瞬時に理解する
観察者は、赤い円がいくつあるかを数えなくても瞬時に判断できるかもしれませんが、青い円の数が多い場合はそうすることが難しくなります。

瞬時認識とは、集合内の少量の物体（通常は4つ以下）を、言語的または算術的な処理に頼ることなく、迅速かつ正確に、そして努力なしに認識する能力です。この用語は、瞬時認識の範囲内に物体の数が収まっている場合、視覚シーン内の物体の数が瞬時認識可能な感覚を指します。[ 1 ]

4～5個以上の項目からなる集合は、その項目が本人が見慣れたパターン（例えば、サイコロの片面にある6つの点）で出現しない限り、瞬時に数えることはできません。大きくて見慣れた集合であれば、一つずつ数えることも可能です（あるいは、要素をいくつかの小さな集合に頭の中でグループ化できれば、素早い計算で数を計算することも可能でしょう）。また、大きな集合の個数を推定することも可能です。これは瞬時に数える能力に似ていますが、異なる能力です。瞬時に数える能力（subitizing）という用語は、1949年にEL Kaufmanらによって造語され、[ 1 ]、ラテン語の形容詞subitus（「突然の」という意味）に由来しています。

観察者がアイテムの数を判断する際の正確さ、速度、および信頼性は、数えられる要素の数に大きく依存します。1～4個程度のアイテムで構成されるディスプレイに対する判断は迅速で、[ 2 ]正確で、[ 3 ]信頼性があります。[ 4 ]しかし、数えるアイテムが4個を超えると、判断の正確さと信頼性は低下します。[ 1 ]さらに、応答時間は劇的に増加し、 ディスプレイ内のアイテムが4個を超えるごとに250～350ミリ秒が追加されます。[ 5 ]

 瞬時認識範囲外では、ディスプレイ内の追加要素ごとの反応時間の増加は 1 項目あたり 250～350 ミリ秒であるのに対し、 瞬時認識範囲内では 1 項目あたり 40～100 ミリ秒の増加が、小さいながらも依然として有意である。[ 2 ]幼児にも同様の反応時間のパターンが見られるが、瞬時認識範囲と列挙範囲の両方でより急な傾きがある。[ 6 ]これは、認知プロセスによって直ちに把握できる項目の数として定義される場合、列挙される追加項目ごとに追加のコストがかかることから、把握の範囲そのものは存在しないことを示唆している。ただし、瞬時認識範囲内での項目の列挙に関連するコストの相対的な差は、正確さ、信頼性、または応答速度で測定した場合のいずれであっても小さい。さらに、すべての測定値は、瞬時認識範囲内と範囲外で著しく異なるように見える。[ 1 ]そのため、理解の範囲は存在しないかもしれませんが、少数の要素（つまり、約4つ以下の項目）が視覚システムによって処理される方法と、より多くの要素（つまり、約5つ以上の項目）が処理される方法には実際の違いがあるようです。

2006 年の研究では、瞬時認識と数を数えることは視覚知覚に限定されず、触覚知覚にも及ぶことが実証され、観察者は刺激された指先の数を言う必要がありました。[ 7 ] 2008 年の研究でも、聴覚知覚における瞬時認識と数を数えることが実証されました。[ 8 ] 触覚知覚における瞬時認識の存在は疑問視されてきましたが、[ 9 ]この効果は何度も再現されているため、堅牢であると考えられます。[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]先天性盲目の成人の触覚知覚でも瞬時認識効果が得られています。[ 13 ]これらの調査結果を合わせると、瞬時認識は聴覚と触覚の処理に及ぶ一般的な知覚メカニズムであるという考えが裏付けられます。

残像の列挙

「瞬時認識（subitizing）」という用語の由来が示唆するように、瞬時認識範囲内で数を判断する際に生じる感覚は、表示された要素を即座に認識するという感覚である。[ 3 ]提示された物体の数が瞬時認識範囲を超えると、この感覚は失われ、観察者は通常、提示されたすべての要素を数え終わるまで、画面上で視点を移動させているような印象を報告する。[ 1 ]観察者が画面内の物体の数を数える能力は、物体を素早く提示し、その後隠蔽することによって[ 14 ]、あるいは観察者に素早い反応を要求することによって制限される可能性がある。[ 1 ]どちらの手順も、瞬時認識範囲内での計数にはほとんど、あるいは全く影響を与えない。これらの手法は、観察者が「注意の領域」 [ 15 ]を画面内の異なる要素に連続的に移行させる程度を制限することで、観察者の物体の数を数える能力を制限する可能性がある。

アトキンソン、キャンベル、フランシス[ 16 ]は、視覚残像を利用して同様の結果を得ることができることを実証した。フラッシュガンを使用して白い円盤の列を照射し、暗順応した観察者に強い残像を発生させることができた。観察者は、フラッシュガン照射の 10 秒後と 60 秒後の両方で、提示された円盤の数を口頭で報告する必要があった。観察者は、提示された円盤を少なくとも 10 秒間すべて見ることができ、60 秒後には少なくともいくつかの円盤を知覚できたと報告した 。単に 10 秒間隔と 60 秒間隔で画像を表示する場合とは異なり、残像の形で提示される場合は、眼球運動を利用して数を数えることはできない。被験者が眼球を動かすと、画像も動くからである。提示されたディスクの数が瞬時認識範囲（5～12枚）外の場合、提示されたディスクの数を数えるのに長い時間がかかったにもかかわらず、観察者は10秒条件と60秒条件の両方で一貫した数え間違いを犯した 。対照的に、瞬時認識範囲（1～4枚）内では、10秒条件と60秒 条件のどちらにおいても間違いは起こらなかった。[ 17 ]  

瞬時認識と数え上げに関わる脳の構造

残像の列挙に関する研究[ 16 ] [ 17 ]は、瞬時認識範囲内と範囲外の要素の列挙には異なる認知プロセスが作用するという見解を支持しており、瞬時認識と数え上げには異なる脳回路が関与している可能性を示唆している。しかしながら、機能的イメージング研究は、異なる[ 18 ]プロセスと共通のプロセスの両方を支持すると解釈されてきた。 [ 19 ]

バリント症候群

瞬時認識と計数は機能的、解剖学的に異なる脳領域に関係しているという見解を支持する社会理論は、バリント症候群の主要な要素の1つである同時失認の患者から来ている。[ 20 ]この障害を持つ患者は、視覚的なシーンを適切に認識できず、物体を目で見て、指さして、または口頭で位置を報告することによって、空間内で物体の位置を特定することができない。[ 20 ]これらの劇的な症状にもかかわらず、このような患者は個々の物体を正しく認識することができる。[ 21 ]重要なのは、同時失認の人は瞬時認識の範囲外の物体を数えることができず、特定の物体を数え損ねるか、同じ物体を何度も数えることである。[ 22 ]

しかし、同時失認症の人は、瞬時認識範囲内の物体を数えることには困難を感じません。[ 23 ]この障害は、注意の空間的変化に関連する脳領域である頭頂葉の両側損傷と関連しています。 [ 18 ]これらの神経心理学的結果は、数を数えるプロセスは注意の能動的な変化を必要としますが、瞬時認識は注意の能動的な変化を必要としないという見解と一致しています。しかし、最近の研究では、注意も瞬時認識に影響を与えることが明らかになり、この結論に疑問が投げかけられています。[ 24 ]

画像列挙

瞬時認識と数え上げの神経プロセスに関するさらなる研究は、正常者を対象とした陽電子放出断層撮影（PET）研究から得られます。この研究では、瞬時認識における内側（1～4個の項目）と外側（5～8個の項目）の列挙プロセスに関連する脳活動を比較しています。[ 18 ] [ 19 ]

このような研究では、瞬時性認知と計数の範囲において、後頭葉線条体外皮質と上頭頂葉/頭頂間溝の両側で活性化が見られることが明らかになっています。これは、共通のプロセスが関与している証拠と解釈されています。[ 19 ]しかし、計数中に右下前頭葉と前帯状皮質でさらなる活性化が見られることから、計数中に注意の移行に関与する領域の活性化と関連する、異なるプロセスが存在することが示唆されていると解釈されています。[ 18 ]

教育アプリケーション

歴史的に、多くのシステムが瞬時値化を用いて全体または一部の数量を識別しようと試みてきました。20世紀には、以下の例で示すように、数学教育者たちもこれらのシステムの一部を採用し始めましたが、10までの数量を表す際には、より抽象的な色分け表現に切り替えられることが多かったのです。

1990年代には、生後3週間の乳児が1～3個の物体を区別できること、すなわち瞬時認識能力（subitize）を示したことが示されました。[ 22 ] 5つの異なる研究をまとめた最近のメタ研究では、乳児は生まれつき狭い範囲の数量を区別する能力を持っており、この能力は時間の経過とともに向上すると結論付けられました。[ 25 ] 7歳までに、この能力は4～7個の物体にまで向上します。一部の専門家は、訓練によって子供は15個以上の物体を正しく瞬時認識できるようになると主張しています。

そろばん

インカの計算システムであるユパナの使用が想定され、計算のために連結したトレイに最大 5 つのカウンターを配置しました。

中国の算盤では、各位の数値において、1の位を表すために4つまたは5つの珠（subitize）を使用し、5の位を表すために1つまたは2つの独立した珠を使用します。これにより、繰り上がりや繰り下がりなどの多桁の演算を、5を超える位の位の数値をsubitizeすることなく行うことができます。

ヨーロッパのそろばんは、各レジスターに 10 個のビーズを使用しますが、通常は色ごとに 5 個に分けます。

20世紀の教育ツール

数量の即時認識という考え方は、モンテッソーリ、キュイズネール、ディエンヌなど、いくつかの教育体系に取り入れられてきました。しかし、これらの体系は瞬時認識を部分的にしか活用しておらず、1から10までのすべての数量を瞬時に認識できるようにしようとしています。これを実現するために、これらの体系では、数量を表す棒やビーズの紐の色と長さで数量をコード化しています。このような視覚的または触覚的な表現を認識し、数量と関連付けるには、瞬時認識とは異なる精神操作が必要です。

その他のアプリケーション

最も基本的な応用の一つは、大きな数字を数える際に桁をグループ化することです。これにより、数えなくても一目で数字の大きさが分かります。例えば、100万（1000000）を1,000,000（または1.000.000、あるいは1.000.000）と書きます。1 000 000）や10億（ 1000000000 ）を1,000,000,000（あるいはインドの記数法における1,00,00,00,00などの他の形式）と表記すると、読みやすくなります。これは特に会計や財務において重要です。小数点1桁の誤差が金額を10倍も変えてしまうからです。これは、コンピュータプログラミング言語のリテラル値にも見られ、中には桁区切り記号を使用するものもあります。

サイコロ、トランプ、その他のゲーム機器は、伝統的に、数量を認識可能なパターンを持つ、数えやすいグループに分割します。このグループ分け方法の行動的利点は、CiccioneとDehaeneによって科学的に調査されており[ 26 ]、グループ内のアイテムの数と繰り返しパターンが同じ場合、計数能力が向上することを示しました。

類似の応用例としては、2進数や16進数の数値表現、電話番号、銀行口座番号（IBAN、社会保障番号、ナンバープレートなど）を、スペース、ドット、ダッシュ、その他の区切り文字で区切られた2桁から5桁のグループに分割することが挙げられます。これは、比較や再入力の際に数値の完全性を確認するために行われます。文字をグループ化するこの方法は、大きな数字や文字構造の記憶を容易にするのにも役立ちます。

自己評価

自分の瞬時認識能力を自己評価するためにオンラインでプレイできるゲームが少なくとも1つあります。[ 27 ]

参照

参考文献

  1. ^ a b c d e f Kaufman, EL; Lord, MW; Reese, TW & Volkmann, J. (1949). 「視覚的数の識別」. American Journal of Psychology . 62 (4). The American Journal of Psychology: 498– 525. doi : 10.2307 / 1418556 . JSTOR  1418556. PMID  15392567 .
  2. ^ a b Saltzman, IJ & Garner, WR (1948). 「注意持続時間の尺度としての反応時間」. The Journal of Psychology . 25 (2): 227– 241. doi : 10.1080/00223980.1948.9917373 . PMID 18907281 . 
  3. ^ a bジェヴォンズ, WS (1871). 「数値識別の力」 . Nature . 3 (67): 281– 282. Bibcode : 1871Natur...3..281J . doi : 10.1038/003281a0 .
  4. ^ Taves, EH (1941). 「視覚的な多数性の知覚における2つのメカニズム」心理学アーカイブ. 37 : 1–47 .
  5. ^ Trick, LM & Pylyshyn, ZW (1994). 「なぜ小さい数字と大きい数字の列挙方法が異なるのか？視覚における限られた能力による前注意段階」心理学評論. 101 (1): 80– 102. doi : 10.1037/0033-295X.101.1.80 . PMID 8121961 . 
  6. ^ Chi, MTH & Klahr, D. (1975). 「子どもと大人の不安の範囲と率」. Journal of Experimental Child Psychology . 19 (3​​): 434– 439. doi : 10.1016/0022-0965(75)90072-7 . PMID 1236928 . 
  7. ^ Riggs, KJ; Ferrand, L.; Lancelin, D.; Fryziel, L.; Dumur, G. & Simpson, A. (2006). 「触覚知覚における瞬時性化」.心理科学. 17 (4): 271– 272. doi : 10.1111 / j.1467-9280.2006.01696.x . PMID 16623680. S2CID 37333935 .  
  8. ^ Camos, V. & Tillmann, B. (2008) . 「連続的に提示された聴覚刺激と視覚刺激の列挙における不連続性」.認知. 107 (3): 1135–1143 . doi : 10.1016/j.cognition.2007.11.002 . PMID 18068696. S2CID 14999504 .  
  9. ^ Gallace A.; Tan HZ ; Spence C. (2008). 「触覚刺激は瞬時に認識できるか？ 数判断に関する文献における未解決の論争」. Perception . 37 ( 5): 782– 800. doi : 10.1068/p5767 . PMID 18605150. S2CID 2820818 .  
  10. ^ Plaisier, MA; Bergmann Tiest, WM & Kappers, AML (2009). 「一、二、三、多数 ― 能動的なタッチにおける瞬時反応」. Acta Psychologica . 131 (2): 163– 170. doi : 10.1016/j.actpsy.2009.04.003 . hdl : 1874/35195 . PMID 19460685 . 
  11. ^ Plaisier, MA; Bergmann Tiest, WM & Kappers, AML (2010). 「視覚的数の数に対する範囲依存的処理：視覚と触覚における類似点」 .実験脳研究. 204 (4): 525– 537. doi : 10.1007/s00221-010-2319-y . PMC 2903696. PMID 20549196 .  
  12. ^ Plaisier, MA & Smeets, JBJ (2011). 「指を横切る触覚的瞬時運動」 .注意・知覚・心理物理学. 73 (5): 1579– 1585. doi : 10.3758/s13414-011-0124-8 . PMC 3118010. PMID 21479724 .  
  13. ^ Ferrand, L.; Riggs, KJ & Castronovo, J. (2010). 「先天性盲人の成人における瞬時反応」 . Psychonomic Bulletin & Review . 17 (6): 840– 845. doi : 10.3758/PBR.17.6.840 . PMID 21169578 . 
  14. ^ Mandler, G. & Shebo, BJ (1982). 「瞬時認知：その構成要素の分析」. Journal of Experimental Psychology: General . 111 (1): 1– 22. doi : 10.1037/0096-3445.111.1.1 . PMID 6460833 . 
  15. ^ LaBerge, D.; Carlson, RL; Williams, JK & Bunney, BG (1997). 「視覚空間における注意の移動：移動スポットライトモデルと活動分布モデルの検証」. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance . 23 (5): 1380– 1392. doi : 10.1037/0096-1523.23.5.1380 . PMID 9336958 . 
  16. ^ a b Atkinson, J.; Campbell, FW & Francis, MR (1976). 「魔法の数字4±0：視覚的な数判断の新たな視点」. Perception . 5 ( 3): 327– 334. doi : 10.1068/p050327 . PMID 980674. S2CID 26319756 .  
  17. ^ a b Simon, TJ & Vaishnavi, S. (1996). 「瞬時認識と数え上げは異なる注意メカニズムに依存する：残像における視覚的数え上げからの証拠」 .知覚と心理物理学. 58 (6): 915– 926. doi : 10.3758/BF0 ​​3205493. PMID 8768186 . 
  18. ^ a b c d Corbetta, M.; Shulman, GL; Miezin, FM & Petersen, SE (1995). 「空間注意シフトと視覚特徴結合時の上頭頂皮質の活性化」. Science . 270 ( 5237): 802– 805. Bibcode : 1995Sci...270..802C . doi : 10.1126/science.270.5237.802 . PMID 7481770. S2CID 22131790 .  
  19. ^ a b c Piazza, M; Mechelli, A; Butterworth, B & Price, CJ (2002). 「瞬時認識と計数は別々のプロセスとして実装されているのか、それとも機能的に重複するプロセスなのか？」NeuroImage . 15 (2): 435– 46. doi : 10.1006/nimg.2001.0980 . PMID 11798277. S2CID 13959500 .  
  20. ^ a bバリント、R. (1909)。「Seelenlahmung des 'Schauens'、optische Ataxie、raumliche Storung der Aufmerksamkeit」。Monatsschr Psychiatr Neurol (ドイツ語)。25 (1): 51–66 .土井: 10.1159/000210464。
  21. ^ Robertson, L.; Treisman, A.; Freidman-Hill, S. & Grabowecky, M. (1997). 「空間経路と物体経路の相互作用：バリント症候群の証拠」. Journal of Cognitive Neuroscience . 9 (3): 295– 317. doi : 10.1162 / jocn.1997.9.3.295 . PMID 23965009. S2CID 27076617 .  
  22. ^ a b Dehaene, S. (1997). 『数感覚：心はいかにして数学を生み出すのか』 ニューヨーク：オックスフォード大学出版局. ISBN 978-0-19-511004-3。
  23. ^ Dehaene, S. & Cohen, L. (1994). 「瞬時認知と計数行動の分離メカニズム：同時診断患者からの神経心理学的証拠」. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance . 20 (5): 958– 975. doi : 10.1037/0096-1523.20.5.958 . PMID 7964531 . 
  24. ^ Vetter, P; Butterworth, B & Bahrami, B (2008). Warrant, Eric (編). 「注意負荷の調節は数推定に影響を与える：前注意による瞬時認識メカニズムに対する証拠」 . PLOS ONE . 3 (9) e3269. Bibcode : 2008PLoSO...3.3269V . doi : 10.1371/journal.pone.0003269 . PMC 2533400. PMID 18813345 .  
  25. ^ Rouselle, L. & Noël, MP (2008). 「未就学児における自動的な数認識プロセスの発達：数認識と知覚の干渉の証拠」.発達心理学. 44 (2): 544– 560. doi : 10.1037/0012-1649.44.2.544 . hdl : 2078.1/23088 . PMID 18331143 . 
  26. ^ Ciccione, L. & Dehaene, S. (2020). 「数知覚におけるグループ化メカニズム」 . Open Mind . 4 (1): 102– 118. doi : 10.1162/opmi_a_00037 . PMC 8412191. PMID 34485793 .  
  27. ^モイラン、アンドリュー。「瞬時に理解する能力をテストしましょう」。Wolframブログ。Wolframリサーチ。 2020年12月28日閲覧。
「 https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Subitizing&oldid=1334155585」から取得