二重符号化理論

二重符号化理論は、心が言語と非言語という2つの異なる経路で情報を処理するという認知理論です。これは1971年に西オンタリオ大学のアラン・パイヴィオによって仮説が立てられました。この理論を展開するにあたり、パイヴィオは心的イメージの形成が絵画優位効果を通じて学習を助けるという考えを用いました。^[2]

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 2 つあります。言語的連想とイメージです。二重符号化理論では、感覚的イメージと言語的情報の両方が情報を表すために使用されると仮定しています。^{[3] [4]}イメージと言語的情報は、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ます。これらの表現に対応するメンタル コードは、入力情報を整理するために使用されます。この情報は、その後の使用のために、行動、保存、および取得できます。イメージと言語的コードの両方が、情報を思い出すときに使用できます。^[4]たとえば、人が刺激概念「犬」を「犬」という単語と犬のイメージ (外観、音、匂い、その他の感覚情報) の両方として保存しているとします。刺激を思い出すように求められた場合、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思い出すことができます。単語が思い出された場合、犬のイメージは失われず、後で思い出すことができます。刺激を 2 つの異なる方法でコード化する能力は、刺激が 1 つの方法でのみコード化された場合と比較して、その項目を記憶する可能性を高めます。

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、認知が言葉や画像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。言葉や画像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、この理論は当てはまらないだろう。^[5]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に求められるテストにのみ有効であることだ。^[2]単語と画像の間に関連付けを形成できない場合、後でその単語を思い出したり思い出したりすることははるかに困難です。これにより二重符号化理論の有効性が制限されますが、それでも幅広い状況で有効であり、記憶力を向上させるために使用できます。^[2]

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、表現されているものの主な知覚的特徴を保持するため、私たちが心の中で形成するイメージは、物理的刺激と非常に類似しています。アナログコードは、木や川など、私たちが環境で観察する物理的刺激をほぼ正確に表現しています。^[4]

記号コードは、言葉を心の中で表現するために使用されます。記号コードは、何かを概念的に、そして時には知覚的ではなく、恣意的に表現します。時計が時間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、いくつかの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、それ自体以外のものを恣意的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 の概念だけでなく、それ以上のものを表すために使用されることがよくあります。数学の変数 x や方程式の乗算記号を表すために使用できます。乗算などの概念は、より深い概念を恣意的に割り当てるため、「x」で象徴的に表すことができます。このより深い概念を表すために使用する場合にのみ、文字「x」はこの種の意味を持ちます。

多くの研究者は、心的表現には言葉と画像のみが使用されることに同意している。^[5]裏付けとなる証拠は、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画像を想像できる場合、一部の言語情報の記憶が強化されることを示している。同様に、視覚情報は、現実世界のものであれ想像上のものであれ、関連する言語情報と組み合わせることで強化されることが多い。^[6]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には空間的および言語的作業記憶の両方が必要であるため、個人は提示された情報を二重にコード化し、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ります。^[7]さらに、抽象語と具体的語について実施された研究では、参加者は抽象的な語よりも具体的な語をよりよく覚えていることもわかっています。^{[8] [9] [10]}

パイヴィオは、参加者に一連の絵と単語を高速で見せ、その後、単語と絵を任意の順序で思い出すように頼んだところ、参加者の方が絵をよりよく思い出すことができたことを発見した。しかし、参加者は絵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優れているという、パイヴィオの仮説を裏付けた。 ^[11]リー・ブルックスは、記憶のための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、絵を見て絵に関する質問に答える視覚課題、または文章を聞いてから文章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、または手動で応答するよう求められた。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、言語的反応が手動で操作される言語的声明を伴うタスクに干渉することを発見しました。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ました。^[4]

アラン・バデリーが提唱するワーキングメモリには、視覚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が含まれており、これは本質的にパイビオの理論にマッピングされます。

二重符号化理論は、読書の二重経路理論を補完するものです。二重経路理論では、人々が書かれた情報を読むとき、読者は綴り情報と音韻情報にアクセスして、文章内の単語を認識すると主張しています。

パイヴィオの研究は、リテラシー、視覚記憶術、アイデア創出、HPT、ヒューマンファクター、インターフェースデザイン、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（二重過程認知モデルなどの形で^{[12] [13] [14]}）にも影響を与えており、それらに対応する分野もあります。また、認知ロボットにも影響を与えています。

視覚知覚と視覚イメージングに関与する領域を特定するために、2 つの異なる方法が使用されてきた。まず、機能的磁気共鳴画像法(fMRI) は脳血流を測定するために使用され、これにより研究者は脳の特定の部分で消費されるグルコースと酸素の量を特定することができ、血流の増加は脳活動の尺度となる。次に、事象関連電位(ERP) は、特定の刺激によって発生する脳の電気的活動の量を示すために使用できる。研究者は両方の方法を使用して、さまざまな刺激で脳のどの領域が活性化するかを判断し、結果は二重符号化理論を裏付けている。他の研究では、陽電子放出断層撮影(PET) スキャンと fMRI を使用し、参加者が想像または実際の画像と組み合わせると、話された単語や文章の記憶が改善されたことが示された。これらの参加者は、画像と簡単に組み合わせられない抽象的な単語を処理する脳の活性化も増加した。^[15]

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ない。ジョン・アンダーソンとゴードン・バウアーは、知識が精神的に表現される方法に関する代替方法、すなわち命題理論を提唱した。命題理論によれば、精神的表現はイメージではなく命題として保存される。ここで命題とは、概念間の関係の根底にある意味と定義される。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る。複雑なものを取り上げ、アイデアや概念のさまざまな要素にさらに分解することができる。^[16]この理論によれば、知識はイメージ、言葉、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生じる。この理論は、自然演繹システムモデルにも関連している。このタイプのモデルでは、フィードフォワードとその逆の両方が可能になる。

共通コーディング理論も、二重コーディング理論の代替として提案されています。共通コーディング理論は、私たちが見たり聞いたりするものが、どのように私たちの運動行動と関連しているかに注目します。それは、何かを知覚することと、それぞれの運動行動の間には、共通のコードが共有されていると主張しています。

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