刺激反応適合性(S-R適合性)とは、人が世界をどのように認識しているかが、求められる行動とどの程度一致しているかを示す指標です。S-R適合性は、刺激とその反応との関連性の「自然さ」として説明されることが多く、例えば、左向きの刺激に対しては体の左側から反応することが求められます。S-R適合性が高いほど反応時間は短くなる傾向があり、一方、S-R適合性が低いほど反応時間は長くなる傾向があり、これはサイモン効果として知られる現象です。
「刺激反応適合性」という用語は、1951年の発表でアーノルド・スモールによって初めて提唱された。[ 1 ]
S-R適合性は、行動を促す出来事と行動自体の類似性を考慮した場合、視覚刺激に対する反応にかかる時間のばらつきに見られる。例えば、人の視野の左側にある視覚刺激は、右手を使った反応よりも左手を使った反応と適合性が高い。[ 1 ]
1953年、ポール・フィッツとCM・シーガーは、特定の反応が特定の刺激により適合することを決定的に示す最初の実験を行った。この実験では、被験者は視野の左隅または右隅に現れる光に応じて、左右どちらかのボタンを押すように指示された。この研究では、刺激と反応が適合しない場合、被験者の反応時間が長くなることがわかった。これは、S-R適合性と反応時間の関係を示す証拠ではなかった。別の仮説では、半球が交差すると感覚情報が神経処理センターに到達するのに時間がかかるため、遅延が生じるとされた。この別の仮説は、フィッツとシーガーが被験者に腕を交差させて左手で右のボタンを押し、右手で左のボタンを押すようにした追跡実験によって否定された。神経信号がより遠くまで伝わったにもかかわらず、標準的な実験と腕を交差させた実験における被験者の反応時間の差は統計的に有意ではなかった。[ 2 ]
逆のシナリオは、1954年にリチャード・L・デニンガーとポール・フィッツによって行われた実験で検証され、刺激と反応が適合している場合、被験者の反応がより速くなることが実証された。[ 3 ] SR適合性が反応計画段階に影響を与えるという確固たる証拠は、1995年にベルンハルト・ホンメルが、コンピュータ画面上のオブジェクトの大きさなど、SR適合性とは無関係な方法で刺激を変更しても反応時間が長引かないことを実証するまで見つからなかった。[ 4 ]
この現象は聴覚刺激にも当てはまります。例えば、片耳で音を聞くと、体のその側が反応する準備が整います。音が聞こえた側とは反対側の体で動作を行う必要がある場合、あるいはその逆の場合、反応時間は長くなります。[ 5 ]
2000年、TE RoswarskiとRobert Proctorは、FittsとSeegerの元の実験の変形版を実施し、光の代わりに各耳に聴覚音を聞かせた。この実験により、聴覚信号に対する反応時間はSR適合性にも影響されることが示された。[ 5 ]
SR適合性のもう1つの決定要因は、動く刺激の行き先です。たとえば、右手に向かって動く物体は、刺激が知覚されたときに左手に近い場合でも、左手に向かって動く物体よりも右手の反応と適合性が高いです。[ 6 ]
1988年にクレア・マイケルズが行った実験では、S-R適合性を決定する上での動きの役割が実証されました。この実験では、被験者は両手を伸ばした状態でコンピュータ画面を見せられ、画面上の四角形がランダムな場所に現れて右手または左手に向かって移動しました。被験者が四角形が向かっているのと同じ手で反応した場合、選択反応時間は速くなりました。この実験では、四角形が画面の中央から始まった場合の方が、目的の手に近い位置から始まった場合よりも反応時間が短くなることを示し、反応時間は四角形の現在位置よりも目的地によってより大きく影響を受けることを明らかにしました。[ 7 ]
S-R適合性にとって重要なのは刺激の種類です。馴染みのある物体は特定の反応を誘発する傾向があります。例えば、ある物体が片方の手で操作する方が簡単(またはより一般的)であると認識される場合、もう一方の手の使用を必要とする反応は反応時間が長くなる傾向があります。[ 8 ]
1998年、マイク・タッカーとロブ・エリスはプリマス大学で、S-R適合性の概念を高次の認知にまで拡張する実験を行った。この実験では、被験者に左右に2つのボタンが与えられ、フライパンやティーカップなどの馴染みのある物体の写真が次々と提示された。各画像について、物体が直立している場合は左のボタンを、逆さまになっている場合は右のボタンを押すように指示された。しかし、物体は回転も変化しており、取っ手が左または右を向いていた。この実験により、取っ手が一方の方向を向いているのを見ると、被験者は対応する手で手を伸ばす準備ができ、その結果、S-R適合性に不一致が生じ、反応時間に影響することが明らかになった。例えば、取っ手が左を向いている逆さまのティーポットを見た被験者は、同じティーポットが右を向いているのを見た被験者よりも、右のボタンを押すのに時間がかかった。[ 8 ]
事前の知識とステレオタイプは、S-R適合性に役割を果たします。必要な反応が、刺激とその「典型的な」反応に関する個人のステレオタイプ的な知識と一致しない場合、たとえその人が新しい状況で必要な反応を認識していても、適合性は低くなります。たとえば、英国の照明スイッチは下に倒すと「オン」になりますが、米国の照明スイッチは上に倒すと「オン」になります。一方の国の出身者がもう一方の国を訪れると、照明のオン/オフを切り替える際に低いSR適合性を示すでしょう。別の例として、赤信号は普遍的に「停止」、緑信号は「進行」と関連付けられており、逆の構成では反応時間が長くなります。[ 9 ]
S-R互換性は、ヒューマンコンピュータインタラクションの分野、そしてソフトウェアエンジニアリングにおいて重要な考慮事項です。ユーザーの入力とプログラムの出力がS-R互換性を持つ場合、プログラムはより簡単で直感的に使用できます。これは、物体の物理的な設計においても重要な考慮事項となります。例えば、オン/オフスイッチを備えた電気製品は、文化的期待に沿って設計されていれば、最も直感的に使用できるでしょう。
さらに、S-R適合性の原理は心理学研究者にとって重要な考慮事項であり、実験においてはその現象を制御する必要があるかもしれない。例えば、行動神経科学の研究者は、課題がS-R適合性の側面において意図せず変化しないように注意しなければならない。