ユーレカ効果

エウレカ効果（別名「ひらめきの瞬間」または「ユーレカの瞬間」）とは、それまで理解できなかった問題や概念を突然理解するという、人間に共通する経験を指します。一部の研究では、アハ効果（別名「洞察」または「ひらめき」）は記憶の利点であると説明されていますが、^{[1] [2]}脳のどこで正確に発生するかについては矛盾する結果があり、どのような状況でアハ効果を予測できるかを予測することは困難です。

洞察とは、以前は解けなかったパズルが突然明確になり、明らかになる問題解決のプロセスを説明する心理学用語です。多くの場合、理解していない状態から自発的に理解する状態への移行は、喜びや満足感の叫び、つまり「なるほど！」という瞬間を伴います。^[要出典] 洞察を利用して問題を解決する人は、正確で個別の、全か無かのタイプの応答を与えることができますが、洞察プロセスを使用しない人は、部分的で不完全な応答を出す可能性が高くなります。^[3]

アハ体験に関する最近の理論的説明は、この体験を定義する4つの属性から始まりました。第一に、アハ体験は突然に起こること、第二に、問題の解決策をスムーズに、つまり流暢に処理できること、第三に、アハ体験は肯定的な効果を引き出すこと、第四に、アハ体験を経験した人は解決策が真実であると確信していることです。これらの4つの属性は別々ではなく、組み合わせることができます。なぜなら、特にそれが意外に（例えば、突然）起こった場合、流暢に処理するという体験は肯定的な感情と真実であるとの判断の両方を引き出すからです。^{[4] [5]}

ひらめきは、2 段階のプロセスとして概念化できます。Aha! 体験の第一段階では、問題解決者が行き詰まりに陥り、すべての可能性を検討したように見えても、解決策を引き出したり生み出したりすることができない状態になります。第二段階は突然、予期せず発生します。精神的な固定観念を破ったり、問題を再評価したりした後、答えが引き出されます。^[6]一部の研究では、問題の内容の不適切な側面に対する精神的な固定観念のために、ひらめきの問題を解決するのが難しいことが示唆されています。^[7]ひらめきの問題を解決するには、「既成概念にとらわれずに考える」必要があります。この入念なリハーサルにより、人々は Aha! の瞬間をよりよく記憶できる可能性があります。ひらめきは、精神的な固定観念を破り、解決策が透明で明白に見えるようになると発生すると考えられています。

この効果は、古代ギリシャの 博学者 アルキメデスの物語にちなんで名付けられました。物語では、アルキメデスは（紀元前250年頃）、地元の王から王冠が純金かどうか調べるように頼まれました。その後、公衆浴場に行った際、アルキメデスは自分の体が湯船に沈むと水が移動し、特に移動した水の体積が水に浸かった自分の体の体積に等しいことに気づきました。不規則な物体の体積を測定する方法を発見し、王の問題を解決する方法を思いついたアルキメデスは、εὕρηκα（ユーレカ、「見つけた！」）と叫びながら、裸で飛び出して家に走って帰ったと言われています。この物語は、ローマの作家ウィトルウィウスによって初めて言及されたのが、事件のあった日から約200年後であり、ウィトルウィウスが説明した方法は機能しなかったため、現在ではフィクションであると考えられています。^[8]しかし、アルキメデスは確かに流体静力学において重要な独創的な研究を行い、特に『浮体について』でその業績を残しました。

アハ！の瞬間に関する研究は、ゲシュタルト心理学者によるチンパンジーの認知に関する最初の実験まで遡る100年以上の歴史があります。^[9]ヴォルフガング・ケーラーは1921年の著書^[9] で、動物における洞察的思考の最初の例を説明しています。飼っていたチンパンジーのスルタンに、ジャンプでは届かないよう天井の高いところに張られたバナナに届くようにという課題が与えられました。何度かバナナに届こうとして失敗した後、スルタンはしばらく隅でふてくされていましたが、突然ジャンプして箱をいくつか積み重ね、それを登ってバナナをつかむことができました。この観察は洞察的思考であると解釈されました。ケーラーの研究はカール・ドゥンカーとマックス・ヴェルトハイマーに引き継がれました。

ユーレカ効果は、1979 年にパメラ オーブル、ジェフリー フランクス、サルバトーレ ソラチによっても説明されました。被験者は、最初は「干し草の山は布が裂けたので重要だった」などのわかりにくい文章を提示されます。読者が一定時間理解できなかった後、手がかりとなる単語 (パラシュート) が提示され、読者は文章を理解できるようになり、記憶テストでより良い想起が実現しました。^[2]被験者は問題を解くのにかなりの時間を費やし、当初は理解に向けた精緻化が想起の向上に役割を果たす可能性があると仮説が立てられました。精緻化が想起に何らかの効果を及ぼすという証拠はありませんでした。アハ効果をもたらした「簡単な」文章と「難しい」文章の両方が、被験者がすぐに理解できた文章よりも大幅に優れた想起率を示したことがわかりました。実際、最初は理解できなかった「簡単な」文章と「難しい」文章の両方で同等の想起率が得られました。理解から理解へのこの無理解こそが、より良い記憶につながるようです。洞察による問題解決の根底にある「アハ感覚」の本質は、ダネックら^[10]とシェンとその同僚^[11]によって体系的に調査されました。最近では、「エウレカ」の瞬間の神経生物学的根拠を理解しようとする試みがなされています^{[12] 。}

現在、洞察問題の解決方法に人々がたどり着く方法については 2 つの理論がある。1 つ目は進捗監視理論である。^[13]人は現在の状態から目標状態までの距離を分析します。現在の道筋のままでは問題を解決できないと気づいたら、別の解決策を探します。洞察問題では、これは通常、パズルの後半で発生します。人々がこれらのパズルを解こうとする 2 つ目の方法は、表現変更理論である。^[14]問題解決者は、問題に不必要な制約を設定する際に不適切な知識を使用するため、最初は成功する可能性が低い。制約を緩和すると、以前は利用できなかった知識を作業記憶に持ち込んで問題を解決できる。また、意味のあるチャンクを構成要素に分割するチャンク分解も活用する。制約緩和とチャンク分解はどちらも、表現の変更、つまり作業記憶全体の活性化の分布の変更を可能にし、その時点で「なるほど!」と叫ぶかもしれない。現在、両方の理論が支持されており、進捗監視理論は複数ステップの問題に適しており、表現変化理論は単一ステップの問題に適している。^[15]

記憶に対するユーレカ効果は、最初の混乱がある場合にのみ発生します。^[16]被験者に混乱を招く文章が提示される前に手がかりとなる単語が提示された場合、記憶に影響はありませんでした。文章が提示された後に手がかりが与えられた場合、記憶が増加しました。

被験者が刺激を提示された場合よりも、被験者が生成した項目のほうが想起率が高いことが判明した。^[2]人々が自分で答えを出せる場合、想起率は高かった。^[2]彼らは最初は理解しにくい文章をテストしたが、手がかりとなる単語が提示されると、理解がより明らかになった。視覚刺激を処理する努力は、単に提示された刺激よりも頻繁に想起されたことを示す他の証拠も見つかった。^[17]この研究は、点つなぎや口頭指示を使用して、意味のない画像または実際の画像のいずれかを生成することで行われた。エンコード時に何かを理解しようとする努力は、後で想起に関与する代替の手がかりの活性化を引き起こすと考えられている。^[18]

機能的磁気共鳴画像法と脳波研究[ ^19]によると、洞察力を必要とする問題解決では、洞察力を必要としない問題解決と比較して、右大脳半球の活動が増加することが明らかになっています。特に、右大脳半球の前上側頭回の活動が増加していることがわかりました。

人が眠っている間に無意識に処理が行われることもあり、科学的発見が夢の中で起こる例もいくつかある。フリードリヒ・アウグスト・ケクレ・フォン・ストラドニッツは、ベンゼンの環構造は蛇が自分の尾を食べている夢の中で思いついたと主張した。^[20]研究では、被験者が問題を受け取ってから解くまでの休憩中に眠ると、洞察力の問題のパフォーマンスが向上することがわかっている。睡眠は問題を再構築し、新しい洞察に到達する機能を果たす可能性がある。^[21] アンリ・ポアンカレは、睡眠を「無意識の思考」の時間として評価し、それが問題の突破口となると述べた。^{[22] [23]}

ステラン・オールソン教授は、問題解決のプロセスの初期段階では、問題のいくつかの顕著な特徴が問題の精神的表現に組み込まれると考えています。問題解決の最初のステップでは、過去の経験に照らして問題が検討されます。最終的に、問題へのすべてのアプローチが失敗し、行き詰まりに達し、人は挫折します。オールソン教授は、この行き詰まりが無意識のプロセスを引き起こし、問題の精神的表現を変え、新しい解決策を生み出すと考えています。^[20]

洞察力、つまり「なるほど！」効果を研究する場合、ERPまたはEEG の一般的な方法が使用されます。最初にベースライン測定が行われ、一般的に被験者は質問に対する答えを単に思い出すように求められます。これに続いて、被験者はロゴグラフィックが表示されている間、画面に集中するように求められ、次に空白の画面で答えを得るための時間が与えられます。答えを得たら、キーを押すように求められます。その後、答えが画面に表示されます。次に、被験者は、正しい答えを思いついたことを示すために 1 つのキーを押すように求められ、答えが間違っていたことを示すために別のキーを押すように求められます。最後に、確信が持てなかったり答えがわからなかったりする場合は、キーをまったく押さないように求められます。

安静時の神経活動は、問題を解決する際に使用される認知戦略、特に系統的な探索や突然のひらめきによって解決策を導き出す場合に、永続的な影響を及ぼします。^[3]使用される2つの認知戦略は、問題の現在の状態からその問題の目標状態までの探索と分析の両方を含みますが、洞察の問題は、問題の解決策に対する突然の認識です。^[3]

研究対象者は、まずベースラインの安静時の思考状態が記録された。ERPおよびEEG研究を実施するための一般手順で説明されている方法を使用してテストされた後、洞察力と非洞察力の解決の比率が測定され、個人が高洞察力（HI）個人と低洞察力（LI）個人のどちらに分類されるかが決定された。HI個人とLI個人を区別することは、両グループが本研究で使用したアナグラム問題を解くために異なる認知戦略を使用するため重要であった。^[3]右半球の活性化はAha!効果に関与していると考えられており、^[24] HI個人がLI個人と比較して左半球よりも右半球でより大きな活性化を示すことは驚くに当たらない。この考えを裏付ける証拠が見つかり、HI被験者では右背前頭（低アルファ帯域）、右下前頭（ベータ帯域およびガンマ帯域）、右頭頂（ガンマ帯域）領域でより大きな活性化が見られた。^[3] LI被験者の場合、左下前頭葉と左前側頭葉が活動していた（低アルファ帯域）。

HIとLIの人の間では注意力にも違いがありました。創造性が高い人は注意が拡散し、環境刺激に幅広く対応できると言われています。^[25] HIを示す人は安静時の後頭葉アルファ帯域の活動が少なく、視覚系の抑制が少ないことがわかりました。^[3]創造性が低い人は注意を集中し、環境をあまりサンプリングしないことがわかりました。^[25]ただし、LIの人は後頭葉ベータ帯域の活動が多く、集中した注意力が高いことがわかりました。^[3]

ERP 研究ではソースの特定が難しく、洞察の信号と、それが構築する既存の認知スキルやそれが破壊する不当な精神的固定の信号を区別することが難しい場合がありますが、次の結論が提示されています。

ある研究では、「なるほど」という答えは、答えが出された250～500ミリ秒後に、「なるほど」という答えよりも、前頭前野のN380というよりネガティブなERP結果を生み出すことがわかった。 ^[7]著者らは、前頭前野のN380がメンタルセットを破る兆候であり、アハ効果を反映しているのではないかと考えた。別の研究では、アハ効果が中枢後部でN320を誘発することがわかった。^{[26] QiuとZhang (2008)による3番目の研究では、推測が成功した場合、前部帯状}皮質ではなく、後部帯状皮質にN350があることが判明した。後部帯状皮質は、マインドセットと認知機能を監視および抑制するという、より非実行的な機能を果たしているようだ。^[6]

この研究のもう一つの重要な発見は、刺激後 600 ミリ秒と 700 ミリ秒で海馬傍回(BA34) に、正解の推測とその後の認識における後期正成分 (LPC) が見られたことです。データは、海馬傍回が作業記憶内で正解を操作し、関係を統合することで正解を探すことに関与していることを示唆しています。海馬傍回は、洞察問題を解く際の新しい連想の形成を反映している可能性があります。

4番目のERP研究は、かなり似ていますが、この研究では、N380で前帯状皮質が活性化し、それがメンタルセットの破壊の媒介に関与している可能性があると主張しています。他の対象領域は、前頭前野（PFC）、後頭頂皮質、内側側頭葉でした。被験者が謎を解くことができず、その後正解を見せられた場合、彼らは洞察の感覚を示し、それが脳波記録に反映されました。

2003年に、ジン・ルオとニキ・カズヒサは、 fMRIを用いて「なるほど！」と思った瞬間に脳内で起こる活動を記録することを目的とした研究を行った。この研究の参加者は一連の日本語のなぞなぞを提示され、以下の尺度を用いて各質問に対する印象を評価するよう求められた。(1) この問題は非常によく理解でき、答えも知っている。(2) この問題は非常によく理解でき、面白いと感じられるが、答えは知らない。(3) この問題が理解できず、答えも知らない。^[27] この尺度により、研究者はなぞなぞの答えを見て「なるほど！」と思った参加者だけを調査することができた。これまでの洞察に関する研究で、研究者らは、参加者が未解決のなぞなぞや問題の答えを見たときに洞察の感情を報告することを発見している。^{[27]ルオとニキは、参加者のこうした洞察の感情を}fMRIを 用いて記録することを目的とした。この方法により、研究者は「アハ！」の瞬間に被験者の脳内で起こっている活動を直接観察することができました。

研究で使用された日本のなぞなぞの例：重い丸太は動かせるが、小さな釘は動かせないもの→川。^[27]

参加者は、謎の答えが明らかになる前に、各謎に答えるのに3分が与えられました。参加者が正解を見て「なるほど！」と思った瞬間があった場合、脳の活動がfMRIに記録されます。 [ ^{27]この研究の}fMRIの 結果によると、参加者が未解決の謎の答えを与えられたとき、これらの「なるほど！」と思った瞬間に右海馬の活動が著しく増加しました。右海馬のこの活動の増加は、古いノード間の新しい関連の形成に起因する可能性があります。^[27]これらの新しい関連は、今度は謎とその解決策の記憶を強化します。

脳波、ERP、fMRI を用いたさまざまな研究で、Aha! の瞬間に脳のさまざまな領域が活性化することが報告されていますが、この活動は主に右半球で発生します。洞察の神経基盤の詳細については、「洞察の神経相関に関する新たな進歩: 洞察力のある脳の 10 年間のレビュー^[28]」 という最近のレビューを参照してください。

9 点問題は、心理学者が洞察力を研究するために使用する古典的な空間問題です。この問題は、9 つ​​の黒い点によって作成された 3 × 3 の正方形で構成されています。課題は、紙に戻ったりペンを紙から離したりすることなく、9 つの点すべてを正確に 4 本の直線で結ぶことです。Kershaw と Ohlsson ^{[29] は、}制限時間が 2 分または 3 分である実験室環境では、予想される解決率は 0% であると報告しています。

ナイン ドット プロブレムの難しさは、回答者が、微妙で錯覚的な空間的制約を生み出す従来の図と地の関係を超えて、(文字通り)「枠にとらわれずに考える」必要があることです。空間的制約を破ることは、作業記憶における注意の変化を示し、パズルを解くために新しい知識要素を活用します。

言葉による謎かけは、洞察力研究において人気のある問題になりつつあります。

例: 「ある男性が高層ビルの窓を洗っていたとき、40 フィートのはしごから下のコンクリートの通路に落ちました。驚いたことに、彼は無傷でした。なぜでしょうか? [答え] 一番下の段から滑り落ちたのです!」

マッチ棒パズルの一種であるマッチ棒算術は、G. ノブリッヒ^[30]によって開発され、使用されました。マッチ棒を並べ、ローマ数字で単純だが間違った数式を表すパズルです。マッチ棒を1本だけ動かして数式を訂正することが課題です。

アナグラムでは、特定の文字セットの順序を操作して、1 つまたは複数の単語を作成します。元の文字セットは単語そのものの場合もあれば、単に文字を並べただけの場合もあります。

例: Santa はSatanと綴るように変形できます。

判じ絵パズルは「ワーディーズ」とも呼ばれ、パズルを解くために回答者に再構成と「行間を読む」（ほぼ文字通り）ことを強いる言葉と視覚的な手がかりが含まれます。

例:

1. パズル：あなたと私だけ [答え：あなたと私の間だけ]
2. パズル：罰 [答え：死刑]
3. パズル：

   iii

   うわあああ

[答え: 目の下のクマ]

リモートアソシエイツテスト（RATとして知られる）は、創造性をテストするために1962年にマーサ・メドニックによって開発されました^[31]。しかし、最近では洞察力の研究に利用されています。

このテストでは、参加者にlick、mine、shakerなどの一連の単語を提示します。課題は、一見無関係なこれら 3 つの単語を結び付ける単語を特定することです。この例では、答えはsaltです。単語間のつながりは連想的であり、論理、概念形成、問題解決のルールには従いません。そのため、回答者はこれらの一般的なヒューリスティック制約の外で作業する必要があります。

RATのパフォーマンスは他の標準的な洞察問題のパフォーマンスと相関することが知られています。^[32]

この問題では、8枚のコインが特定の配置でテーブル上に並べられ、被験者は2枚のコインを動かして、すべてのコインがちょうど3枚のコインに触れるようにするように指示されます。この問題の難しさは、問題を純粋に2次元的に考えることから生じますが、問題を解決するには3次元的なアプローチしかありません。^[33]

洞察に関する研究は、その定義が曖昧で心理学者の間でも意見が一致していないため、問題が多い。^[34]これは主に、洞察の現象学的性質、洞察の発生を促進することの難しさ、そして実験的に「引き起こされる」方法によって説明できる。

現在心理学者が採用している洞察問題のプールは小さく、質も低く、その異質性と難易度の高さから、妥当性や信頼性に欠けています。

インサイト問題にまつわる最大の問題の 1 つは、ほとんどの参加者にとって難しすぎるということです。多くの問題では、この難しさは、問題または可能な解決策の必要な再構築または再概念化に関係しています。たとえば、9 点問題では、点で構成された四角形を超えて線を引く必要があります。

さらに、洞察問題の分類法に関する問題もあります。洞察を引き出す実験で利用されるパズルや問題は、2 つの方法で分類できます。「純粋な」洞察問題は、洞察の使用を必要とする問題であり、「ハイブリッド」洞察問題は、試行錯誤などの他の方法で解決できる問題です。^[36] Weisberg (1996) が指摘しているように、洞察研究におけるハイブリッド問題の存在は、ハイブリッド問題を採用した研究から得られる証拠に重大な脅威をもたらします。洞察の現象学的経験は、洞察による解決と非洞察による解決を区別するのに役立ちますが (たとえば、回答者に問題をどのように解決したかを説明するように依頼することによって)、非洞察による解決が洞察による解決と間違えられるリスクは依然として存在します。同様に、洞察証拠の妥当性に関する問題も、サンプル サイズが小さいという特徴によって脅かされています。実験者は当初十分なサンプル サイズを募集するかもしれませんが、洞察力の問題に固有の難易度のため、与えられたパズルやタスクを正常に解くことができるのはサンプルのごく一部だけであり、使用可能なデータに重大な制限が生じます。ハイブリッド問題を使用する調査の場合、洞察力を利用せずに与えられたパズルを解いた回答者の割合を除外する必要があるため、最終的なサンプルが非常に小さくなるリスクがさらに高くなります。

突然のひらめきから科学的発見がもたらされた例は数多くあります。特殊相対性理論を発展させる上で重要なひらめきの 1 つは、アルバート アインシュタインが友人のミケーレ ベッソと話していたときに思いつきました。

私は彼と次のように会話を始めた。「最近、私は難しい問題に取り組んでいます。今日はあなたと一緒にその問題と戦うためにここに来ました。」私たちはその問題のあらゆる側面について話し合いました。そして突然、私はこの問題の鍵がどこにあるのかを理解しました。翌日、私は再び彼のところに戻り、挨拶もせずに「ありがとう。問題を完全に解決しました。」と言いました。^[37]

しかし、アインシュタインは、特殊相対性理論の全体的なアイデアは突然の単一のひらめきとして思いついたのではなく、^[38]「経験から得られた個々の法則から生じる段階を経て、そこに導かれた」と述べている。^[38]同様に、カール・フリードリヒ・ガウスはひらめきの後に次のように述べている。「私は結果を得た。ただ、それにどうやって到達するかはまだ分からない。」^{[38] [39]}

アレック・ジェフリーズ卿は、1984年9月10日月曜日午前9時5分にレスターにある彼の研究室でDNA実験のX線フィルム画像を見てひらめきを得た。それは、彼の技術者の家族の異なるメンバーのDNAの間に予想外の類似点と相違点の両方を示したものだった。 ^{[40] [41]}約30分以内に、彼は遺伝コードの変化を利用して個人を識別するDNAプロファイリングの範囲を理解した。この方法は、法医学において探偵業務を支援するために、また父子関係や移民紛争の解決において重要になっている。 ^{[40]また、野生生物}の集団遺伝学研究など、人間以外の種にも適用できる。彼の方法が1987年に商業化される前は、ジェフリーズの研究室はDNAフィンガープリンティングを行っている世界で唯一のセンターだった。^[要出典]

• 洞察現象学
• 不安（理解）
• ラバーダックデバッグ
• グループ化の原則
• 勝（禅）