認知心理学

　　★認知科学（cognitive science）
　　　人間の心の働きの中の,特に「知」に関する部分について,コンピュータをモデル
　　にしながら心的表象のレベルで記述しようとする試みを,隣接する研究領域の研究
　　者が共同で行なっているもの(学際的).
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓
　　★認知心理学（cognitive psychology）
　　　認知科学と心理学実験パラダイムを用いることの共通集合
　　★認知心理学における心理学的実験パラダイム
　　　１．行動主義的でない新しい心理学
　　　　　→客観的なデータを絶対視する行動主義とはまた違った観点
　　　　　　（こころは客観的には見えない。こころの中も見ていこう）
　　　２．仮説検証のための実験だけでなく,特定の現象を探索するための実験も重視
　　　　　(探索型実験).
　　★認知心理学における「包括的モデル」の利点・欠点
　　　【利点】人間の認知の特徴について,個々の現象に共通するような総合視野を
　　　　　　　与えてくれること.
　　　【欠点】たくさんの仮説の複合体であるために,モデルの正確性を検証する
　　　　　　　ことが難しいこと.
　　★モデル構成の方法
　　　○数理モデルの構成法
　　　　　（１）対象となる現象を探す.
　　　　　（２）数式やコンピュータプログラムに書き換える.
　　　　　（３）モデルのふるまいを調べる（動作確認）.
　　　　　（４）実験又は観察資料に基づいて"定数"を推定する.
　　　　　（５）実験観察資料とモデルとの適合を調べる.
　　　　　（６）（５）に基づいて修正する.
　　　○モデル作りに必要とされてくるもの.
　　　　・モデルを作ろうとする対象に関する広範で深い知識.
　　　　・どの側面から注目するかという新しい視点.
　　　　・コンピュータ・プログラミング技法の習熟.

　　『認知心理学の元年』："1956年"
　　　★情報処理的な考え方を記憶や思考の研究に導入.
　　　　○ミラー（George Armitage Miller）
　　　　　短期記憶の容量が7±2チャンク（chunk）であることを実証.
　　　　○ブルーナー（Jerome Seymour Bruner）
　　　　　「思考の研究」著（1956年）.
　　　★新しい言語学
　　　　○チョムスキー（Noam Chomsky）
　　　　　生成文法理論.生得説.
　　　★人間の真似をし発見的探索によって問題を解く人工知能プログラム「ロジック
　　　　セオリスト」発表.
　　　　○ニューウェル（Newell,A.)とサイモン(Simon,H.A.）
　　　　　GPS(General Problem Solver)とよばれるプログラムが有名.人間がどのように
　　　　　問題解決を行なっているのかに検討し,再認の方法,テストの方法に着目した.
　　　★知覚と注意,記憶,言語,思考
　　　　○ナイサー（Neisser,U.）
　　　　　「認知心理学（Cognitive Psychology）」著（1967年）

　　★命題の発見
　　　（例）１．次の文章を覚える.　　　"黒い猫が太郎の金魚を食べた"
　　　　　　　　　↓1week後
　　　　　　２．先週の文章を言ってもらう.
　　　　　　　　　被験者A「猫が金魚を食べた」
　　　　　　　　　被験者B「太郎が飼っている金魚がどこかの猫に食べられた.その猫は黒かった.」
　　　　　　　　　　　　　　　↓↓　どっちの方が記憶力があったか？　↓↓
　　　　　　　　【結果】
　　　　　　　　　※『命題』：述部(動詞や形容詞)を中心とした知識の最小単位.真偽を問うことが可能.
　　　　　　　　→ここでは黒い（猫）,所有（太郎,金魚）,食べる（猫,金魚）が命題.
　　　　　　　　　　　　　　　↓↓　命題が何個あるかを見てみると,　↓↓
　　　　　　　　　A：命題を一つしか記憶していなかった（食べる（猫,金魚））
　　　　　　　　　B：命題を３つ記憶できた（黒い（猫）,所有（太郎,金魚）,食べる（猫,金魚））
　　★命題の利点
　　　○リスト処理言語（人工知能プログラムを書くために広く用いられてきているプログラミング
　　　　言語）の表記法と一致している.
　　　○知識表現のネットワークモデルへの活用.
　　　○被験者の言語報告分析への活用.
　　　　　　　　　　

　　★コンピュータ・シュミレーション
　　　理論（モデル）をコンピュータ・プログラムとして表記したもの.
　　★コンピュータ・シュミレーションの働き
　　　・現象をまねる（現象を理論的に記述する）.
　　　・複雑なモデルのふるまいを実現する.

　　★記憶のプロセス
　　　・記銘（記憶を取り込むこと）.
　　　・保持（情報を蓄えること）.
　　　・想起（情報を取り出すこと）.

　　★記憶の心理学的研究
　　　記憶される量,記憶に必要な時間,記憶材料の諸特性を測定する研究.
　　　○エビングハウス（Ebbinghaus,Hermann）の記憶研究
　　　　記憶された項目の量が時間と共にどの程度忘れられていくか(エビングハウスの忘却曲線).
　　　『人間の記憶はどのようなものであるか』に関する理論的研究.
　　　○タルビング（Tulving）
　　　　実験中心の記憶心理学者.「記憶の構造」(1972年)著.
　　　　意味記憶とエピソード記憶.
　　　○アンダーソン（Anderson, J. R.）
　　　　モデル作り（ACT*モデルなど）中心の認知心理学者.「人間の連想記憶」（1973年）著.
　　★記憶の種類（アンダーソンのACT*モデルの場合）
　　　○感覚記憶(sensory memory)
　　　　一時的に蓄えられた視覚や聴覚からの情報.
　　　　　・容量：∞
　　　　　・保持時間：視覚刺激（１秒以内）,聴覚刺激（数秒以内）
　　　○作業記憶（working memory）
　　　　意識が直接向けられている記憶.
　　　　　・容量：7±2チャンク[単位：チャンク（chunk;情報のまとまり）]（ミラーが発見）
　　　　　・保持時間：数秒〜数十秒程度
　　　○意味記憶（長期記憶(Long-term memory;LTM)）
　　　　「知識」
　　　　　・容量：∞
　　　　　・保持時間：数時間〜数十年
　　★エピソード記憶（episode memory）
　　　　エピソード記憶(タルビングが提唱)：作業記憶と意味記憶の中間的な性質を持つ記憶.
　　　いつ,何処で起こったかがはっきりしているような記憶.

　　★憶える：意味記憶の中に情報を蓄えること.
　　★思い出す：意味記憶の中から必要な情報を作業記憶に取り出してくること.
　　★思い出せない：必要な情報が作業記憶内に取り出せない.
　　　・意味記憶内に該当する情報がない.
　　　・該当する情報が意味記憶内に存在しているにもかかわらず,取り出せない.="忘れる".

　　★宣言的知識(declarative memory)：作業記憶と意味記憶とを行き来させることができる
　　　知識.何であるかを知っていること（Knowing-what）.
　　★手続き的知識(procedural memory)：記憶しているにもかかわらず意識したり言葉に
　　　出して言い表したりできない知識.やり方をしっていること（Kowing-how）.

　　★ACT*モデル（adaptive control of thought）
　　　アンダーソン（Anderson,1983）が提唱した.人間の認知（記憶・思考・言語）過程を包括的に
　　　説明しようとする大きなモデル.
　　　Lispでプログラミングされたコンピュータ・シュミレーション.
　　　※Lisp（list professor）:リスト処理言語（記号処理用のプログラミング言語）のひとつ.シ
　　　　ステムがあらかじめ用意している無定義用語（関数）を組み合わせて新しい関数を定義する
　　　　ことができる.
　　★ACT*モデルの概略
　　　作業記憶部門,宣言的記憶（意味記憶）部門,プロダクション記憶（手続き記憶）部門の３部門
　　　から成り立っている.
　　　○プロダクション記憶の表象
　　　　プロダクションシステム：プロダクションルールの集合から成るプロダクション記憶と作業
　　　　記憶の組み合わせから成り立つ.
　　　　※プロダクションルール：「もし〜ならば・・・せよ」という命令の集合.
　　　　（１）プロダクションルールの選出（作業記憶内の情報とすべての情報が適合するプロダク
　　　　　　　ションルールが選出される.）.
　　　　（２）行為の実行.
　　　　（３）作業記憶内の情報の更新（行為をしたあとの状況をまた入力する.）.
　　　○宣言的記憶の表象
　　　　命題による知識の表記
　　　　・確立された表記方法はない.
　　　　・複数の命題を統合して表記できない.
　　　　命題のネットワーク表現
　　　　・階層ネットワークモデル：コリンズとキリアンが考案.言語学におけるツリー表現を概念間
　　　　　の階層構造の表現に応用.
　　　　＜命題の完全な表記方法を作る上での問題点＞
　　　　・「いくつかの〜」「すべての〜」等の量化詞と「〜でない」という否定詞をどう取り扱うか.
　　　　・意味の置き換えの程度をどこまで認めるか？
　　　　　ex.「説得した」と「考えを変えさせた」は同じ？違う？
　　　○ノードの活性化
　　　　神経生理学的な知見をモデル作りに活用.
　　　　・細胞体の興奮＝ノードの活性化（意識に上っている状態）
　　　　・神経細胞の興奮の伝達＝ノードの活性化の拡散
　　　　　→プライミング効果の研究
　　　　　　米プライミング効果：あらかじめある単語を呈示しておくと,別の単語が想起・知覚されや
　　　　　　すくなる効果.
　　　　ACT*モデルにおける活性化の仮定
　　　　・各ノードの活性化レベルは時間とともに減衰する.
　　　　・一定時間ごとに全てのノードの活性化レベルがゼロになる.
　　　　　→活性化しているノードの数を一定数に保つため.

　　★心的イメージとは
　　　※心的表象：頭の中の記号.外界のいろいろなものを頭の中で表現したもの.客観的に測定不可能
　　　　な主観的なもの.視覚イメージ,聴覚イメージ,嗅覚イメージ,触覚イメージ等.
　　　行動主義によっては,「イメージ」は対象外.認知心理学が成立することによって取り上げられた.
　　　○頭の中でイメージを見てる小人がいる＝ホモンクルス
　　　　→その小人のなかにも小人が見てるイメージがあって,そのイメージを見てる小人があって…と
　　　　　オチがなくなってしまうため,これでは説明できない.
　　★視覚イメージ：物理的な対象が存在しないにもかかわらず生じる疑似体験的な経験.心の絵.

　　★命題派の主張
　　　命題派：ピリシン,アンダーソン
　　　人間の心的表象は命題表彰のみである.
　 　　★イメージ派の反論
　　　イメージ派：ペイビオ,シェパード,コスリン,ブルックス,メッツラー
　　　命題表象に加えて,絵のような幾何学的特徴をもつ表象（イメージ表象）も存在し,それぞれが異
　　　なる機能を持つ.
　　　・ブルックス
　　　　同じようにイメージを用いた課題でも,音声的に反応させる場合と視覚的に反応させる場合と
　　　　で干渉（選択的干渉）がおこったり,成績が異なったりする.
　　　・ペイビオ
　　　　二重コード説（言語とイメージ）
　　　　単語の記憶にイメージを使うと記憶成績が向上する.
　　　　（例）定位法やなどの記憶術
　　　・シェパードとメッツラー
　　　　被験者は図形の異同判断課題においてイメージを心の中で回転させる（心的回転）.
　　　・コスリンら
　　　　被験者はイメージ走査課題においてイメージを活用している.
　　　　　　　↓　↓
　　　命題派もイメージ表象の存在を認める.
　　　

　　★ディスプレイとVRAM
　　　・ディスプレイ
　　　　ピクセルが縦横二次元に数百個ずつ格子状に並べられたもの.数万個のピクセルの一つずつ
　　　　について色を決定.→→絵や文字.
　　　　※ピクセル：画picture + 要素element = "画素pixel(ピクセル)"
　　　・RAM（Random Access Memory）
　　　　メモリ＝情報の貯蔵庫.通し番号のついた小さな引き出し（RAM）の集まり.
　　　・VRAM(Video Random Access Memory)
　　　　各ピクセルと対応付けがなされたRAM情報を"自動的に"ディスプレイ上の絵や文字に変換.
　 　　★視覚バッファ（S.M.Kosslyn）
　　　視覚イメージもVRAMのようなところに作られる（視覚バッファ（心のVRAM））.
　　　・視覚バッファの特徴
　　　　（１）視覚バッファ内の情報は短時間で消えていく.
　　　　（２）視覚バッファは一定の解像度と画面の大きさを持つ.
　　　　（３）視覚バッファの解像度は,中心部が高く,周辺部が低い(接近すると視野の中心部は濃く,
　　　　　　　まわりはぼやける).
　　　　（実験）コスリン（Kosslyn,1978）が考案した心的歩行（mental walk）の手法を用いて,視覚
　　　　　　　　バッファの大きさを推測する.視覚バッファの大きさは,視野と同様に視角(vidual angle)
　　　　　　　　であらわす.視角とは,自分を中心に上下左右方向360°を考え,まっすぐ前を注視している
　　　　　　　　ときに上下左右何度まで範囲が見えるかをその角度で表わしたものである.
　　　　　　　　（１）左向きの大きな象をイメージしてみる.
　　　　　　　　（２）この象に向かって歩いていく（心的歩行）と,象のイメージはだんだん大きくなり,
　　　　　　　　　　　最終的には視角バッファからはみ出してしまうはずである.
　　　　　　　　（３）このとき,象はまず上下方向にはみ出したか,それとも左右方向がはみ出したか.
　　　　　　　　（４）イメージしていた象の大きさと,イメージからはみ出したときの象と自分との距離
　　　　　　　　　　　を推定し,視角バッファの大きさを視角であらわしてみる.

　　　　　　　　コスリン（Kosslyn,1978）によると,このようにして推測したイメージの視野は,平均する
　　　　　　　　と25°程度であり,やや横長の卵型であった.ただし,実際の視野と同様に「周りにいくほ
　　　　　　　　どだんだんとぼやけていく」性質をもち,「視野からはみ出す」ことをどこまで厳密に考
　　　　　　　　えるかによって推測値は大きく変動する.それでも,イメージの視野は,実際の視覚におけ
　　　　　　　　る中心視野（注意して見ることができる範囲）に対応していると考えられる.もっとも,こ
　　　　　　　　うした実験を行なうためには,イメージを思い浮かべることが巧みである被験者を使い,
　　　　　　　　かなりの訓練をする必要がある.

　　★イメージ対象→命題ファイルとして意味記憶のなかに貯蔵.
　　　・命題ファイル
　　　　抽象的記述,上位カテゴリー名,イメージファイル（輪郭線を描く為のデータ）,
　　　　大きさ・方向・位置情報,部品リスト
　　★視覚情報処理としての視覚バッファ（コスリン（S.M.Kosslyn））
　　　・視覚バッファの役割
　　　　画像情報の解釈,視覚イメージの生成
　　　　目→脳→視覚バッファ（画像情報の解釈）→意味記憶→視覚バッファ（視覚イメージ）

　　★シャンク（Schank）の研究目標「コンピュータに認知的理解のレベルでの理解をさせること」
　　　認知的理解→４つの指標がある.
　　　　（１）暗記（情報をインプット）（２）関連付け（他の情報とリンク）
　　　　（３）推論（どういうものかを考える）（４）説明（なんでそう考えたのか？）
　　★単文の理解とCD理論
　　　個々の概念(concept)が互いにどう依存(dependency)しているかに関する理論(Schank,1975).
　　　・CD理論の特徴：文中には表現されていない事柄についても意味レベルでは表現されている.
　　　　　　　　　　　中心となるのは述語（動詞）であり,すべての動詞について用意すべきスロ
　　　　　　　　　　　ット（slot）とデフォルト値（default）が決められている.
　　　　※スロット：ある動詞を理解するための決まった穴.
　　　　※デフォルト値：スロットに一番頻繁に入れられる値のこと.
　　　・全ての動詞は１１種類の基本的行為の組み合わせに分解ができる.
　　　・CD構造は基本的行為を中心とした関係表現図式で表わすことができる.
　　　・個々の行為の結果どのようなことが起こるかまで（result）推測してCD構造に表示する.
　　　・CD理論の問題点：意味の分解が困難である動詞がある.２文以上からなる文章の理解.

　　★スクリプト
　　　スクリプト（script）：ある特定の状況で行なわれるであろう一連の行動についての知識は
　　　劇の台本のような形式で記憶されている.
　　★スクリプト理論
　　　シャンク（Schank,P.C.）とエイブルソン（Abelson,R.P.）が考案.文脈を補うためのスク
　　　リプトをもつ言語理解プログラム.
　　　SAM（Script Applier Mechanism）

　　★スクリプトよりも大きな文脈の理論
　　　PAM(Plan Applier Mechanism)
　　　人間行動の階層化構造は,スクリプト→プラン→ゴール→テーマ
　　　各プランの目的をもとに文章を理解.
　　★種々のスクリプト間の関連付けができる理論
　　　MOPs(Memory Organization Packets)[Schank,1982]
　　　スクリプトを,分解できない一塊の知識から"知識のパック"に改造.
　　　「シーン」と呼ばれる一般的なスクリプトと,特定の文脈的情報からなる階層的構造をなして
　　　いる.たとえば「待合室」というシーンは,病院の待合室,歯医者の待合室,法律事務所の待合
　　　室などに共通する一般的な知識を有している.

　　★学習（learning）とは
　　　・行動主義心理学(behavioral psychology)における定義
　　　　・一定場面でのある経験が,その後の同一または類似の場面でのその個体の行動もしくは
　　　　　行動可能性に変容をもたらすこと.
　　　　・刺激（S:Stimulus）と反応（R:Response）の連合（S-R連合）.
　　　・認知心理学(cognitive psychology)における定義
　　　　・繰り返し,同種ないしは類似した問題を解く,あるいは作業を行なうことにより,成績の
　　　　　向上をもたらすシステム内部の変化の総称.
　　　・プロダクションシステム
　　　　・複数のプロダクションが,特定の課題遂行に適したように組み合わされたもの.
　　　　　プロダクションメモリ,作業記憶,インタープリタの３つで構成されている.
　　　　　・インタープリター 【interpreter】
　　　　　　コンピューターで，高水準プログラム言語で記述されたソース-プログラムを直接解釈
　　　　　　して実行するためのプログラム。会話的にプログラムを開発できるが，プログラムの
　　　　　　実行は遅い.
　　★思考（thinking）とは
　　　内的な行為であるため,行動主義心理学の研究対象外.→人工知能学者が積極的に研究.
　　　知的なふるまい（問題を解いたり,発見したり,推論したりすること）をするコンピュ
　　　ータプログラムの開発.
　　　ニューウェルとショウ,サイモン(1958)
　　　・一般問題解決プログラム（General Problem Solver;GPS）：人間の問題解決能力のシュミレ
　　　　ーション
　　　　手段-目標分析：問題の現在の状態と目標の状態との差（あるいは距離）を測るある尺度を
　　　　導入し,その差をできるだけ小さくするオペレータを優先的に適用し,これを順次繰り返して
　　　　問題を解こうとするもの.

　　★Soarモデル（Soar=State（状態）,Operator（操作子）,and Result）
　　　ニューウェルがレアードらと共同で作成(1990年)
　　　すべての認知システムをコンピュータ上で作ろうとするアプローチの集大成モデル
　　★Soarモデルの特徴
　　　（１）認知のすべてを問題解決という枠組みで考えている.
　　　（２）手続き的知識だけでなく,宣言的知識もプロダクションシステムで記述されている.
　　　（３）すべての事柄が「ある事物はある属性価の属性をもつ」という形式で表わされる.
　　　（４）すべての選択は優先度に基づいてなされる.
　　　（５）すべての行為は目標に基づいてなされる.
　　　（６）目標が達成されるごとにまとめがなされ,その後の行為に活用される.
　　★Soarの学習メカニズム
　　　（１）プロダクションの形成による学習（動的変化）
　　　（２）学習の転移[learning of transfer]（類似状況への適用）
　　　　　　学習の転移：先に行なった学習が後続する学習の成立に影響すること.促進的な影響を
　　　　　　正の転移,抑制的な影響を負の転移とよぶ. 　　　（３）経験による学習（問題解決過程での学習）