時間はかかるが習得率が高い「習得における変動性の役割」

何かを習得する時、繰り返しソレを繰り返しますか？それとも多岐に富んだメニューをこなしますか？科学者は効率のいい習得方法を語ります。

This is because variability leads to better generalisation of what is learned.

参照元：https://www.mpi.nl/news/role-variability-playing-tennis-learning-language
– マックス・プランク心理言語学研究所 Max Planck Institute for Psycholinguistics. 13 May 2022 –

新しいスキルを身につけるには、変動性が極めて重要です。

テニスでサーブの打ち方を学ぶことを考えてみましょう。

常にコート上の全く同じ場所から、全く同じ場所を狙ってサーブの練習をするべきでしょうか？

より変化に富んだ条件で練習することは、最初は時間がかかるかもしれませんが、最終的にはより良いテニスプレーヤーになる可能性が高いです。

なぜなら、変化に富んだ練習は、学んだことをより一般化することにつながるからです。

チワワとグレートデーン

この原理は、音声知覚、文法、単語やカテゴリの学習など、多くの領域で見られるものです。

例えば、乳幼児が「犬」というカテゴリーを学習する際、多くの種類の犬（チワワ、プードル、グレートデーン）ではなく、チワワにしか触れなかった場合、苦労することになります。

本研究の主任研究者であるMPIのLimor Raviv氏は話します。

Raviv氏：この基本原理には10以上の名称があります！

MPIのLimor Raviv研究員は続けます。

Raviv研究員：変化の少ない入力から学習することは、しばしば高速に行われますが、新しい刺激に対して汎化できないことがあります。しかし、これらの重要な知見は、これまで単一の理論的枠組みに統一されていなかったため、全体像が見えにくくなっていました。

重要なパターンを特定し、変動効果の根本原理を理解するために、Raviv氏たちは、コンピュータ科学、言語学、分類、運動学習、視覚認識、正式教育などの分野にわたる変動と汎化に関する150以上の研究をレビューしました。

宮城氏

研究者たちは、研究全体で、変動性という用語は、セットのサイズ（例：テニスコート上の異なる例や場所の数）やスケジュール（例：異なる順序やタイムラグがある練習スケジュール）など、少なくとも4つの異なる種類の変動性を指すことを発見しました。

Raviv氏：これら4種類の変動性は、これまで直接比較されたことがない。つまり、学習にはどれが最も効果的なのか、今のところわかっていないのです。

変動性の影響は、それが課題に関連するかどうかによって異なります（間違いなく、テニスコートの色はサーブの練習に関連しない）。

しかし、「宮城氏の原理」（1984年の名作映画『カラテ・キッド』に着想を得た）によれば、一見無関係に見える技能（車のワックスがけなど）の練習が、実は他の技能（武道など）の学習に役立つ可能性があるのです。

競合する理論

しかし、なぜ変動が学習や般化に影響を与えるのでしょうか？

1つの理論は、入力の変動が大きいと、課題のどの側面が関連し、どの側面が関連しないかを強調できるというものです（色はレモンとライムを区別するのに有効ですが、車とトラックを区別するのには有効ではありません）。

もう一つの理論は、変動性が大きいとより広い一般化が可能になるというものです。

これは、非定型の例（チワワなど）を含めて、多様性が現実世界をよりよく表現するためです。

3つ目の理由は、記憶の仕組みと関係がある。学習内容が変化すると、学習者は積極的に記憶を再構築することを余儀なくされるからです。

顔認識

Raviv氏：変動性の影響を理解することは、私たちの日常生活の文字通りあらゆる側面にとって重要である。言語、運動技能、カテゴリの学習方法に影響を与えるだけでなく、社会生活にも影響を与えます。例えば、顔の認識は、人々が小さなコミュニティ（1000人未満）で育ったか、大きなコミュニティ（3万人以上）で育ったかによって影響を受けます。幼少期に顔を見る機会が少ないと、顔の記憶力が低下するのです」。
我々は、この研究が人々の好奇心を刺激し、このテーマに関するより多くの研究を生み出すことを期待しています。私たちの論文は、多くの未解決の問題を提起しています。例えば、次のようなことです。変動と学習の関係は、種を越えて広く類似しているのか、それとも種特有の適応があるのか？また、変動性の効果は脳だけでなく、例えば免疫系にも同様のものが見られるのでしょうか？