勉強している最中に、スマートフォンから通知音が鳴ったとする。
それまで教科書を読んでいたのに、突然、スマートフォンの画面が気になり、通知の内容を確認したくなるかもしれない。
あるいは、黒板の文字を読んでいるときに、教室の外から大きな音が聞こえ、思わず窓の方に注意が向くこともある。
このように、私たちは日常生活の中で、注意を一つの対象から別の対象へ何度も移している。
この働きを「注意の転換」と呼ぶ。
しかし、注意を別の対象へ移すとき、脳では何が起こっているのであろうか。
視線を動かさなくても注意を移せるのはなぜなのか。また、勉強からスマートフォンへ注意を切り替えると、元の勉強に戻るまで時間がかかることがあるのはなぜなのだろうか。
実は、心理学の研究では、注意を移す働きと、作業の内容やルールを切り替える働きが区別されている。
さらに、注意の移動には、反応を速くする効果だけでなく、反応を遅くする効果が生じる場合もある。
本記事では、注意の転換の仕組み、脳の働き、作業の切り替えによる負担、日常生活への応用について、心理学と脳科学の研究をもとに解説する。
1. 注意の転換とは何か
注意の転換とは、ある対象や場所に向けていた注意を、別の対象や場所へ移す働きである。
例えば、教科書を読んでいるときに教師から名前を呼ばれ、教科書から教師へ注意を移す場合である。
私たちは、一つの対象にだけ注意を向け続けているわけではない。
周囲の状況に応じて、必要な情報を選び、注意を向ける対象を変えているのである。
注意を向けることと、目を向けることは同じなのか
注意の転換を理解するうえでは、視線の移動と注意の移動を区別することが重要である。
例えば、正面の黒板を見ながら、視界の端にいる友人の動きを気にすることがある。
このとき、目は正面を向いたままでも、注意は友人のいる場所に移っている場合がある。
つまり、視線を動かすことと、注意を移すことは、必ずしも同時に起こるわけではない。
心理学では、視線を動かさずに注意を移すことを「潜在的な注意の定位」と呼ぶ。
一方、実際に目を動かして対象を見ることは「顕在的な注意の定位」と呼ばれる。
両者は関係しているものの、同一の働きではない。
注意の転換には複数の種類がある
注意の転換は、大きく分けると次のように考えられる。
- 空間的な注意の転換：右側に向けていた注意を左側に移すなど、注意する場所を変える働きである。
- 対象間の注意の転換：一人の人物から別の人物へ注意を移すなど、注意する対象を変える働きである。
- 課題の切り替え：文章を読むことから計算問題を解くことへ移るなど、実行する作業や判断のルールを変える働きである。
これらは互いに関係しているが、同じ現象ではない。
特に、場所や対象への注意を移すことと、課題のルールを変更することは、実験研究でも区別して検討されている。
2. 視線を動かさずに注意を移せるのはなぜか
注意の転換についての代表的な研究に、心理学者Michael I. Posnerが1980年に発表した研究がある。[1]
この研究は、視線を動かさなくても注意を移動させることができるという現象を、実験的に調べたものである。
ポズナーの注意手がかり実験
実験の基本的な考え方は、画面の中央を見ている参加者に、次にどこへ刺激が現れるのかを知らせることである。
例えば、画面の中央に矢印が表示され、その矢印が右側を指していたとする。
参加者は、視線を中央に向けたまま、右側に注意を向けることができる。
その後、画面の右側または左側に刺激が現れる。
参加者の課題は、その刺激をできるだけ速く発見し、反応することである。
正しい手がかりがあると反応が速くなる
実験では、事前の手がかりが正しい位置を示していた場合、刺激に対する反応が速くなることが確認された。
一方、手がかりが示していた位置と異なる場所に刺激が現れた場合、反応が遅くなることがあった。
これは、注意がすでに向けられている場所では、刺激を効率的に処理できることを示している。
また、誤った場所に注意を向けていた場合には、別の場所へ注意を移す必要が生じると考えられる。
重要なのは、こうした反応時間の違いが、視線を中央に保った条件でも確認されたことである。
つまり、私たちは目を動かさなくても、心の中で注意する場所を変えられるのである。
注意の移動は一つの処理なのか
注意を別の場所に移すときには、現在の場所への注意を弱め、新しい場所へ注意を向ける必要があると考えられる。
しかし、これは必ずしも脳内で完全に独立した段階が順番に進むことを意味しない。
研究者たちは、注意の解除、移動、再定位などの働きを区別しながら、その仕組みを検討してきた。
このように、注意の転換は、単純に視線を動かすだけの行為ではなく、情報を処理する場所を調整する働きなのである。
3. 一度注意を向けた場所には戻りにくくなるのか
注意の転換には、さらに興味深い特徴がある。
それは、一度注意を向けた場所に対して、再び注意を向けにくくなる場合があることである。
1985年、Posner、Rafal、Choate、Vaughanは、この現象について研究した。[2]
この現象は「復帰抑制」と呼ばれ、英語では「inhibition of return」という。
なぜ同じ場所への反応が遅くなるのか
例えば、画面の左側に一瞬だけ光が現れたとする。
その光に注意が向いた後、しばらくして同じ場所に別の刺激が現れる場合がある。
このとき、刺激が現れるまでの時間などの条件によっては、以前に注意を向けた場所への反応が、別の場所への反応より遅くなることがある。
つまり、一度注意を向けた場所が、その後も常に処理しやすい場所になるとは限らないのである。
復帰抑制にはどのような意味があるのか
復帰抑制については、すでに注意を向けた場所に繰り返し戻ることを減らし、まだ調べていない場所へ注意を向ける働きに関係するという考え方がある。
例えば、机の上で消しゴムを探している場面を想像してほしい。
すでに確認した場所ばかり何度も調べるより、まだ確認していない場所を探す方が効率的な場合がある。
復帰抑制は、このような探索行動を理解するための手がかりになると考えられている。
ただし、復帰抑制が常に起こるわけではなく、手がかりの種類や刺激が現れるタイミングなどによって結果は変化する。
また、日常生活の探索行動がすべて復帰抑制だけで説明できるわけではない。
4. なぜ突然の音や光で注意が移動するのか
私たちは、自分で決めて注意を移すこともあれば、突然の刺激によって注意が向くこともある。
例えば、授業中に時計を確認しようとする行動と、突然大きな音がして振り返る行動では、注意の移動が起こる理由が異なる。
① 自分の目的に従って注意を移す
第一は、現在の目標や意図に従って、注意を移す働きである。
例えば、文章を読んでいて、わからない言葉を辞書で調べようと考える場合である。
このとき、本人は目的を持って注意する対象を変えている。
心理学では、このような働きを「目標主導型の注意」と呼ぶ。
② 外部の刺激によって注意が向く
第二は、突然の音や光など、外部の刺激によって注意が向く働きである。
例えば、静かな部屋で勉強しているときに、突然スマートフォンの通知音が鳴る場合である。
本人は通知を見るつもりがなかったとしても、音の方に注意が向く可能性がある。
このような働きは「刺激駆動型の注意」と呼ばれる。
脳の注意ネットワークに関する研究
2002年、CorbettaとShulmanは、目標によって注意を向ける働きと、外部の刺激に反応する働きについて、脳科学の研究を整理した。[3]
その論文では、注意の制御に関わる脳のネットワークとして、主に二つの働きが説明されている。
一つは、現在の目標に従って注意を調整するネットワークである。
もう一つは、予想していなかった重要な刺激を発見し、現在の注意の向け方を変えることに関わるネットワークである。
研究者たちは、外部から重要な刺激が現れた際、現在の注意の状態を変える仕組みが働くと考えた。
ただし、二つのネットワークが完全に独立して働いているわけではない。
実際の注意の転換には、複数の脳領域が協力する仕組みが関係しているのである。
5. 作業を切り替えると反応が遅くなるのはなぜか
注意の転換を考える際には、作業の内容やルールを変更する場合についても考える必要がある。
例えば、英語の長文問題を解いていた人が、突然、数学の計算問題に取り組む場合である。
このとき、単に目を向ける場所が変わるだけではない。
必要な情報や判断の仕方、作業の手順も変わるのである。
心理学では、こうした働きを「課題切替」と呼ぶ。
数字と文字を使った実験
1995年、RogersとMonsellは、簡単な課題を切り替えるときの反応時間を調べた。[4]
実験では、数字が偶数か奇数かを判断する課題と、文字が母音か子音かを判断する課題などが使用された。
参加者は、同じ課題を続ける場合と、別の課題へ切り替える場合を経験した。
その結果、別の課題へ切り替えた直後には、同じ課題を続けた場合よりも、反応が遅くなることが確認された。
このように、課題を切り替えることで反応時間が長くなったり、誤答が増えたりする現象を「切替コスト」と呼ぶ。
切替コストとは何か
切替コストとは、同じ作業を続ける場合と比較して、作業を切り替えた直後に生じる成績の低下である。
例えば、ある数字を偶数か奇数か判断するだけであれば、一定のルールに従って答えればよい。
しかし、途中から文字の種類を判断するように指示されると、使うルールを変更しなければならない。
この切り替えが、反応時間や正確さに影響するのである。
ただし、切替コストの大きさは課題によって異なり、すべての作業で同じ時間だけ反応が遅くなるわけではない。
準備すれば切替コストはなくなるのか
RogersとMonsellの研究では、次の課題に備える時間があると、切替コストが小さくなることが確認された。
しかし、準備時間を長くしても、切替コストが完全になくなるとは限らなかった。
この結果は、作業の切り替えには、事前に準備できる部分と、実際に新しい課題に取り組むときに生じる部分がある可能性を示している。
6. 注意の切り替えでは、脳の処理ルールも変わるのか
なぜ、作業を切り替えると反応が遅くなるのであろうか。
この疑問については、課題に必要な処理の仕方を変更することが関係すると考えられている。
課題の処理方法を再構成する
1996年、Meiranは、課題を切り替える際の準備について実験を行った。[5]
研究では、参加者に、刺激の色や形など、異なる特徴に基づいて反応する課題を行わせた。
そして、次にどの課題を行うのかを知らせる手がかりを提示し、刺激が現れるまでの時間を変化させた。
その結果、手がかりから刺激が現れるまでの時間が長い場合には、切替コストが小さくなる傾向が確認された。
研究者は、この結果について、新しい課題に必要な処理方法を事前に準備する働きが関係していると考えた。
このように、新しい課題に合わせて処理の仕方を変更することは、「課題セットの再構成」と呼ばれる。
脳は何を切り替えているのか
例えば、画面に「赤い三角形」が表示されたとする。
色を判断する課題であれば、「赤い」と答える必要がある。
一方、形を判断する課題であれば、「三角形」と答える必要がある。
刺激そのものは同じであっても、課題によって注目する特徴と正しい回答が変わるのである。
つまり、課題を切り替える際には、何を見るのかだけでなく、何を判断し、どのように反応するのかを変える必要がある。
目標の変更とルールの活性化
2001年、Rubinstein、Meyer、Evansは、課題切替における認知的な制御について研究した。[6]
研究者たちは、幾何学的な図形の分類や計算課題などを用いて、課題の複雑さと切替コストの関係を調べた。
その結果、判断に必要なルールが複雑になるほど、切り替えに伴う時間的な負担が大きくなることが確認された。
また、次の課題についての手がかりがある場合には、切り替えに伴う負担が小さくなる傾向が見られた。
研究者たちは、課題の切り替えには、目標の変更とルールの活性化という二つの制御過程が関係すると考えた。
この研究は、注意の切り替えを、単に対象を見直すという問題だけでなく、行動を支えるルールの変更として理解するための重要な手がかりになる。
7. なぜ前の作業が頭に残ってしまうのか
新しい課題へ切り替えたつもりでも、前に取り組んでいた課題について考えてしまうことがある。
例えば、数学の問題を途中まで解いた後で、英語の長文問題に取り組み始めたとする。
しかし、英語を読んでいる途中でも、「さっきの計算は間違っていなかっただろうか」と考えてしまうかもしれない。
このような現象を理解するための考え方に、「注意の残留」がある。
注意の残留に関する研究
2009年、Leroyは、ある作業から別の作業へ切り替えたとき、前の作業についての思考が残ることによって、次の作業の成績が低下する可能性を調べた。[7]
研究では、参加者が複数の作業を切り替えながら行う条件を設定した。
その結果、前の作業についての思考が残っている場合には、次の作業への注意の移行が妨げられ、成績が低下することが確認された。
このように、作業を切り替えた後も、前の作業に関する認知的な活動が続いている状態を「注意の残留」と呼ぶ。
中断した作業はなぜ気になるのか
例えば、試験勉強中に難しい問題を解いていて、答えが出ないまま別の科目へ移ったとする。
その場合、問題の続きを考えてしまい、新しい科目への注意が十分に向かない可能性がある。
これは、現在の課題に移ったつもりでも、前の課題に関する思考が一部残っている状態として理解できる。
ただし、Leroyの研究は特定の作業課題を使った実験であり、すべての作業中断が必ず次の課題の成績を低下させると示したわけではない。
課題切替には複数の仕組みが関係する
2003年、Monsellは、課題切替に関する研究を整理した総説を発表した。[8]
この論文では、切替コストについて、新しい課題に合わせた処理の再構成だけでなく、前の課題から残る影響も関係することが説明されている。
さらに2010年、Kieselらは、課題切替における認知制御と干渉に関する研究を整理した。[9]
これらの研究から、課題切替は単一の働きだけで説明できる現象ではないことがわかる。
新しい目標を設定すること、必要な判断ルールを準備すること、前の課題による干渉を受けることなど、複数の仕組みが関係しているのである。
8. 独自の考察：注意の転換は情報の優先順位を変更する働きではないか
ここまでの研究を踏まえると、注意の転換を、単に視線や意識を別の場所へ移す行為として理解するだけでは不十分である。
注意の転換には、何を重要な情報として扱うのかを変更する働きがあると考えられる。
例えば、勉強中にスマートフォンから通知音が鳴った場合を考えてみよう。
通知音が鳴る前は、教科書の内容を理解することが重要な目標になっている。
しかし、通知音が鳴ると、スマートフォンに表示された情報が、一時的に重要なものとして選ばれる場合がある。
さらに通知を確認し、再び勉強へ戻る際には、教科書の内容を理解するという目標を立て直す必要が生じることもある。
このように考えると、注意の転換には、少なくとも三つの側面がある。
① 現在の対象から注意を離すこと
第一は、それまで注意を向けていた対象への処理を弱めることである。
例えば、教科書を読むことを一時的に中断する場合である。
ただし、対象から注意を離したとしても、その内容が直ちに記憶から消えるわけではない。
前の作業についての思考が残る場合もあることは、注意の残留に関する研究から考えられる。
② 新しい対象へ注意を向けること
第二は、新たに重要となった対象へ注意を向けることである。
例えば、教科書からスマートフォンの画面へ注意を移す場合である。
この段階では、外部の刺激による注意の捕捉や、本人の目的による注意の調整が関係すると考えられる。
③ 新しい課題に必要な処理の仕方を整えること
第三は、新しい課題に必要な判断の仕方や反応のルールを準備することである。
例えば、数学の計算から英語の読解へ移る場合には、必要な知識や処理の仕方が変化する。
そのため、単に目を向ける場所を変えるだけでは、作業の切り替えは完了しない場合がある。
ただし、ここで示した三つの側面は、複数の研究を理解するために本記事で整理したものであり、すべての注意の転換が必ず同じ三段階で進むと証明されたわけではない。
注意を切り替える能力が高ければ、学習効率も高いのか
注意を速く切り替えられることは、状況の変化に対応するうえで役立つ場合がある。
例えば、道路を歩いているときに、突然自転車が近づいてきた場合、すばやく注意を向け直すことは重要である。
一方、勉強では、頻繁に課題を切り替えることが必ずしも有利とは限らない。
課題を切り替えるたびに処理のルールを変更する必要が生じ、切替コストが発生する場合があるためである。
つまり、注意をすばやく移すことが重要な場面と、注意を安定して維持することが重要な場面は異なる。
注意を切り替えられることだけでなく、必要に応じて切り替えを抑えることも重要と考えられる。
勉強や日常生活ではどう活用できるのか
注意の転換に関する研究からは、次のような工夫が考えられる。
- 不要な通知を減らす。 勉強中に注意を引く刺激を減らすことで、意図しない注意の移動を少なくできる可能性がある。
- 作業の目的を明確にする。 次に何をするのかを決めることで、課題の切り替えに必要な準備をしやすくなる可能性がある。
- 似た作業をまとめる。 頻繁に異なる判断ルールへ切り替える機会を減らせる場合がある。
- 中断する前に続きを記録する。 未完成の課題について、次に行うことを短く書き残しておく方法が考えられる。
- 注意が逸れたら元の目標を確認する。 自分が何をしていたのかを確認し、現在必要な課題へ注意を戻すことが重要である。
ただし、これらは注意の転換に関する研究をもとに考えられる実践的な工夫であり、すべての方法について、同じ程度の学習改善効果が実証されたわけではない。
また、必要な場面では、注意をすばやく切り替えることが安全や適応に役立つ。
したがって、注意の転換をできるだけ減らすことだけが、常に望ましいわけではないのである。
9. まとめ
注意の転換とは、現在注意を向けている対象や場所から、別の対象や場所へ注意を移す働きである。
心理学と脳科学の研究からは、次のようなことが示されている。
- 人間は視線を動かさなくても、注意を別の場所へ移すことができる。
- 事前に注意を向けた場所では、刺激に対する反応が速くなる場合がある。
- 一度注意を向けた場所に、再び注意を戻しにくくなる復帰抑制という現象が存在する。
- 注意の転換には、本人の目的に従う働きと、外部の刺激によって注意が向く働きがある。
- 異なる課題へ切り替えた直後には、反応時間の増加や正確さの低下が生じる場合がある。
- 課題の切り替えには、目標の変更や判断ルールの再構成などが関係する。
- 作業を切り替えた後も、前の作業についての思考が残り、新しい作業に影響する場合がある。
つまり、注意の転換は、単に目や意識を別の対象へ向けるだけの働きではない。
状況に応じて重要な情報を選び、現在の目標を調整し、必要な処理の仕方を変更することにも関係している。
また、注意を切り替えることには利点と負担の両方が存在する。
突然の危険を察知するときには、すばやく注意を移すことが重要である。
一方、勉強や仕事のように同じ課題へ集中することが求められる場面では、頻繁な切り替えが負担になる場合がある。
したがって、注意の転換を理解するためには、切り替えの速さだけでなく、何のために注意を移すのか、そして切り替えによってどのような処理が必要になるのかを考えることが重要である。
10. 関連記事
11. 理解を深めるための書籍
『最新の脳科学と心理学で高まる 集中力の科学』
ステファン・ファン・デル・スティッヘル著、徳永美恵訳、ニュートンプレス、ニュートン新書、2022年。
集中力や注意の働きを、心理学と脳科学の研究から解説した書籍である。注意がどのように対象を選ぶのか、情報の多さが集中に与える影響、マルチタスクとの関係などを学ぶことができる。注意の転換について理解を深める際に、特に適した一冊である。
『集中力はいらない』
森博嗣、SBクリエイティブ、SB新書、2018年。
集中することだけを重視する考え方を見直し、自由な発想や思考の広がりについて考察した書籍である。注意を一つの対象に固定することと、別の対象へ切り替えることの意味を、日常生活や知的活動の観点から考える際に役立つ。
『スマホ脳』
アンデシュ・ハンセン著、久山葉子訳、新潮社、新潮新書、2020年。
スマートフォンやSNSが、人間の注意、記憶、睡眠などに与える影響を、研究結果を紹介しながら解説した書籍である。通知や新しい情報によって注意が移動する現象を、日常生活の問題と結びつけて考える際に参考になる。
『最強脳 『スマホ脳』ハンセン先生の特別授業』
アンデシュ・ハンセン著、久山葉子訳、新潮社、新潮新書、2021年。
脳の働きと集中力、記憶力、運動との関係について、身近な事例を通して解説した書籍である。学習中の注意の維持や切り替えについて、日常生活の工夫と結びつけて考えるための入門書である。
『脳には妙なクセがある』
池谷裕二、新潮社、新潮文庫、2018年。
人間の脳が情報を処理し、行動や判断を行う際に現れるさまざまな特徴を、脳科学の研究に基づいて解説した書籍である。注意の転換を、認知、習慣、意思決定などの幅広い脳の働きと関連づけて理解する際に役立つ。
『受験脳の作り方 脳科学で考える効率的学習法』
池谷裕二、新潮社、新潮文庫、2011年。
学習と記憶の仕組みを脳科学の観点から解説した書籍である。注意の切り替え自体を主題とした本ではないが、興味や記憶の定着、学習方法についての理解を深め、勉強の進め方を考える際に参考になる。
引用・参考文献
- Posner, M. I. (1980). Orienting of attention. Quarterly Journal of Experimental Psychology, 32(1), 3–25. https://doi.org/10.1080/00335558008248231
- Posner, M. I., Rafal, R. D., Choate, L. S., & Vaughan, J. (1985). Inhibition of return: Neural basis and function. Cognitive Neuropsychology, 2(3), 211–228. https://doi.org/10.1080/02643298508252866
- Corbetta, M., & Shulman, G. L. (2002). Control of goal-directed and stimulus-driven attention in the brain. Nature Reviews Neuroscience, 3, 201–215. https://doi.org/10.1038/nrn755
- Rogers, R. D., & Monsell, S. (1995). Costs of a predictable switch between simple cognitive tasks. Journal of Experimental Psychology: General, 124(2), 207–231. https://doi.org/10.1037/0096-3445.124.2.207
- Meiran, N. (1996). Reconfiguration of processing mode prior to task performance. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition, 22(6), 1423–1442. https://doi.org/10.1037/0278-7393.22.6.1423
- Rubinstein, J. S., Meyer, D. E., & Evans, J. E. (2001). Executive control of cognitive processes in task switching. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 27(4), 763–797. https://doi.org/10.1037/0096-1523.27.4.763
- Leroy, S. (2009). Why is it so hard to do my work? The challenge of attention residue when switching between work tasks. Organizational Behavior and Human Decision Processes, 109(2), 168–181. https://doi.org/10.1016/j.obhdp.2009.04.002
- Monsell, S. (2003). Task switching. Trends in Cognitive Sciences, 7(3), 134–140. https://doi.org/10.1016/S1364-6613(03)00028-7
- Kiesel, A., Steinhauser, M., Wendt, M., Falkenstein, M., Jost, K., Philipp, A. M., & Koch, I. (2010). Control and interference in task switching: A review. Psychological Bulletin, 136(5), 849–874. https://doi.org/10.1037/a0019842