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二重符号化理論は、心が情報を言語的チャネルと非言語的チャネルの2つの異なる経路で処理するという認知理論です。これは、1960年代後半にウェスタンオンタリオ大学のアラン・パイヴィオによって初めて仮説として提唱されました。 [ 2 ]この理論を発展させるにあたり、パイヴィオは、心的イメージの形成が画像優位性効果を通じて学習を助けるという考えを利用しました。[ 3 ]
パイヴィオによれば、人が学習した内容を拡張する方法は、言語的連想とイメージの2つである。二重符号化理論は、感覚イメージと言語情報の両方が情報の表現に使用されると仮定している。[ 4 ] [ 5 ]イメージと言語情報は、人間の心の中で異なる方法で、異なるチャネルに沿って処理され、各チャネルで処理された情報に対して別々の表現が作成される。これらの表現に対応するメンタルコードは、後で使用するために、行動、保存、および検索できる入力情報を整理するために使用される。イメージコードと言語コードの両方は、情報を想起するときに使用できる。 [ 5 ]例えば、ある人が刺激概念「犬」を「犬」という単語と犬のイメージ（外見、音、匂い、その他の感覚情報）の両方として保存したとしよう。刺激を想起するように求められたとき、その人は単語またはイメージのいずれかを個別に、または両方を同時に想起することができる。単語が想起された場合でも、犬のイメージは失われず、後で再び想起することができる。刺激を2つの異なる方法で符号化できる能力は、刺激が1つの方法でしか符号化されない場合と比較して、その項目を記憶する可能性を高める。
二重符号化理論の限界については議論がある。二重符号化理論は、認知が言葉やイメージ以外の何かによって媒介される可能性を考慮していない。言葉やイメージが私たちが物事を記憶する唯一の方法であるかどうかを判断するための十分な研究は行われておらず、別の形式のコードが発見された場合、この理論は成り立たなくなるだろう。[ 6 ]二重符号化理論のもう1つの限界は、概念がどのように関連しているかを特定することに焦点を当てるよう求められたテストにのみ有効であるということである。[ 3 ]言葉とイメージの間に関連付けを形成できない場合、後になってその言葉を記憶したり思い出したりすることがはるかに難しくなる。これは二重符号化理論の有効性を制限するものの、幅広い状況において依然として有効であり、記憶力を向上させるために使用できる。[ 3 ]
アナログコードは、イメージを心の中で表現するために使用されます。アナログコードは、表現されるものの主要な知覚的特徴を保持するため、心の中で形成されるイメージは、物理的な刺激と非常によく似ています。それらは、木や川など、私たちの環境で観察される物理的な刺激のほぼ正確な表現です。[ 5 ]
記号コードは、言葉の心的表象を形成するために使用されます。それらは、知覚的ではなく、概念的に、そして時には恣意的に何かを表します。時計が時刻を表示するために数字の形で情報を表すのと同様に、記号コードは、さまざまなアイデアを表すために、単語や単語の組み合わせなどの任意の記号の形で、私たちの心の中で情報を表します。各記号（x、y、1、2など）は、それ自体以外の何かを任意に表すことができます。たとえば、文字xは、アルファベットの24番目の文字であるxという概念だけでなく、それ以上のものを表すためによく使用されます。数学では変数xを表すために、方程式では乗算記号として使用することもできます。乗算のような概念は、「x」によって記号的に表すことができます。なぜなら、私たちは任意に、より深い概念をそれに割り当てるからです。このより深い概念を表すために使用するときにのみ、文字「x」はこの種の意味を持ちます。
多くの研究者は、心的表象には言葉とイメージのみが使用されることに同意している。[ 6 ]関連する視覚情報も提示された場合、または学習者が言語情報に付随する視覚イメージを想像できる場合、一部の言語情報の記憶が強化されることを示す証拠がある。同様に、視覚情報は、現実世界であろうと想像上のものであろうと、関連する言語情報と組み合わせると強化されることが多い。[ 7 ]この理論は、マルチメディアプレゼンテーションの使用に適用されている。マルチメディアプレゼンテーションは空間的ワーキングメモリと言語的ワーキングメモリの両方を必要とするため、個人は提示された情報を二重に符号化し、後日テストされたときに情報を思い出す可能性が高くなる。[ 8 ]さらに、抽象語と具体語について行われた研究でも、参加者は抽象語よりも具体語をよく覚えていたことがわかっている。[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]
パイヴィオは、参加者に一連の画像と一連の単語を素早く提示し、後で単語と画像を任意の順序で思い出すように求めたところ、画像の想起の方が優れていることを発見した。しかし、参加者は画像の順序よりも単語の順序をより容易に思い出した。これらの結果は、言語情報は視覚情報とは異なる方法で処理され、記憶課題に順序も必要な場合は言語情報が視覚情報よりも優れているというパイヴィオの仮説を支持した。[ 12 ]リー・ブルックスは、記憶の2つのシステムをさらに裏付ける実験を行った。彼は参加者に、画像を見て画像に関する質問に答える視覚課題、または文を聞いて文に関する質問に答える言語課題のいずれかを行わせた。質問に答えるために、参加者は口頭、視覚、または手動のいずれかで回答するように求められた。この実験を通して、ブルックスは、視覚的知覚が視覚タスクの操作と混ざると干渉が発生し、言語的応答が手動で操作される言語的記述を含むタスクに干渉することを発見した。これは、情報を精神的に表現するために2つのコードが使用されるという考えを裏付けるものであった。[ 5 ]
アラン・バデリーが提唱したワーキングメモリは、視空間スケッチパッドと音韻ループという2つの部分からなる処理システムで構成されており、これは基本的にパイヴィオの理論に対応するものである。
二重符号化理論は、読解の二重経路理論を補完するものである。二重経路理論によれば、人が書かれた情報を読むとき、読者は文章中の単語を認識するために、正書法情報と音韻情報の両方にアクセスする。
パイヴィオの研究は、識字能力、視覚記憶術、アイデア生成、HPT、人間工学、インターフェース設計、教育教材の開発などに影響を与えています。また、認知科学や計算認知モデリング（二重プロセス認知モデルなどの形で[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] ）にも影響を与え、それらに対応するものも存在します。さらに、認知ロボット工学にも影響を与えています。
視覚知覚と視覚イメージに関わる領域を特定するために、2つの異なる方法が用いられてきました。まず、機能的磁気共鳴画像法（fMRI）を用いて脳血流を測定し、脳の特定部位で消費されるグルコースと酸素の量を特定します。血流の増加は脳活動の指標となります。次に、事象関連電位（ERP）を用いて、特定の刺激によって生じる脳の電気活動量を示します。研究者は両方の方法を用いて、異なる刺激に対して脳のどの領域が活性化するかを調べており、その結果は二重符号化理論を支持しています。また、陽電子放出断層撮影法（PET）スキャンとfMRIを用いた別の研究では、参加者が想像上の画像または実際の画像とペアにされた話し言葉や文章の記憶力が向上したことが示されています。これらの参加者は、画像と容易にペアにできない抽象的な単語を処理する脳活動の増加も示しました。[ 16 ]
二重符号化理論はすべての人に受け入れられているわけではありません。ジョン・アンダーソンとゴードン・バウアーは、知識がどのように精神的に表現されるかについての代替方法である命題理論を提案しました。命題理論は、精神的表現はイメージではなく命題として保存されると主張しています。ここで、命題は概念間の関係の根底にある意味として定義されます。命題理論は、イメージや言語情報を必要とせずに、アイデアの基本的な概念を説明することができます。複雑なものを取り上げて、アイデアや概念のさまざまな構成要素にさらに分解することができます。[ 17 ]この理論は、知識はイメージ、言葉、または記号の形で表現されないため、イメージは他の認知プロセスの結果として発生すると述べています。この理論は、自然演繹システムモデルにも関連しています。このタイプのモデルは、順方向と逆方向の両方のフィードを可能にします。
共通符号化理論は、二重符号化理論の代替案としても提唱されている。共通符号化理論は、私たちが見たり聞いたりするものが、どのように運動行動と結びついているかを考察する。そして、何かを知覚することと、それに対応する運動行動の間には、共通の符号が存在すると主張する。
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