情報処理（心理学）

スターンバーグの知能理論は、創造的、分析的、実践的能力の 3 つの異なる構成要素から成ります。^{[ 2 ]}創造的とは、新しい独創的なアイデアを持つ能力であり、分析的であることは、アイデアが良いものかどうかを判断するのに役立ちます。「実践的能力は、アイデアを実行に移し、その価値を他人に納得させるために使われます。」^{[ 4 ]}スターンバーグの理論の中心には認知があり、それに情報処理があります。スターンバーグの理論では、情報処理はメタ構成要素、パフォーマンス構成要素、知識獲得構成要素の 3 つの異なる部分から成ります。^{[ 2 ]}これらのプロセスは、高次の実行機能から低次の機能へと進みます。メタ構成要素は、問題の計画と評価に使用され、パフォーマンス構成要素はメタ構成要素の順序に従い、知識獲得構成要素は問題を解決する方法を学習します。^{[ 2 ]}この理論の実践は、美術プロジェクトに取り組むことで説明できます。まず、何を描くかを決め、次に計画とスケッチを行います。このプロセスでは、プロセス自体と、それが望ましい成果を生み出しているかどうかを同時に監視します。これらのステップはすべてメタコンポーネント処理に該当し、パフォーマンスコンポーネントは芸術です。知識獲得部分は、描画スキルの学習または向上です。

心理学者のソール・スターンバーグは1960年代に高速記憶スキャンという概念を提唱し、情報処理分野の発展に大きく貢献した。スターンバーグ（1966年、1969年）は一連の実験で、被験者に少数の数字を記憶させ、テストで提示された数字がその数字に含まれていたかどうかを判断させた。その結果、項目数が増えるにつれて反応時間が直線的に増加することが分かり、これは人々が記憶の中の各項目を一つずつ確認していることを示唆している。このプロセスは逐次的網羅的探索として知られている。この発見は、精神活動が秩序だった測定可能な段階を経て行われることを示す最初の証拠の一つとなった。数十年後、スターンバーグ（2016年）はこのモデルを擁護し、心がどのように情報を処理し、検索するのかを理解する上で、このモデルが依然として重要であることを強調した。

記憶に関する古典的なモデルを基に、DeStefano、Vul、およびBrady（2025）は、人々が作業記憶に視覚情報をどのように保存し、想起するかを調査しました。彼らの実験では、参加者は記憶から色を思い出し、再現するように求められ、特定の色相に対する一貫した個人的な「アトラクター」バイアスが明らかになりました。これらのパターンは、記憶の誤りがランダムではなく、個人の知覚と過去の経験によって形成されることを示しています。彼らの研究は、脳による視覚情報の処理が外部刺激だけでなく、安定した内部認知傾向にも依存することを示すことで、情報処理アプローチを拡張しました。この研究は、情報処理が普遍的なメカニズムと個人差の両方に関わっていることを強調しています。

情報処理は「記録された情報の収集、操作、保存、検索、分類に関わる科学」と説明されている。^{[ 5 ]}アトキンソン・シフリン記憶モデルまたは多重ストアモデルによれば、情報が記憶にしっかりと定着するためには、感覚記憶、短期記憶、長期記憶という3つの段階の精神処理を経る必要がある。^{[ 6 ]}

その一例がワーキングメモリモデルです。これには、中央実行系、音韻ループ、エピソードバッファ、視空間スケッチパッド、言語情報、長期記憶、視覚情報が含まれます。^{[ 2 ]} 中央実行系は脳の秘書のようなものです。何に注意を向け、どのように反応するかを決定します。中央実行系は、3つの異なるサブセクションにつながります。1つ目は、音韻貯蔵、無声リハーサル、音韻ループです。これらのセクションは連携して単語を理解し、情報を記憶に入れ、記憶を保持します。その結果、言語情報が貯蔵されます。次のサブセクションは、視覚イメージを貯蔵する視空間スケッチパッドです。貯蔵容量は短いですが、視覚刺激の理解につながります。最後に、エピソードバッファがあります。このセクションは、情報を長期記憶に入れることができます。また、音韻ループと視空間スケッチパッドからの情報を取り込み、長期記憶と組み合わせることで「統一的なエピソード表現」を作り出すこともできます。^{[ 2 ]} これらの機能が働くためには、感覚レジスターは視覚、聴覚、触覚、嗅覚、味覚の五感を通して情報を取り込みます。これらはすべて出生時から存在し、同時処理（例えば、食べ物を味わう、匂いを嗅ぐ、見る）を行うことができます。一般的に、学習効果はパターン認識のプロセスが発達している場合に生じます。感覚レジスターは容量が大きく、行動反応は非常に短い（1～3秒）です。このモデルでは、感覚ストアと短期記憶またはワーキングメモリの容量は限られています。感覚ストアは、ごく限られた量の情報をごく限られた時間だけ保持することができます。この現象は、フラッシュで写真を撮った場合と非常によく似ています。フラッシュが光った後、ほんの数秒間は、フラッシュがまだそこにあるように見えます。しかし、すぐに消えてしまい、そこにフラッシュがあったことを知る方法はありません。^{[ 2 ]}短期記憶は情報を保持します。短期記憶は、わずかに長い期間記憶できるようになったものの、容量には限界がある。リンデンによれば、^{[ 7 ]}「短期記憶の容量は当初「7±2」項目と推定されていたが、^{[ 8 ]}これは神経心理学的検査から、健康な成人の平均数字スパンは約7であるという観察結果と一致する。^{[ 9 ]}しかし、これらの項目の数は、個々の刺激間の知覚的または概念的な関連付けを使用して、いわゆるチャンクにグループ化された場合にのみ保持できることが明らかになりました。その持続時間は、被験者の心から消えるまでの5〜20秒です。これは、新しく紹介された人の名前でよく起こります。意味に基づくイメージや情報もここに保存されますが、そのような情報のリハーサルや繰り返しがないと減衰します。一方、長期記憶は潜在的に無限の容量を持ち^{[ 2 ]}、その持続時間は事実上無期限です。アクセスするのが難しい場合もありますが、この時点までに学習したすべてを包含しています。人は物忘れをしたり、情報が舌先まで出かかっているように感じたりすることがあります。

人間が情報を処理する方法を見るための別のアプローチは、ピアジェの認知発達理論と呼ばれるもので、ジャン・ピアジェによって提案されました。^{[ 10 ]}ピアジェは、発達と成長に基づいてモデルを開発しました。彼は、情報の種類と独特の思考プロセスによって特徴付けられる、異なる年齢層間の4つの異なる段階を特定しました。4つの段階は、感覚運動期（出生から2歳まで）、前操作期（2～6歳）、具体的操作期（6～11歳）、形式的操作期（11歳以上）です。感覚運動期では、新生児と幼児は、反射的に反応する情報処理に感覚に頼っています。前操作期では、子供は模倣によって学習し、他人の視点に立つことができません。具体的操作期は、論理を使用し、問題を解決するために複数の要素を考慮する能力が発達していることが特徴です。最後の段階は形式的操作段階であり、この段階では、思春期前の子どもや青年は抽象的な概念を理解し始め、議論や反論を構築する能力を発達させる。

さらに、青年期は生物学的、認知的、社会的領域における一連の変化によって特徴づけられます。認知領域では、脳の前頭前野と辺縁系が重要な変化を遂げます。前頭前野は、計画、目標と戦略の生成、直感的な意思決定、メタ認知（思考についての思考）などの複雑な認知活動に従事しているときに活動する脳の部分です。これはピアジェの形式的操作の最終段階と一致しています。^{[ 11 ]}前頭前野は青年期から成人初期にかけて完成します。辺縁系は、神経伝達物質（ドーパミンなど）のレベルと感情の変化に基づいて報酬感受性を調節する脳の部分です。

つまり、認知能力は発達段階や人生の段階によって変化する。成人期になると、思春期や子供よりも優れた計画能力、抽象的な概念の処理・理解能力、リスクと利益の適切な評価能力を発揮できるようになる。

コンピューティングにおいて、情報処理とは、アルゴリズムを用いてデータを変換すること、つまりコンピュータの本質的な活動を指す。^{[ 12 ]}実際、情報処理の専門家団体として国際情報処理連盟（IFIP ）という組織がある。これは基本的にデータ処理や計算という用語と同義だが、より一般的な意味合いを持つ。^{[ 13 ]}