潜在学習

潜在学習とは、強化や動機付けなしに潜在意識下で情報を保持することである。潜在学習では、潜在意識下で情報を保持した後、十分な動機付けがあった場合にのみ行動が変化する。^[1]

潜在学習とは、何かを直接経験するのではなく、何かを観察することでその後の行動に影響を与えることです。観察学習にはさまざまなものがあります。人間は行動を観察し、その行動をしても誰も報酬を与えていないにもかかわらず、後で別のときにその行動を繰り返します (直接の模倣ではありません)。

社会学習理論では、人間は他人が報酬や罰を受けているのを観察し、それが観察者の感情を呼び起こし、行動を変える動機となる。

特に潜在学習では、報酬や罰を観察することはありません。潜在学習とは、動物が周囲の地理を学習する特別な動機なしに、単に周囲を観察することです。しかし、後日、食べ物を見つけたり、トラブルから逃れたりする生物学的必要性などの動機がある場合、動物はこの知識を活用できるようになります。

刺激に対する強化、関連性、動機付け が欠如していることが、このタイプの学習をオペラント条件付けや古典的条件付けなどの他の学習理論と区別するものです。^[2]

古典的条件付けとは、動物が、一見ランダムな刺激を経験した際に、その関連性を繰り返し経験することで、最終的に無意識のうちに食物などの生物学的刺激を予期することです。古典的条件付けの重要な例の 1 つは、実験者が意図的に給餌時間と関連付けようとしたベルに対して犬が条件反応を示したイワン パブロフの実験です。犬が条件付けされた後、犬はもはや生物学的欲求であり無条件刺激である食物に対してのみ唾液を分泌しなくなりました。犬はベルの音に唾液を分泌し始めました。ベルは条件刺激であり、唾液分泌はベルに対する条件反応です。犬がベルの音に唾液を分泌したのは、食物を予期していたからです。

一方、潜在学習とは、学習に報酬を関連付ける動機や刺激がないにもかかわらず、動物が何かを学習することです。したがって、動物は単に情報のために情報に触れるだけで、それが脳に届きます。潜在学習の重要な例の1つは、ラットが無意識にメンタルマップを作成し、その情報を使用して、後で報酬があるときに食べ物などの生物学的刺激をより速く見つけることができることです。^[3]これらのラットは、食べ物が導入される前に迷路を学ぶ動機がなかったにもかかわらず、すでに迷路の地図を知っていました。

オペラント条件付けは、報酬と罰を使って動物の行動を調整する能力です。潜在学習は、刺激を与える前に動物にメンタルマップを作成する時間を与えることで、動物の行動を調整することです。

社会学習理論は、行動は観察を通じて学習できるが、能動的に認識された観察を通じて学習できると示唆しています。この理論では、特定の行動に関連する報酬または罰が観察された場合、観察によって行動が変化する可能性が高くなります。潜在学習理論は観察の面では似ていますが、学習に必要な強化が欠如している点で異なります。

エドワード・C・トールマンによる古典的な研究では、3グループのラットが迷路に入れられ、 2週間以上にわたって毎日行動が観察されました。グループ1のラットは迷路の終わりにいつも餌を見つけましたが、グループ2のラットは一度も餌を見つけませんでした。グループ3のラットは10日間餌を見つけられませんでしたが、11日目に餌をもらいました。グループ1のラットはすぐに迷路の終わりに駆け寄ることを学びました。グループ2のラットは迷路内をさまよいましたが、優先的に終わりに行くことはありませんでした。グループ3は、11日目に餌が与えられるまでグループ2のラットと同じように行動しましたが、その後すぐに迷路の終わりまで走ることを学び、翌日にはグループ1のラットと同じように行動しました。これは、グループ3のラットが迷路の構成について学習したが、餌による強化がなかったことを示しています。この研究が行われるまでは、動物がそのようなタスクを学習するには強化が必要であると広く信じられていました。^[4]他の実験では、潜在学習は3～7日といったより短い期間で起こる可能性があることが示されています。^[5]他の初期の研究では、迷路を探索した後、空のゴールボックスに1分間留められた動物は、そのような目標指向を与えられなかったグループよりもはるかに速く迷路を学習することもわかりました。^{[6] [説明が必要]}

1949年、ジョン・スワードは、片方の腕が白く、もう片方の腕が黒く塗られたT字型迷路にラットを入れるという研究を行った。ラットの1つのグループは、餌のないこの迷路を30分間探索し、ラットは腕の端に到達してもすぐには出されなかった。スワードは、2つの腕のうちの1つに餌を置いた。この探索グループのラットは、以前に迷路を探索したことのない別のグループのラットよりも、報酬のある腕をはるかに速く進むことを学んだ。^[7]同様の結果は、1952年にベンディグによって得られた。この研究では、ラットは餌のある改良T字型迷路で満腹時に水から逃げるように訓練され、その後空腹時にテストされた。餌のない状態で迷路に戻されると、ラットは訓練段階でラットに与えられた事前露出の数に応じて増加する速度で餌の場所を学習した。これは、潜在学習のレベルが異なることを示している。^[8]

潜在学習に関する初期の研究のほとんどはラットで行われましたが、1954年にスティーブンソンが行った研究では、この学習方法を子供で検討しました。^[9]スティーブンソンは、子供たちに一連の物体を探索させて鍵を見つけさせ、次に、その設定にあるさまざまな非鍵物体について子供たちが持っている知識を測定しました。^[9]子供たちは、以前に見たことがある非鍵物体をより早く見つけました。これは、彼らが潜在学習を使用していることを示しています。このようにして学習する能力は、年齢を重ねるにつれて増加しました。^[9]

1982年、ウィルジグと共同研究者は塩化ナトリウムの味を利用して、ラットの潜在学習に脳のどの部分が必要かを調べました。除皮質ラットは、通常のラットと同様に潜在学習課題を達成することができました。^[10]

潜在学習を行う人間の能力は、乳児が、使うスキルがない間に学んだ知識を使える理由の主な要因であると思われます。たとえば、乳児は生後 6 か月になるまで模倣能力を獲得しません。ある実験では、乳児の 1 つのグループが、生後 3 か月のときに人形A と人形 B を同時に見せられました。同じ年齢の別のコントロール グループには、人形 A のみを見せました。その後、生後 6 か月になるまで、すべての乳児に人形 A が定期的に提示されました。生後 6 か月で、実験者は、すべての乳児が見ている前で最初の人形で目標行動を行いました。その後、すべての乳児に人形 A と人形 B を見せました。生後 3 か月で両方の人形を見た乳児は、2 つの人形をペアにして見ていなかったコントロール グループよりも、人形 B で目標行動を著しく高い割合で模倣しました。これは、事前に触れられた乳児が、何の強化もなしに人形間の関連性を形成していたことを示唆している。これは乳児の潜在的学習を示しており、乳児は成長するまで学習している兆候を示さなくても、観察によって学習できることを示しています。^[11]

人間が乱用する薬物の多くは、人間に報酬を求める動機を与える神経伝達物質であるドーパミンを模倣しています。 ^[12]ゼブラフィッシュはカフェインを与えられると、ドーパミンが欠乏していても報酬について潜在的に学習できることが示されています。学習前にカフェインを与えれば、後でドーパミンを与えられたときに、学習した知識を使って報酬を見つけることができます。^[13]

アルコールは潜在学習を妨げる可能性がある。迷路を探索する前にアルコールにさらされたゼブラフィッシュの中には、迷路に報酬が導入された後もアルコールにさらされ続けたものもあった。これらのゼブラフィッシュは、同じ程度のモチベーションを示したにもかかわらず、アルコールにさらされていない対照群よりも迷路で報酬を見つけるのにかなり長い時間がかかった。しかし、ゼブラフィッシュがアルコールにさらされる時間が長いほど、潜在学習への影響は少ないことが示された。別の実験群は、アルコール離脱を象徴するゼブラフィッシュだった。最も成績が悪かったのは、長期間アルコールにさらされた後、報酬が導入される前にアルコールが除去されたゼブラフィッシュだった。これらの魚はモチベーションや運動機能障害に欠けており、潜在的に迷路を学習していないようだった。^[14]

潜在学習を司る脳の特定の領域は特定されていないかもしれないが、内側側頭健忘の患者は表象処理を必要とする潜在学習課題に特に困難を抱えていることが判明した。^[15]

マウスを用いた別の研究では、プリオンタンパク質の欠如が水迷路潜在学習課題における潜在学習およびその他の記憶機能を妨げるという興味深い証拠が見つかりました。^[16]フェンシクリジン の欠乏は、水を見つける課題における潜在学習を損なうこともわかりました。^[17]