認知システムノート[期末テスト範囲]

神経心理学的根拠

　健忘症：長期記憶のみ障害

　脳損傷患者：側頭葉の一部を削除

　　短期記憶のみ障害

　　短期記憶から長期記憶への情報を移行する機能が欠落

作動記憶

短期記憶の考え方を発展

保持機能と処理機能の双方を持つ

情報の処理機能を重視

認知課題の遂行中における情報の操作

知的作業にするときの情報の一時的な記憶

作動記憶の研究方法

二重課題法

作動記憶を利用する課題を２つ同時に課す

どちらか一方だけ課した場合に比べて成績の低下を調べる

リーティングバンテスト

短い文を音読しながら文中のターゲットを記銘

処理：文の読み上げ

保持：ターゲット語の保持

バドリーのモデル

音韻ループ

視空間スクラッチパッド

中央実行系（心の作業場）

音韻ループ

発声的コードにもとづく言語的情報の時的体質

視覚空間スクラッチパット

視覚イメージを含む、視空間コードに基づく情報の保持

中央実行系

音韻ループと視空間スクラッチパッドのコントロール

作業記憶内での情報の流れに統制

宣言的記憶と手続き記憶

宣言的記憶

言語によって記述できる事実に関する記憶

手続き記憶

手続きに関する記憶　必ずしも記憶が一致しない

例：選ぶ選択肢は上上下下

エピソード記憶と意味記憶

エピソード記憶

特定の時間的空間的文脈の中に位置づけられる出来事の記憶 ex：昼間に飯を食ってない

意味記憶

知識的な意味の記憶　特定の時間や場所とは関係しない ex：ねこは動物

言語の使用に特に必要

単語、なんかの記号、その意味、その使い方のルール

長期記憶の分類

顕在記憶

想起が必要な記憶

潜在記憶

→想起の意識を伴わないもの（意識せずとも思い出せる

・自分の記憶として思い出す意識のない記憶

・様々な行動に影響する過去経験の効果

ex：日本語を話す、自転車を運転する

想起

顕在記憶の測定方法

自由再生法、手がかり再生法、再認法

実験中のある経験情報を、検索し想起する。再認がもっとも想起しやすく、自由再生が一番難しい。

潜在記憶の研究方法

潜在記憶課題

項目が学習時に掲示された事を意識的に想起しなくても遂行できる記憶課題（すぐにわかる）

従属変数：正答率や反応時間　（計るもの）

後続刺激の認知処理にプラスの効果（要は早く正確に思い出す）

後続刺激の認知の際、先行刺激の認知をエピソード記憶として思い出せない（つまりエピソードとして思い出すよりさきにでてくるから）

プライミング効果

刺激（テスト刺激）を意味的に関係がある

刺激（プライミング刺激）を時間的に先行して提示

→後続刺激の処理が促進

プライミング[priming]

　時間的に先行した刺激によって、その後に受ける刺激の処理が「促進」されたり「妨害」されたりする効果、対象者に意識させずに情報を与えることにより、その次に行う作業が早くなったり遅くなったり、正確になったり不正確になったりする。その後の作業と「まったく同じ」刺激を事前に与えて現れる「直接プライミング効果」と、その後の作業に「関連がある」刺激を事前に与えて現れる「間接プライミング効果」がある。

直接プライミング：先行刺激と後続刺激が同じ

同じ刺激の繰り返し：反復プライミング

間接プライミング：先行刺激と後続刺激が異なる

意味的連合：意味的プライミング

刺激の意味的情報処理が重要

（組織化ネットワーク化　動物→肉→ライオンetc）

先行刺激に続いて意味的に関連した後続刺激を掲示

（ライオンを記憶してトラがでたときライオンがでる意味が関係ある必要がある）

従属変数：反応時間

後続刺激の処理が促進される

知覚同定課題

語彙決定課題

掲示された刺激が単語かどうかを判断

最初にgoの単語かどうかを答えて次にbutterを単語かどうか答える。

その後一定時間経過後問題を出す

→非連想語の場合反応速度や正答率が下がる。

→連想語の場合反応速度や正答率が上がる。

自伝的記憶

特別なエピソード記憶

事実の再生ではなく、体験の意識的再現

イメージと情緒を伴う

日誌法

6年間の記憶（2400件の出来事）

想起の手がかり

　　「なに」、「どこ」、「だれ」、「いつ」の順序

自伝的記憶の忘却

　類似した記憶の混同

　・類似した記憶の際整数の対数と、保持期間の対数間に直線関係

　・出来事の重要性とその後の再生に強い相関はない

エビングハウスの忘却曲線から覚えたことはある程度、時間と共に忘れる。ある程度たってまた覚えると時間と共に忘れるが、以前に比べ保持率（記憶している量）は上がる。

cf.記憶と睡眠

　　シカゴ大学の研究者たちが、睡眠は日中に失われた記憶を思い出す事を助けるという事を発表しました。

フラッシュバルブ記憶

社会的に重要なニュースに出会ったときの状況を鮮明かつ詳細に想起すること

・情緒的、驚異的、重要な出来事をきっかけとする特殊な神経メカニズムにより、場面全体を記憶。

・頻繁なリハーサルにより、記憶を再構成（ナイサー）

展望記憶

将来行動する事についての記憶

　反省記憶：過去の体験の記憶

日常的行動

ほとんど自動化、展望記憶の負荷が最小限（いつもの道は特に考えずにあるく）

新しい行動

通常以上の注意とコントロールが必要 → 作業記憶に過負荷

リアリティモニタリング

　外的記憶と内的記憶を区別

　外的記憶：実際に行った行動の記憶

　内的記憶：行動を行おうという意図やプランの記憶

リアリティモニタリングの失敗

　→アクションスリップ、展望記憶の失敗

アクションスリップの分類

　・反復エラー

　　行動を既に行った事を忘れ、繰り返す（40％）

（ex.ラーメンにお湯を入れるとき先ほど入れたのを忘れても一回いれる）

　・目標の切り替え

　　行動の目的を忘れて、目標を切り替える（20％）

（ex.Aに行こうとして道草でBにいく）

→ヒューマンエラー

欠落と転落：行動の中でいくつかが欠落し順番が狂う（18％）

混同と混合：ある行動と他の行動を混ぜて行動してしまう（16%）

高度に熟練した行動

自動的で、意図的モニターがほとんどない、

→スリップが起きやすい

気分一致効果

楽しい気分で記憶 → 楽しい内用を多く記憶

悲しい記憶で記憶 → 悲しい記憶を多く記憶

文脈依存効果

記銘と再生の環境

一致している→再生率が高い

一致していない→再生率が低い

メタ記憶

自分の記憶がどうなっているかに関する認識や評価

「思い出したけれども自信が無い」

「今は思い出せないが、名前を聞けばそれを解るだろう」

評価とモニタリング

評価：記憶課題の難易度や重要度を見積もり、記憶法略を選択

モニタリング：実行した方略での学習の進み具合を監視し、方略の修正・調整へ

記憶力の個人差

驚くべき記憶能力を持つ人の存在

１．記憶エキスパート

特定の記憶課題で優れた記憶能力の人

２．イディオ・サヴァン

精神発達が遅れているが、特定の領域で優れた才能のある人

・驚異的記憶能力の原因

社会的賞賛による強化

全般的な知能の遅れの補償

写真的記憶

直感像：イメージが長く残る

言語的符号化：特殊な覚え方が出来る

自分の技能に関連した材料を、よく覚える（チェスプレイヤー）

記憶法略

記憶保持を向上させ、忘却を防ぐ方法手段

記憶術（目的記憶手段）

・刺激項目の体制化

押韻法、物語法、場所法、頭字法、連結法、物語法、場面法etc

学習の過程

類似の経験が繰り返される

→比較的永続的な行動変化

学習ではないもの

疲労、感覚の順応、鋭敏化

薬の効果、病気の影響、成熟

学習過程の研究

行動の観察、動物を被験体とした実験

古典的条件付け

道具付け条件付け

古典的条件付け

ある刺激が提示された後に他の刺激が提示される時に生じる。

「パブロフ型条件付け」ともいう。

道具的条件づけ[オペランド条件づけ]

　特定の自発的反応が生じた際に、外部刺激を与えたり除去する事によって生ずる学習

　cf.スキナーボックス、強化学習

まず自発的な反応が無ければ学習が発生しない

小児の記憶の発達

・リハーサル：年齢とともに増加、内容も豊かに

・メタ記憶：年齢とともに増加

・知識の発達：知識を基にした推論の記憶探索への利用

高齢化による記憶能力の減衰

・短期記憶よりも長期記憶

・再認より再生

・潜在記憶よりも顕在記憶　　符号化過程か？検索過程か？

器質性健忘

脳損傷の結果、認知障害を伴わずに記憶だけが選択的に傷害される。

cf.健忘症（心理性）

脳損傷患者の記憶障害から記憶と脳の関係

記憶の関係にある脳内部位

・側頭葉

・間脳[視床、視床下部]

・前脳基底部

長期記憶の永続性

情報は脳で永久的に記憶される。（ペンフィールド）

経験反応；側頭葉電極刺激によって忘れていた記憶の再生

検索

記憶している貯蔵情報から求められる情報を適切に探し出すこと

検索手がかりが役に立たないと検索が失敗する

手がかりを適切なものに変えれば、想起できる

長期記憶の復元

想起できなかった情報の心理的表現の存在する、忘却したと思った情報が取り出せる

忘却は検索の失敗や妨害である

脳の発達

遺伝子

脳の大まかな構造

環境

脳の構造の変化

言語

言語処理のモデル

文字の認知

コンピュータに文字を認知させる方法

コネクショニストモデル（ニューラルネットワーク）

　神経細胞をモデル化した多数のユニットから構成されるネットワーク

事例に基づいた学習

　ニューロパターンと教師パターンのペアを繰り返し呈示

単語の認知

単語のアイディンティ

構成する文字、文字の順序

低次のパターンの順序にもとづいて　　　→文字

高次のパターンを認知　　　　　　　　　→単語

単語の優位効果

単語の中に含まれている文字は認知が容易

より高次な表現から文字の表現へのフィードバック

　　　　　　トップダウン

文の理解

文の理解のレベル

レベル１：文の構造理解

単語の切り出し

総語解析（構文解析）

文法にしたがって構造を調べる

レベル２：文の意味の表像

文は逐語的に記憶されるのではなく

文から読み取った意味が記憶される

レベル３：文脈理解の水準

文脈理解

言語的な文脈の処理

社会的状況、物理的状況の影響

文の理解における総語解析過程

即時的処理をおこなう

処理保留による記憶への負担より良い

　　　　　　　↓

ガーデンパス現象が生じる　主語が変わる→文がおかしくなる

文の理解の実験的研究

理解に要する時間の測定

視線の移動、注視点の停留時間

文章の理解

文章全体の意味を理解し、記憶するしくみ

記憶された文章全体の意味の表象

文章の理解によって形成された知識

問題解決過程

トップダウン型処理（ある単語から文章の大体の内容を理解する）

既有知識が文章理解に影響を及ぼす

ボトムアップ型処理（英語で辞書引いて一個一個調べて文章を理解する）

文字、単語、文から意味を構成していく

文章の要約

理解してから要約を作成する

書かれていないことが要約に含まれる

状況モデルが大きく影響する

状況モデル：文章を理解した結果、形づくられる表象

制限字数によってやり方を変える

内容がわからなくても要約できる

トピックセンテンスの位置など

cf.ワープロの自動要約作成機能

要約算出方略

凝縮型、具現型、複写型、言い換え型

要約作成の効果

理解が促進される

メタ認知的な働きが活発になる

よい要約

原文と矛盾する内容を含まない

文章全体の要点に相当する内容

cf.小学5年生～からできるようになる

語彙の取得

人間の子供

三歳までに千以上の単語を使う

一才後半での語彙爆発（使う単語が急激に増える）

子供の単語の意味を理解

「モノをさして言葉を言う」やり方

言葉の意味を学ぶ手段

言葉の意味を伝える方法としてかなり曖昧

→即時マッピングができる　

制約の役割

制約

言葉の意味について信念

「物には名前がある」

しかし名前と言う部分は曖昧

部分の名前、全体の名前、属性の名前、固有名、カテゴリー名

事物全体原理

言葉は、さされたモノ全体の名前

事物カテゴリー原理

同種のモノに拡張して使えるカテゴリー名

相互排他性原理

モノの名前は一つ

制約の生得性

誕生後のある時期に出現（臨界期）

二十ヶ月すぎ → 語彙爆発

子供の環境（つまり親がいてそれを覚えされるような環境）

制約の出現をサポートするような構造

バイリンガルの記憶表像モデル

分離モデルと共有モデル

実験結果が課題に依存

併存する可能性もある

初期バイリンガル

二つの言語の環境の育つ

後期バイリンガル：

　第2外国語の取得した状態

活動場所

ウェルニッケ野 → バイリンガルは同じ

第1言語と第2言語で使う場所は同じ。

ブローカ野 → 初期バイリンガルは同じ

後期バイリンガルは違う（第1言語と第2言語で使う場所が違う）

新しく出来る

言語野

・ブローカの中枢：言葉を話す

・ウェルニッケ中枢：言葉を理解する

比喩の理解

比喩の認知過程

主題と捕らえる語の意味関係の発見

比喩の種類と意味

類似性 ― 情緒・感覚的意味

隣接性 ― シーン・スプリクト的意味（直訳で話す順番）

上位・下位の関係 ― カテゴリー的意味

類似性に基づく比喩

直喩　比喩である事を示す指標がある

隠喩　比喩である事を示す指標がない

特徴比喩

主題とたとえる概念の特性集合を照合し、共有特徴を発見

カテゴリー的意味・情緒的意味・文脈の動き

ex. 少女は花だ

関係、構造隠喩

・四項アナロジーにおける関係の類似性

・同型な関係や構造の発見

擬人化、寓話

感覚間の構造的同型性 → 共感覚的比喩

隣接性に基づく比喩

換喩

対象を支持するために、それを隣接する、たとえる語を用いる

顕著な対象で空間的隣接対象をさす

部分で全体、容器で内容物、場所や建物で機関を指す

顕著な事象を使って時間的隣接対象を指す

結果で原因、原因で結果、結果で著作を指す

文脈情報と知識に基づく利用可能性　　ヒューリスティック

換喩（例）

・ポニーテール → 少女ボトル → 酒涙を流す → 泣く

・ホワイトハウス → アメリカ政府ハンドルを握る → 運転する

・ピカソ → その作品

上位－下位関係に基づく比喩

提喩

カテゴリーの階層関係に基づく比喩

代表例、典型的事例でカテゴリーを指す

カテゴリーで代表的事例をさす

カテゴリーに関する知識の包含関係を典型性の構造に基づく代表的ヒューリスティック

比喩の機能

伝達機能と概念変化や知識の獲得機能

わかりやすい記述や説明による知識の獲得

類推による写像のメカニズム

暗黙知の伝達

簡潔な、または婉曲的なコミュニケーションユーザインターフェイス

脳による運動制御システムの働き

脊髄反射システムによるフィードバック制御に脳からの制御が加わり柔軟な運動が行われる。

・反射システム：フィードバック制御

　状況の変化に対応できる

　運動の自由度が高い

・脳運動制御システム：オープンループ制御

　常に一定の運動パターンを引き起こす。

　状況の変化に対応できない

　いろいろな運動に対応

　・脳でのニューロンネットワーク

　　→運動ニューロンの活動パターン

大脳皮質一次運動野

随意運動にとって重要な役割

・一次運動野（４野）の損傷

筋肉が麻痺する

随意運動が不可能になる

一次運動野における体部位特異性

身体各部が異なる部位に再現される

・内側から外側にかけて　下肢→体幹→上肢→顔

・手首や唇が大部分をしめる

・一次運動野を電気刺激

手足の運動が誘発される

・一次運動野の出力

→納棺・脊髄

→手足

一次運動野の特定部位の障害

→身体の特定部位の麻痺

一次運動野への入力＝運動指令の発生に必要な情報

大脳皮質高次運動野

運動前野、補足運動野、帯状皮質運動野

一次運動野の同じ身体部位

支配領域に接続

体部位特異性の保持

切除実験（サル）

・切除しても明白な麻痺は生じない

・左右両手を協力的に用いる動作の障害

・連続動作の障害：手順の消滅

補足運動野の役割

高度な情報処理機能；高度の準備段階

・運動をうまく行うための高度の使いわけ

・情報に合わせた動作の選択

・動作の意図の反映

・記憶情報の活用

大脳皮質高次運動野

・補足運動野、運動前野、帯状皮質運動野

・相互連絡によるネットワーク

・連合野 → 高次運動野 → 一次運動野

感覚情報→運動情報

大脳運動野 ← 高次運動野

　体部位特異性

操作 → ・手・指　・口、唇、舌

小脳皮質

小脳皮質の機能

・スムーズな運動の実現

・運動の学習　ex.自転車の乗り方

小脳の切除実験（スムーズな運動が出来なくなる。小脳でスムーズな運動を制御している）

・運動は可能

・運動における協調に障害

小脳皮質の障害による症状（ヒト）

・推尺異常

眼をつぶったまま鼻に触れられなくなる

・代償作用

一部が傷害されても周りが代償

→柔軟な可変性

→学習運動における中心的役割

運動学習と小脳モデル

随意運動と学習過程の特徴

初めはぎこちない

→練習を繰り返して円滑になる　

運動制御方式の変更

フィードバック制御

・時間の遅れが大きい

・円滑な制御が困難

フィードフォワード制御

・時間の遅れが小さい

・円滑な制御ができる

内部モデル説（伊藤）

「感覚フィードバックを含む運動制御系のモデル（内部モデル）が学習によって小脳に書き込まれる」

内部モデル

神経回路での可塑性が必要　⇔　ニューロンの学習モデル（ヘブの法則）

ニューロンＪが活動したとき、ニューロンＩが活動

　　　　　　　　　↓

結合係数（荷重）を増加（学習）

荷重Wijを時間により変化させる

ヘブの法則