に使用した機材は、実験用のプログ ラムを作成するために dDelphi Learning

Version5.0 (Borland)c を使用した。実験用のコンピュータとして dDigital Equipment
Corporation Celebris GLc、実験刺激を呈示するためのモニターは dDiamondtron RD17GX(Mitsubishi) c を使用した。この実験では細かい時間測定が必要でありそれは他の周辺機器の影響を受けないものでないと安定したデータが得られない。そこで時間の計測にはDelphi の Timer コマンドではなく別にタイマーボード、dPCI-6103(Interface 社)c を使用した。ハードウェアとしてタイマーボードの使用したことにより RT 測定における時間精度
は、Windows、及びプログラムの作業状態によらず 0.1msec よりも正確である。
実験刺激の呈示に関しても、実験の刺激はどの実験でも常にふたつの画像を決まった場所に呈示させる。その際、プログラムのコードでは CRT 上側と CRT 下側の画像をどちらかを先に呈示することになっているのでそれによりデータに何らかの影響が出る可能性を考えてみた。画像の呈示にかかる時間を調べるために、計測には実験で使用したタイマーボードを使用した。よって精度的には保証されている。データを大量に集めて調べた結果、片方の画像の呈示にかかる時間は 5ms ほどでしかなく、このデータ自体のばらつきは 0.1ms 以下でしかない。今回の実験の RT は、全ての実験を含めた最短の RT でも 300ms 以上なので、この程度の誤差 (1.7%程度) ならば問題ないと考えられる。これよりこのプログラムの精度による影響は、少なくかつ安定しているといって良い。

{8{

2.2

2.2

実験刺激

実験刺激

実験刺激には個々のパターンの命名が困難であり、またパターンのサイズや色が調整可能であってパターンの差異が微小であるパターンの群として、雪の結晶の画像を使用した。雪の結晶の画像は写真集 [2] からカラーイメージスキャナ、dGT-9500(EPSON)c を使用し取り込んだものを dAdobe Photoshop 5.0(Adobe)c で編集した。画像データの扱いは Bitmap
で扱い、ファイルサイズはキロバイト単位であるため、画像呈示や転送におけるデータ間の差は発生しない。
呈示された画像を比較する際の刺激同士の差が、刺激の形状以外での要因で大きく影響す
ると、せっかく言語記憶の影響を最小にするべくラベリングしにくい刺激を選んだのに、比較がとても簡単になってしまう可能性がある。そのため被験者が判断するための刺激の余計な要因をできる限り排除するためにいくつか工夫をした。まず明らかに刺激のサイズが違うとそれだけで判断できる、刺激の大きさはそれを知覚するための重要な要因のひとつである。そこで雪の結晶の大きさを調整して同じにしました。また結晶部分以外は刺激によって色も違い、ノイズになる可能性があるので取り除いた。また、結晶の軸の方向が違うもの同士では簡単に判別できてしまい、d 軸が縦で形は…c、というような被験者にパターンを判別する余計な基準を与えてしまう。そのため雪の結晶の軸を同じになるようにパターンを回転させて大まかなパターンの形状を統一化した。刺激が呈示される際に、あまりにも中心がずれているのは問題がある。それは判断要因になる可能性があるだけでなく違う位置に呈示されることでそれがノイズになり被験者の判断の妨げになるような可能性があるため、パターンの中心がほぼ同じ位置にくるように刺激を再配置した。実験刺激に色がついていてそれでパターンの判別をされてしまうと別の実験になってしまうので画像にはモノクロ処理をし色情報をなくした上で、コントラストと明るさを見た目でほぼ同じになるように調整した。刺激の種類はかなりの数 (120 程度) を作成してあるが、その中でも大きく学術的に分類されているものがある。例えば d 広幅六花 c、d 樹枝状六花 c がある。そのためそれらは同じ分類のもの同士で実験するように、実験セッションに組み込んだ。そうしないと、明らかにイ

{9{

2.2

実験刺激

メージが違うものとして判別しやすくなってしまうからである。
実験刺激は分光放射輝度計、dCS-1000(MINOLTA)c を使い測定した。測定した刺激は実
験刺激の背景である黒い背景、実験前に見せる実験刺激の平均の背景、そして実験刺激の
ディスプレイ上側の刺激を 10 点、刺激の上部と下部をペアで 5 点とりそれぞれ測定した。

m

そのデータから平均を求める。刺激輝度はサンプルの測光データでは 18.0〜38.5cd/ 2 のm

範囲で、平均輝度は 33.7cd/ 2。刺激の色度：CIE x=0.287〜0.295,CIE y=0.298〜0.314
で、平均色度は (x, y)=(0.290, 0.315) となる。刺激サイズは実験に使用された総刺激数80 個の平均で 9.5cm, 各刺激の誤差は 0.3cm 以内であった。視距離は実験に参加した被験者の視距離を測定しその平均を取ったもので 110cm。これより被験者が見ることのできm

る Visual Angle は 4.9°となる。背景は黒で (x, y)=(0.309, 0.340)、輝度=0.28cd/ 2 である。
この作成した刺激を今回行われるどの実験でも、図 2.1 のように一定の位置に呈示され、刺激と刺激の間は 3cm ほど離れている。

図 2.1

実験刺激の呈示{ 10 {

2.3

実験環境

2.3

実験環境

実験は暗室内で行った。ファングル材で組んだフレームに黒い板を張り合わせて、接合部分をテープで遮光した暗室を作成。暗室は 270cm × 230cm × 180cm (奥行き×幅×高さ)の大きさで、その中に 180cm × 160cm × 65cm(奥行き×幅×高さ) の大きさの机を置き、その上にディスプレイ等の機材を設置した (図 2.2 参照)。
被験者は暗室内で椅子に座り自然な姿勢で実験を行った。この際、マウスの位置は大体固定しておいた。完全固定しても別に問題ないと思うのだがよほど変な体勢で持たない限り、固定する必要も感じないので自然な体勢で持つようにしておいた。キーボードは大まかな位置を固定しておきそれにより被験者とディスプレイとの間の距離を一定にするように気をつけた。このようにある程度、被験者の姿勢を決めることで被験者間の視距離の差を少なくし実験条件の統一化を図った。ただし、被験者があまりにも変な体勢で実験をしているようなら注意し、正しい姿勢で座らせた。ディスプレイ等のその他実験設備は固定とする。顎台は使用せず自然両眼視の状態で実験を行った。実験者も同時に暗室内に入り被験者の観察をした。
被験者には暗室で外部からの刺激を防ぎ、そして暗室内の他の機材、人からの影響を取り除くための遮光板をいくつか用意した。これは被験者が実験中に他のことに意識を集中してしまうと RT が不安定に増加する可能性が高いのでそれを避けるために実験ブース内で被験者が気になりそうな要因を排除するためである。まず、ディスプレイ上の周辺の影響を取り除くためにディスプレイを覆うカバーを設置、これによりディスプレイ上にあるバーやメニュー、電源ランプ等からの影響を防いだ。次にディスプレイ自身の出す光を防ぐために、被験者がディスプレイを正面から見て、その周辺と背景が見えないようにディスプレイと被験者の間に遮光板を設置した。そして、被験者が周りからの影響が少ないように、トンネルのような覆いを作りディスプレイと被験者の間に設置した。
これらの処置をすることにより、被験者が見ることができるのは遮光板に覆われていない

CRT 上の中央部のみであった。

{ 11 {

2.4

実験全体の説明

図 2.2

2.4

実験ブースのレイアウト

実験全体の説明

実験は 22 歳の男性、4 名で行った。被験者に実験ブースに入ってもらった後、実験についての説明と、必要事項、操作形の説明、判断条件の説明を行った。これらの説明は被験者の実験をこなした回数によらず毎回実験の前に行うことにした。
説明内容は、この実験はある動作をする時の RT を測定するためのものであり、かなり細かい数字を扱うので真剣に行うよう注意することである。
必要事項は、被験者間の反応の速さと正確さのトレードオフをなるべく一定にするために、判断は d 速く、かつ正確に c という条件を提示した。これは、同一の課題、同一の被験者であっても、教示で d 速さ c を強調すると反応は速いがエラーが多くなり、逆に d 正確
さ c を強調すると反応は正確だが RT は長くなる。このようなある意味当然のことが起きるので通常の RT 測定実験で行われる、d 速く正確に c という教示をして、RT と正確さを中位で一定にしておきたい。このような関係を、速さと正確さの排反関係 (speed-accuracy

trade-o ) と呼ぶ。
操作系の説明は、今回使用するのは d キーボードのリターンキーとスペースキー c、d マ
ウスの右ボタンと左ボタン c、の 4 つだけと説明し、d マウスは判断したときに押して、右{ 12 {

2.4

実験全体の説明か左かは判断による。そして、マウスをクリックしたら呈示されていた画像は消えて、画面は真っ黒になる c として d キーボードはリターンキーが実験開始のキーで、スペースキーが実験刺激を呈示させるものとする c と説明した。そして、被験者がスペースキーを押すと、被験者に刺激を出す前に d 用意 c の合図として警告信号 (Warning Signal) を出し、その後、警告信号と刺激との時間間隔である先行間隔 (forperiod) を 3 秒間おいてその後に刺激を出す。この 3 秒間は一定かどうかを測るためにタイマーボードで計測し、その結果 0.1ms 以
下の誤差は見られなかったので、安定している。
判断条件は実験によって異なるので、それぞれ実験前に説明した。
実験データの安定化を図るため実験を開始する前に暗順応を５分間行う。その後、実験刺激とほぼ同じ明るさの刺激を CRT 上に呈示しそれを 1 分間見せる。((x, y)=(0.283,

0.308);33.3cd/m2)
このあと実験を開始する。毎回判断条件に従い、マウスを押す。この作業の繰り返しでデータを取る。1 セッションについて 20 回呈示し、これを常に違うパターンを用いて 3 回行う。これにより、60 個のデータ点が得られる。実際には 1 回につき 20 回以上データを取り最初と最後の数回は捨てている。これは訓練を繰り返しても 1 回目のデータは遅くなるよ
うな気がするので排除することにしたためである。
全ての実験に共通していえるが、RT は非常に影響を受けやすいので被験者の体調等に注意をしておく。例えばこの実験は１セッション、順応をいれても 15 分ほどで終了するが一日に 3 回までしかデータは取らないようにした。これはある種の刺激に対する慣れが起きないようにするためでもあるが、あまり疲れた状態では実験を行いたくないからである。被験者の体調が著しく低下しているときは明らかに RT は長くなるだろうし、判断も誤りやすいだろうと思われる。実験条件を均一にするために、d 被験者の状態が普通のときにデータを取る c、d 連続してデータは取らないで休憩をさせる c、d 実験に集中させる c という条件を実験者に課している。被験者には、実験をする前に十分な訓練をして実験途中に実験に対する慣れで RT が変化することの無いようにした。あまり使いすぎた刺激は学習効果が生まれると思われるので訓練中に使用した刺激 (20 枚前後) は実験には使用しないことにした。

{ 13 {

2.5

2.5

実験 I、上下比較

実験 I、上下比較

人間が何かを判断するためにその場にあるもの同士で比較する時にその対象が目の前にあり、それがあまり離れてはいない場所にある場合どのくらいの時間が必要なのだろうか。今回の実験では刺激が CRT 上に呈示された dCRT 上で上側の刺激 c と dCRT 上で下側の刺激 c を被験者がある一定の位置で見た場合において被験者がそれらを見てそれらがあらかじめ与えられた判断条件にあっているかどうかを判断する実験を行い、それに必要な反応時間(RT) を測定した。
この実験で与えられる判断条件は dCRT 上に表示された画像が上下同じであると判断したらマウスの左ボタンを押し、上下違うと判断したら右ボタンを押す c というものである。
なお被験者にはあらかじめ一度呈示された画像はもう一度出現しないといってある。また気分的にはいつも同じ状態で行うように指示している。
人間が視線を動かさずに見れる範囲はおよそ 5°であるといわれており、今回の実験で呈示される刺激は 4.9°とその範囲内にある。ただし、刺激と刺激を見比べる今回の上下比較
では、その距離がある程度離れており、被験者はその二つを見比べるときどうしてもその視線を何度か上下させる必要がある。今回はその具体的な影響は調べてはいないが実験で得られたデータを扱う際にその点を考慮する必要があると思われる。よって、純粋に視線の移動がないような条件の場合には、今回得られた RT よりも少しばかり短い RT となると予測される。データを検討する際にはそのことを考慮しておく。
なお、この実験ではどの場合でも上下比較で上下違うものは 20 回中 3 回で統一している。
ただし、そのことは被験者は知らないで実験を行った。その理由は、もしこのことを知っていると最初の方で 3 回上下違うと判断したら、そのあとは考えないで応答される可能性があるためである。この場合には測定される RT が全く違うものになってしまう。したがって、実験者は被験者に聞かれても枚数については答えなかった。

{ 14 {

2.6

実験 II、記憶比較 (1〜4 枚)

実験 I の実験の流れを図 2.3 に示す。

図 2.3 実験 I、上下比較の流れ

2.6

実験 II、記憶比較 (1〜4 枚)

人間は目の前にあるものと、これまでに覚えたものを比べてある判断をして何か行動する
とき、どのくらいの時間がかかるのだろうか。この実験では CRT 上に呈示された刺激と記憶した刺激の比較 (記憶比較) を行い、そのために要する反応時間 (RT) を測定する。
この実験で与えられる判断条件は dCRT 上に表示された画像が実験開始前に覚えた n 枚の画像の内のひとつであると判断したらマウスの左ボタンを押し、そうでないと判断したら右ボタンを押す c というものである。なお被験者にはあらかじめ一度呈示された画像はもう一度出現しないといってある。また気分的にはいつも同じ状態で行うように指示している。
この実験では他の実験との差異を減らすために、実験 I と同じ呈示位置に、刺激を呈示する。つまり、CRT 上の上側と下側に同じパターンが呈示される。ただし、この実験の場合
は、上下を見比べる必要もないし、それに要する時間が発生すると厄介なので、被験者には上側を見て、下側は見ないように指示した。実験前に呈示する 20 枚の画像のうちあらかじ{ 15 {

2.7

実験 III、記憶比較 (5〜7 枚)め決めたｎ枚 (n=1〜4) を目の前に置いたラップトップで覚えてもらう。被験者が覚えたと判断できるまで時間をかける、あまり速いようだといいかげんにしている可能性があるので確認を取るようにする。記憶する枚数は 1,2,3,4 枚とそれぞれ行って、記憶するパターンは重複がないようにした。つまり、一度覚えた画像をもう一度覚えるようなことはないようにした。これにより各実験の被験者に対する負荷は実験の順によらず記憶枚数に従う。ただし、記憶枚数が変わってもそれぞれのセッションの刺激の呈示順序は同じとする。
実験 II、実験 III の実験の流れを図 2.4 に示す。

図 2.4 実験 II、実験 III、記憶比較の流れ

2.7

実験 III、記憶比較 (5〜7 枚)

この実験は、記憶枚数が多くなるとどうなるかという観点から行った。実験条件は、実験

II とほとんど変わらないようにした。ただ一度記憶した画像はもう一度覚えることはないが記憶枚数が変化すると刺激の呈示順は変化するようにした。ただこの実験は、実験 II が行われてから 2 週間のブランクが被験者にあるのでそれがどう影響するのかは現段階ではわからない。

{ 16 {

第3章

実験 I と実験 II の結果
3.1

反応時間 (RT) と記憶枚数

3.1.1

被験者 4 名の平均の場合

実験 I と II より得られたデータを記憶枚数の変化に伴う RT の変化を示すためにグラフで表示した。

図 3.1 反応時間 (RT) と記憶枚数 平均

実験 II のデータを、縦軸に反応時間 (msec) をとり横軸に記憶枚数をとった。同じ縦軸で実験 I のデータを同じグラフ上にプロットした。
記憶枚数が増えるにつれて反応に要する時間は比較的単純に増加する。記憶枚数 3 と 4 枚の反応時間の間ぐらいと上下比較 (3 枚一致) の反応時間はほぼ同じである。記憶枚数が 1,2枚であればテスト刺激と参照刺激を上下で比較するよりも記憶したパターンとテスト刺激を{ 17 {

3.1

反応時間 (RT) と記憶枚数比較したほうが RT は短くなる。記憶枚数が 3 枚から 4 枚になる辺りでの RT の増加がそれまでより少し急である。

3.1.2

被験者 Y.H の場合

実験 I と II より得られたデータを記憶枚数の変化に伴う RT の変化を示すためにグラフで
表示した。

図 3.2

反応時間 (RT) と記憶枚数 Y.H

実験の II データを、縦軸に反応時間 (msec) をとり横軸に記憶枚数をとった。同じ縦軸で実験 I のデータを同じグラフ上にプロットした。
記憶枚数が増えるにつれて反応に要する時間は比較的単純に増加する。記憶枚数 3 枚と 4
枚の反応時間の間ぐらいと上下比較 (3 枚一致) の反応時間はほぼ同じである。記憶枚数が1,2 枚であればテスト刺激と参照刺激を上下で比較するよりも記憶したパターンとテスト刺激を比較したほうが RT は短くなる。記憶枚数が 3 枚から 4 枚になる辺りでの RT の増加がそれまでより少し急である。

{ 18 {

3.1

反応時間 (RT) と記憶枚数

3.1.3

被験者 T.A の場合

実験 I と II より得られたデータを記憶枚数の変化に伴う RT の変化を示すためにグラフで表示した。

図 3.3 反応時間 (RT) と記憶枚数 T.A

実験 II のデータを、縦軸に反応時間 (msec) をとり横軸に記憶枚数をとった。同じ縦軸で実験 I のデータを同じグラフ上にプロットした。
記憶枚数が増えるにつれて反応に要する時間は比較的単純に増加する。記憶枚数 3〜4 枚の反応時間の間ぐらいと上下比較 (3 枚一致) の反応時間はほぼ同じである。記憶枚数が 1,2枚であればテスト刺激と参照刺激を上下で比較するよりも記憶したパターンとテスト刺激を比較したほうが RT は短くなる。記憶枚数が 3 枚から 4 枚になるあたりで RT の増加がそれまでより急である。

3.1.4

被験者 Y.F の場合

実験 I と II より得られたデータを記憶枚数の変化に伴う RT の変化を示すためにグラフで表示した。
実験 II のデータを、縦軸に反応時間 (msec) をとり横軸に記憶枚数をとった。同じ縦軸で実験 I のデータを同じグラフ上にプロットした。

{ 19 {

3.1

反応時間 (RT) と記憶枚数

図 3.4

反応時間 (RT) と記憶枚数 Y.F

記憶枚数 2〜4 枚では記憶枚数が増えるにつれて反応に要する時間は比較的単純に増加する。記憶枚数 3〜4 枚の反応時間の間ぐらいと上下比較 (3 枚一致) の反応時間はほぼ同じである。記憶枚数が 1,2 枚であればテスト刺激と参照刺激を上下で比較するよりも記憶したパターンとテスト刺激を比較したほうが RT は短くなる。他の被験者に比べ全体的に RT の値が短く、反応が速いといえる。記憶枚数 1 枚と 2 枚の差があまりない。

3.1.5

被験者 T.N の場合

実験 I と II より得られたデータを記憶枚数の変化に伴う RT の変化を示すためにグラフで表示した。
実験 II のデータを、縦軸に反応時間 (msec) をとり横軸に記憶枚数をとった。同じ縦軸で
実験 のデータを同じグラフ上にプロットした。
記憶枚数が増えるにつれて記憶枚数が 4 枚目あたりまでは反応に要する時間は比較的単純に増加する。記憶枚数 3〜4 枚の反応時間の間ぐらいと上下比較 (3 枚一致) の反応時間はほぼ同じである。記憶枚数が 1,2 枚であればテスト刺激と参照刺激を上下で比較するよりも記憶したパターンとテスト刺激を比較したほうが RT は短くなる。

{ 20 {

3.2 RT と正答率

図 3.5 反応時間 (RT) と記憶枚数 T.N

3.2 RT と正答率
条件間で処理時間の差を検討する場合、理論的には，RT の条件差をそのまま実験操作の効果とみなせるのは，被験者が正確さの水準を一定に保って反応したとき、すなわち実験中
ずっと同じ LOC 上の一点で反応したときだけである。そのために Log(正答率／誤答率) とRT との関係をプロットして正確さの評価を試みた。
LOC は、Latency Operating Characteristiec のことで、信号検出理論における ROC（Receiver Operating Characteristic，受信者感度特性）にならって Speed-Accuracy Op-

erating Characteristic と呼ばれているもののことである。
RT と一次関数をなすような正確さの測度がいくつか考案されていて Pew （1969）は，種々の測定条件で得られたデータを分析して，Log(正反応率／誤反応率) を正確さの測度として RT との間に一次関数を見いだした。この直線を、LOC という。
つまり、エラーが一定なデータでは条件差となる RT の差はを実験操作の効果として扱えるが，RT は増加しているのにエラーが減少しているような RT と誤答率との間に負の相関がある場合は，条件差は速さと正確さのトレード・オフ以上のものに帰せられない。RT が増加するとエラーも増加するような RT と誤答率とが正の相関をなすデータでは．条件差の存在は実験操作の効果とみなせるが，反応時間の絶対値に意味はない。エラーがまったくな{ 21 {

3.2 RT と正答率
い場合，理論的には反応ができるだけ速くなされたという保証がないという関係がある。

3.2.1

被験者 4 名の平均の場合

縦軸に Log(正答率/誤答率) をとり、横軸に RT をとった。見やすいように各点ごとに記憶枚数を添えた。正答率と誤答率は判断条件の答えと被験者の答えが同じ時に正解とし、そうでないときはミスとした。そして、正答率は各実験ごとに正解数/総データ数、誤答率は
ミス数/総データ数とした。

図 3.6

RT と Log(正答率/誤答率) 平均

記憶枚数が少ないと正答率と RT は良い。けれども記憶枚数の増加と正答率の減少はト
レードオフをしているのかはっきりとはわからない。なぜなら今回のデータは多くの場合において正答率 100%になっており、d 理論的には反応ができるだけ速くなされた c という保証がないからである。その観点から見るとデータの取り方にやや問題がある。ただし、全被験者の平均で見る限りにおいては Log(正答率/誤答率) が記憶枚数 2,3 枚と上下比較の場合
でほぼ同じであるので同程度の performance であると期待される。また記憶枚数 4 枚の場
合には、明らかに Log(正答率/誤答率) が低下している。全体的に緩やかなカーブを描きながら記憶枚数が増えるにしたがい正答率は低下し、RT は増加した。

{ 22 {

3.2 RT と正答率
3.2.2

被験者 Y.H の場合

縦軸に Log(正答率/誤答率) をとり、横軸に RT をとった。見やすいように各点ごとに記憶枚数を添えた。正答率と誤答率は判断条件と被験者の答えが同じ時に正解とし、そうでな
いときはミスとした。そして、正答率は各実験ごとに正解数/総データ数、誤答率はミス数/
総データ数とした。

図 3.7 RT と Log(正答率/誤答率) Y.H

記憶枚数が少ないと RT は短い。けれども記憶枚数の増加と正答率の減少はトレードオフをしているのかはっきりとはわからない。なぜなら今回のデータは全ての場合において正答率 100%になっており、d 理論的には反応ができるだけ速くなされた c という保証がないからである。

{ 23 {

3.2 RT と正答率
3.2.3

被験者 T.A の場合グラフの見方は被験者 Y.H と同じである。

図 3.8

RT と Log(正答率/誤答率) T.A

記憶枚数が少ないと RT は短い。記憶枚数の増加にしたがい単純に正答率が減少してい
ない。

3.2.4

被験者 Y.F の場合

グラフの見方は被験者 Y.H と同じである。

図 3.9 RT と Log(正答率/誤答率) Y.F

{ 24 {

3.2 RT と正答率
記憶枚数が少ないと正答率と RT は良い。記憶枚数 3 枚と 4 枚では正答率があまり変わらないが、RT は記憶枚数が少ない方が良い。記憶枚数 3〜4 枚の場合には、明らかに Log(正答率/誤答率) が低下している。

3.2.5

被験者 T.N の場合

グラフの見方は被験者 Y.H と同じである。

図 3.10 RT と Log(正答率/誤答率) T.N

記憶枚数が少ないと正答率と RT は良い。記憶枚数 3、4 枚の場合には、明らかに Log(正答率/誤答率) が低下している。記憶枚数が 3 枚と 4 枚を比べると正答率と RT が悪くなっている。

{ 25 {

第4章

実験 III を加えた結果
4.1

反応時間 (RT) と記憶枚数

縦軸に反応時間 (msec) をとり、横軸に記憶枚数をとった。これに実験 III のデータを加えたもので、単位のとり方は変わらない。

4.1.1

被験者 4 名の平均の場合

図 4.1 反応時間 (RT) と記憶枚数 平均

記憶枚数が多くなっても反応速度は爆発的には増加せず一定の領域からは大きく逸脱はしているようには見えない。記憶枚数 1,2 枚にくらべて記憶枚数 5,6,7 枚では反応速度は遅く、正答率も悪い。しかし、直感に反して記憶枚数 5,6,7 枚での RT は記憶枚数 4 枚の場合よりも RT は短い。

{ 26 {

4.1

反応時間 (RT) と記憶枚数

4.1.2

被験者 Y.H の場合

図 4.2

反応時間 (RT) と記憶枚数 Y.H

記憶枚数が多くなっても反応速度は爆発的には増加せず一定の領域からは大きく逸脱はしているようには見えない。記憶枚数 1,2 枚にくらべて記憶枚数 5,6,7 枚では反応速度は遅く、正答率も悪い。しかし、直感に反して記憶枚数 5,6,7 枚での RT は記憶枚数 4 枚の場合よりも RT は短い。しかも記憶枚数が 6 枚と 7 枚では 7 枚のほうが RT が短くなった。

4.1.3

被験者 T.A の場合

図 4.3 反応時間 (RT) と記憶枚数 T.A{ 27 {

4.1

反応時間 (RT) と記憶枚数

記憶枚数が多くなっても反応速度は爆発的には増加せず一定の領域からは大きく逸脱はしているようには見えない。むしろこの被験者に限って言えば記憶枚数 1,2 枚よりも記憶枚数

5,6,7 枚のほうが RT は短いという、直感に反する結果がでた。しかも記憶枚数が 5 枚と 6
枚では 6 枚のほうが RT が短くなった。

4.1.4

被験者 Y.F の場合

図 4.4

反応時間 (RT) と記憶枚数 Y.F

記憶枚数が多くなっても反応速度は爆発的には増加せず一定の領域からは大きく逸脱はしているようには見えない。記憶枚数 1,2 枚にくらべて記憶枚数 5,6,7 枚では反応速度は遅い。
しかし、直感に反して記憶枚数 5,6,7 枚での RT は記憶枚数 4 枚の場合よりも RT は短い。

RT は記憶枚数 5〜7 枚だけで言えば 7 枚よりも 6 枚のほうが少し RT は短いが全体的には緩やかに増加している。他の被験者に比べ RT が全体的に小さので、反応が速いといえる。

4.1.5

被験者 T.N の場合

記憶枚数が多くなっても反応速度は爆発的には増加せず一定の領域からは大きく逸脱はしているようには見えない。記憶枚数 1,2 枚にくらべて記憶枚数 5,6,7 枚では反応速度は遅く、正答率も悪い。しかし、直感に反して記憶枚数 5,6,7 枚での RT は記憶枚数 4 枚の場合より{ 28 {

4.2 RT と正答率

図 4.5 反応時間 (RT) と記憶枚数 T.N

も RT は短い。しかし、RT は記憶枚数 5〜7 枚では、ほぼ線形に上昇している。

4.2 RT と正答率
実験 I、実験 II と同様に実験 III のデータを加えて Log(正答率/誤答率) と RT の間の関係を調べた。単位系のとり方は同じで、縦軸に Log(正答率/誤答率) をとり、横軸に RT をとった。見やすいように各点ごとに記憶枚数を添えた。正答率と誤答率は判断条件と被験者の答えが同じ時に正解とし、そうでないときはミスとした。実験 II を例にすると、d 記憶にあるものをあると認識できた c、d 記憶にないものをないと認識できた c が正解で、d 記憶にないものをあると認識した c、d 記憶にないものをあると認識した c がミスである。そして、正答率は各実験ごとに d 正解数/総データ数 c、誤答率は d ミス数/総データ数 c とした。

4.2.1

被験者 4 名の平均の場合

記憶枚数 1〜4 枚では緩やかなカーブを描きながら記憶枚数が増加するにしたがい正答率は減少し、RT は増加した。しかし、記憶枚数 5〜7 枚ではグラフ上のほぼ同一の点に集まっている。記憶枚数 5〜7 枚は全体的に正答率が悪く、RT は記憶枚数 3〜4 枚と同じぐらいである。比較的、正常にトレードオフしているように見えるので、記憶枚数 4〜7 枚の点は近{ 29 {

4.2 RT と正答率

図 4.6

RT と Log(正答率/誤答率) 平均

似直線で結ぶことができる。

4.2.2

被験者 Y.H の場合

記憶枚数が少ないときに比べ、記憶枚数 5〜7 枚では正答率、RT は悪くなるが正常にトレードオフしているようには見えない。記憶枚数が少ないときの正答率が 100%なので評価しにくい。記憶枚数 5〜7 枚のデータはほぼ同じである。

図 4.7 RT と Log(正答率/誤答率) Y.H{ 30 {

4.2 RT と正答率
4.2.3

被験者 T.A の場合

記憶枚数が少ないときに比べ、記憶枚数 5〜7 枚では正答率、RT は悪くなるが正常にトレードオフしているようには見えない。記憶枚数が少ないときの正答率が 100%なので評価しにくい。記憶枚数 2 枚と記憶枚数 5〜7 枚が同じような所にある。記憶枚数 4 枚のデータの方がどの点よりも正答率、RT が悪い。記憶枚数 5〜7 枚のデータはほぼ同じ RT である。

図 4.8

4.2.4

RT と Log(正答率/誤答率) T.A

被験者 Y.F の場合

図 4.9 RT と Log(正答率/誤答率) Y.F

{ 31 {

4.2 RT と正答率
記憶枚数が少ないときに比べ、記憶枚数 5〜7 枚では正答率、RT は悪くなる。比較的、正常にトレードオフしているように見えるので、記憶枚数 3〜7 枚の点は近似直線で結ぶことができる。記憶枚数 5〜7 枚のデータは似たようなところにある。記憶枚数が 3〜4 枚の方が記憶枚数 5〜7 枚よりも RT は大きいが、その分、正答率が悪くなっている。このことか
らもトレードオフが生じているといえる。

4.2.5

被験者 T.N の場合

記憶枚数が少ないときに比べ、明らかに記憶枚数が多いときの方が正答率、RT が悪くなっている。記憶枚数が 4 枚の方が記憶枚数 5〜7 枚よりも RT は大きいが、その分、正答率が悪くなっている。このことから比較的、正常にトレードオフしているように見えるので、記憶枚数 3〜7 枚の点は近似直線で結ぶことができる。記憶枚数 5〜7 枚のデータはほぼ同じ所にある。

図 4.10 RT と Log(正答率/誤答率) T.N{ 32 {

第5章

考察
5.1

反応時間と記憶枚数の考察

実験 III は実験 I、実験 II のあと実験期間が 2 週間あいているため、完全に同じ条件下の実験とはいえない。このブランクがどのように影響しているのかよくわからない。ただ、これまでに得た経験が失われていると考えると RT は増加しそうだが、実際には逆である。それに経験が失われていても実験前には訓練を課すのでそれほどの影響は無いと考えられる。
むしろ、この実験の操作が無意識下で行われているぐらいのレベルになっている可能性のほうが高く、これならば RT はさほど変化していなくても問題は無いと考えられるが、それでも RT の全体的な減少は説明できない。
実験 II のデータが比較的線形に単調増加しているのは、被験者に与えられる記憶枚数の増加という負荷が影響していると思われる。しかしながら、実験 III では全体の平均では線形に上昇しているように見えるが各被験者ごとに見てみると記憶による負荷が増えても RT は増加せずに、逆に減少している例も存在する。さらに、記憶枚数 4 枚の方が実験 III の記憶
枚数 5〜7 枚よりも RT が大きい。このことは二つの実験の間に 2 週間のブランクがあったとしても説明できないので、この段階でもう一度、記憶枚数 1〜4 枚のデータを採取しなおすべきであったと思われる。
上下比較のデータ点が記憶枚数 3〜4 枚の間の RT と同じである。これは最初、記憶枚数
が 3 枚の時と上下比較で上下違うものが 3 枚呈示される時と比較してみたらどうだろうかと思いデータを採取したが、この呈示枚数が変化した場合の実験 I での RT の変化を調べていないので単なるデータ点としてしか扱えないのが残念である。

{ 33 {

5.2 RT と正答率の考察
実験 I の上下比較と実験 II の記憶比較 4 枚、実験 II の記憶比較 4 枚と実験 III の記憶比較

5 枚において各被験者ごとの RT と全被験者から得られた全データの RT で統計的有意かどうかを調べたところ上下比較と記憶 4 枚では被験者ごとの結果は 4 人中 1 人しか有意は示されず、記憶 4 枚と記憶 5 枚では 4 人中 3 人において統計的有意が示された。そして全被験者の RT では二つの場合とも両者の差は統計的有意が示された (5%)。

5.2 RT と正答率の考察
記憶枚数が 1〜2 枚ではどの被験者でも正答率と RT が良いのでこの程度ではたいした負荷にはならないのだろう。記憶枚数が増えた場合には Log(正答率/誤答率) が低下しており、記憶枚数が少ない場合と同じ performance での RT 測定実験とはいえない。このこと
が記憶枚数 5〜7 枚の場合に RT が記憶枚数 4 枚の時より短くなった要因であるとも考えられる。特に被験者 Y.F、T.N(あるいは平均のデータ) では、記憶枚数 4 枚と 5〜7 枚の場合とを右上がりの直線で近似可能であり、これは RT と正確さのトレードオフで説明できる。
ただし、記憶枚数 4 枚目と 5〜7 枚目の間で何故 RT と正答率とのトレードオフが突然生じたかどうかは不明である。もっと多くのデータと被験者が必要なのでそれを測定した後に検討しなおしたい。しかし、記憶枚数 5 枚からは覚える画像が増加してもそれほど正答率が激的に変化しないのはなぜだろうか。

5.3

記憶の切り捨ての可能性について

記憶枚数が多くなるにつれて、あまり RT が当初予想したように爆発的に増加せず一定領域にとどまり、そのかわり正答率の低下を引き起こしたかのような現象についてある推論が考えられる。それは正確さと RT のトレードオフである。このトレードオフにより RT の爆発的増加はとめられ正答率がその分減少しているのは説明できるがどうしてそれは起きているのだろうか。その答えとして d 記憶枚数が一定以上だと覚えることをあきらめて、切り捨てているのではないだろうか c という仮説ある。この仮説が正しいのかどうかを確かめるた{ 34 {

5.3

記憶の切り捨ての可能性について

めにいくつかの分析を行った。
まず、もしこの記憶の切り捨てが起きていると仮定すると、実験の結果からいくつかの結果が得られるはずである。それは被験者の応答が間違えている場合、操作ミスを除くと 2 つの場合が考えられ、d 覚えさせた刺激を覚えていないものと認識した c、d 覚えさせていない
刺激を覚えたものとして認識した場合 c の 2 つである。もし先ほどの仮定が正しいならこの二つのミスの内、d 覚えさせた刺激を覚えていないものと認識した c が切り捨てた分だけ多くなり、d 覚えさせていない刺激を覚えたものとして認識した場合 c は増加しないはずである。なぜならもし記憶枚数の限界が 4 枚とするなら 7 つ覚えないといけない実験で 4 つしか覚えれないので 3 つ切り捨てることになるので 20 回のデータ点の内、4 つは、d 覚えさせた刺激を覚えてたものと認識した c という答えをだし、d 覚えさせた刺激を覚えていないものと認識した c という答えを 3 つだし、あとは d 覚えさせていない刺激を覚えていないものとして認識した場合 c になるはずである。よって、操作ミス以外では d 覚えさせていない刺激を覚えたものとして認識した場合 c はないはずである。
そしてもうひとつは被験者が d これは記憶した画像である c という答えが減少、または一定以上増えないはずであるということである。なぜなら、いくつかの画像を切り捨てているのだから、d これは記憶した画像である c という答えは切り捨てていない数までとなるはずである。
この二つのことが実験結果にあらわれるはずであるので、それを具体的にまとめたものを表す。
図 5.1 に今回の実験の結果から得られた、各記憶枚数ごとの、被験者の答えが間違っていた場合のその間違え方の内容を示した。仮説である d 記憶枚数が一定以上だと切り捨てているのではないだろうか c を確かめるための d 覚えさえた刺激を覚えていないものと認識したが、切り捨てた分だけ多くなり、覚えさせていない刺激を覚えたものとして認識した場合は増加しない c という推論が d 記憶枚数の限界は 4 枚である c とした時に理想的に働いた場合の値も参考までに付け加えた。この図の d ミス 1c は d 覚えた刺激を覚えていないものと認
識した c で d ミス 2c は d 覚えていない刺激を覚えたものとして認識した場合 c とした。さ{ 35 {

5.3

記憶の切り捨ての可能性について

図 5.1

被験者のミスの内容と記憶の切り捨ての予測値

らに上下比較の場合も考えたので d ミス 3c は d 上下同じものを上下違うと認識した c で d
ミス 4c は d 上下違うものを上下同じと認識した c として、それぞれ各記憶枚数ごとに全部で 60 個のデータのうち何回、間違えたのかを間違え方を別々にして、回数で示した。
被験者の２つのミスの場合の変化についての結果から、記憶枚数 1〜4 枚ではどの被験者でもミスは 1 回あるかないかだが、記憶枚数が増えるとやはりミスは増加しており、そのミスのタイプは推論どおり、d 覚えさせた刺激を覚えていないものと認識した c が増加している。しかし、d 覚えさせていない刺激を覚えたものとして認識した c も記憶枚数が少ないときに比べ、やはり増加しており仮説が完全に正しいかどうかはわからない。
被験者ごとに見てみると、Y.H は予想した予測値よりもミス 1 のミスの数が少ないが、この記憶枚数の限界を 5 枚までなら記憶できるとして考えると非常にきれいに予測値に近づく、だがミス 2 のミスも存在するのではっきりと推論が正しいとはいえない。T.A は全体的にミスが少ないので予測値に近いとはいえない。Y.F は非常に予測値に近いし、ミス 2 も少ないので今回の被験者の中ではもっとも理想に近い形といえる。T.N は全体的にミスが多いのであまり覚えきれてはいないようである。
この結果、理想に近い被験者もいたがどちらのミスのタイプも予測値どおりにはいかなかった。他に何らかの原因があるとも考えられる。
次にもう１つの推論を検討してみた。もし意図的な記憶の切捨てが起きているなら被験者が覚えた画像は記憶できる限界の枚数までとなるので、被験者が何回、d この画像は覚えた{ 36 {

5.4

記憶の上書きの可能性についてと判断した c かを数えてその回数の変化を調べることは意味がある。図 5.2 に被験者が何回、d この画像は覚えたと判断した c と答えたか (つまり、マウスの左クリックを行った) を表し、同時に上下比較の時の d 上下同じと判断した c 回数と記憶枚数の限界を 4 枚としたときの予測値を付け加えた。

図 5.2 判断条件に一致すると判断した数

図 5.2 の結果からは、どの被験者にしても元々の覚えなければいけない記憶枚数の数とほとんど同じであることを示しており、少なくとも被験者は記憶しなければならない記憶枚数
を、覚えきれたかどうかはわからないものの覚えたつもりにはなって応答しているといえる。つまり意図的に記憶の切捨てが行われたのではないと考えられる。
以上のように、この仮説を正しいと断定できるような強い結果は存在していなかった。ただし、その傾向としてはそのような可能性も否定できない。さらに、他に何らかの要因が考えられないか検討してみた。

5.4

記憶の上書きの可能性について

d 記憶する枚数が一定以上だと覚えることをあきらめて、切り捨てているのではないだろうか c という仮説から予想される、図 5.1 に示したデータでは被験者の Y.F、Y.H においては、d 記憶の切り捨て c の傾向が強い。特に Y.F についてはかなり予測値の値に近い。したがって、この仮説が正しいとするなら、記憶の切り捨ては、意図的に覚えていないのではな{ 37 {

5.4

記憶の上書きの可能性について

く、実験の刺激が難しすぎたためやむを得ず覚えきれなかったのではないかと考えられる。
それならば、そのあいまいな記憶に対して、実験中に何度も呈示されるよく似た刺激によって、d 記憶の上書き c が行われたのではないかと考えられる。この d 記憶の上書きの仮説 cが正しいとすると、被験者は記憶するべき画像のいくつかを意図的にではなく切り捨て、さらに記憶した画像のいくつかが実験中に書き換えられていることになる。その場合、被験者は記憶しなければならない数の画像を覚えた気になり、その結果、切り捨てられた分の刺激に対しては、d 覚えさせた刺激を覚えていないものと認識した c という答えになり、上書きされた画像に対しては、d 覚えさせていない刺激を覚えたものとして認識した場合 c という答えとして結果に現れると考えられる。
このように、記憶の上書きが行われた場合には、一枚の上書きで、ミス 1 が一回、ミス 2
が 1 回の 2 回のミスが生じるはずである。したがって、先ほどの記憶の切り捨て仮説より、予想したミスのおおよそ 2 倍のミスが生じている計算になる。

図 5.3 ミスの内容と記憶の上書きの予測値

図 5.3 の結果は被験者 T.N ではミス 1 とミス 2 の値は等しくはないもののミス 1+ミス 2
で考えると他の被験者よりも多くなっている。よって、被験者 T.N においては記憶の上書
きが起こっている可能性も否定できない。記憶の限界枚数を別にすればおおむねそのような傾向が見られる。
現段階では被験者数が少ないこともありはっきりとは断定できないがこの二つの仮説か{ 38 {

5.5

総合的考察

ら、記憶枚数が増加し一定枚数以上になると、記憶の切り捨てと上書きが起こり、その結果

RT の爆発的増加が抑えられるかわりに、正答率の減少を引き起こしているという可能性は十分にあるといえる。

5.5

総合的考察

これらのデータより、このようなことが考えられる。記憶枚数が 4 枚までは枚数が増えるにしたがい反応速度は増加する。記憶枚数 3 枚、4 枚の反応時間と上下比較 (3 枚一致) の反
応時間はほぼ同じである。記憶枚数が 4 枚以上にすると正答率は悪くなる。被験者によっては記憶枚数が 5 枚以上になると 4 枚の時よりも RT が短くなるが正答率が悪くなるというト
レードオフが生じている。この要因はあきらかではないが、1 セッションの枚数が 20 枚までしかないことが影響している可能性や、記憶の切捨てという要因も考えられる。記憶枚数
が 4 枚までの場合、同じ順序でパターンを呈示していることや、パターンが全部で 20 枚しかないことが影響している可能性、また実験を中断したことなどがデータに影響を与えている可能性もありそれらを制御した上で再実験する必要がある。
今後の展開としては、実験 I においては上下比較の上下違うという答えの数をいくつか連
続的に変化させて行いその増減によって結果がどのように変わるかを検討してみたい。おそらくそれほどの変化は見られないと思うが上下同じと判断するよりも上下違うと判断する方が RT はかかると思われるのでその分、視線の移動距離が増えて RT が増加する可能性があると思われる。それに、何らかの方法を用いて視線の移動をする必要がないようにすればどのような結果がでるのか興味がある。単純に考えると視線の移動がない分 RT は減少し、純粋に上下を比べるのにかかる RT が測定できそうである。それとも逆に、視線の移動距離を測りそれがどのように RT に影響を及ぼしてるかを調べてみるのもいいかもしれない。
実験 II と実験 III に関しては、両者の実験の差異をなくし連続したデータとして扱えるよ
うにしておきたい。そうすれば、反応時間は線形に単調増加するのか、それともある一定のラインで増加を止め水平に近づくのだろうか、あるいは他の形状を取るのかが理解できるか{ 39 {

5.5

総合的考察

も知れない。それに刺激の呈示順をどう扱うかも大事である。
今回は、雪の結晶という比較的なじみのないものを対象にしてみたがこれが RT と正答率にどのような影響をもたらしているのか大変興味がある。もしこれが被験者にとってなじみのあるもの、例えば町の看板や、車を持っている人ならば交通標識などではどうだろうか。
今回の実験とは RT や正答率がどう変わるのだろうか。他にも、刺激のサイズ、呈示位置が変わればどうなるのか調査したいことはかなりある。
どのような実験をするにせよ、もっと多くの被験者が必要だし、安定したデータを得るための工夫が必要である。

{ 40 {

第6章

結論
今回のような図形を視角 4.9°という大きさで見た場合、刺激の記憶枚数が 1〜3 枚であれば上下比較よりも記憶比較のほうが速く、かつ正確さも失わないことが示された。これより、扱う情報量がある基準より少ないなら覚えたほうが速いと考えられる。記憶枚数 1〜3
枚では d 速くて正確 c、それ以上 (4 枚を除いた 5〜7 枚) では d そこそこの速さで不正確 c、
上下比較 3 枚においては d そこそこの速さで正確 c となる。このような変化は、d 記憶の切り捨て c や d 記憶の上書き c の仮説によっても説明することができる。
インターフェイスを使うユーザが求めようとしている目的に到達するためにかかる時間が少なくかつ、その処理に対してのミスをできる限り少くしたいという観点から考えると、今回の結果は記憶した方が効率が良いのはどの程度の情報量なのかを求めることは意味がある。すなわちインターフェイス設計等においてどの程度までなら記憶させた方が良いのか、
あるいは表示したほうが良いのかを示す基準点を調べることにはインターフェイスを改良す
ることにおいて重要であると考えられる。

{ 41 {

謝辞
今回の研究を行うにしてご指導いただいた指導教員の篠森先生、および終始実験データの採取に協力してくださった被験者の皆さん、その他いろいろと助言してくださった皆様には厚く御礼申し上げます。
初めてながら日本視覚学会で行ったポスター発表を聞いてくださった方々、質問をしてくださった皆様には今後の展開を決める上で大変参考になりました。今後も、学会には参加する予定なのでどうかよろしくお願いします。
最後に、今回の体験はこれから何かをする上でに非常に貴重なものになると思っています。この貴重な経験を今回の研究を通して得られたことを大変嬉しく思います。
今回ご協力していただいた皆様、本当にありがとうございました。
この研究は、住友海上福祉財団 (道路交通の安全) の研究費助成を受けています。

{ 42 {

参考文献[1] 積山 薫, 反応時間,d 新編 感覚・知覚心理学ハンドブック (大山 正ら編)c 第部 総論 6

章 知覚運動協応 6-4-1,6-4-2,6-4-3 節 (東京：誠信書房) 185-193,1994.

[2] 小林禎作,d 雪の結晶―冬のエフェメラル c, 札幌：北海道大学図書刊行会,1983.
[3] 石村貞夫,d すぐわかる統計処理 c, 東京：東京図書株式会社,1994.
[4] 上野雄宏, 反応時間の構造 ( ), 人文研究

Vol.23301-317,1972.

[5] 戸田正直・高田洋一, 心理学における情報理論適用の現状, 心理学研究
48-65,1953.
[6] 石村貞夫,d すぐわかる統計処理 c, 東京：東京図書株式会社,1994.

{ 43 {

Vol.30

付録 A

付録
A.1

被験者 Y.H の全データ

図 A.1 被験者 Y.H の全データ{ 44 {

A.1

被験者 Y.H の全データ

図 A.2 被験者 Y.H の全データ{ 45 {

A.2

被験者 T.A の全データ

A.2

被験者 T.A の全データ

図 A.3 被験者 T.A の全データ{ 46 {

A.2

被験者 T.A の全データ

図 A.4 被験者 T.A の全データ{ 47 {

A.3

被験者 Y.F の全データ

A.3

被験者 Y.F の全データ

図 A.5 被験者 Y.F の全データ{ 48 {

A.3

被験者 Y.F の全データ

図 A.6 被験者 Y.F の全データ{ 49 {

A.4

被験者 T.N の全データ

A.4

被験者 T.N の全データ

図 A.7 被験者 T.N の全データ{ 50 {

A.4

被験者 T.N の全データ

図 A.8 被験者 T.N の全データ{ 51 {