Prevalence effect in haptic search

本論文は、標的がまれなときに見落としやすくなる「prevalence effect（有病率効果）」が、視覚探索だけでなく、haptic（触覚に基づく）探索にも当てはまるかどうかを検討している。多くの実験室内の探索研究では、標的は試行のおよそ50%で出現するが、社会的に重要な実務場面（例：security screening）では、標的の出現頻度は通常それよりはるかに低い。視覚探索研究では、標的の出現頻度が低いと見落とし率が大きく増えることが示されている一方、視覚ではなく触覚で探索する場合にも同様の力学が生じるかは不明だった。これを検証するため、著者らは人工的なtactile map課題を用い、参加者が、Tactile Map Automated Creation Systemで作成したtactile mapの中に埋め込まれた、定義済みのdot-pattern標的（直径9.0 mmのdotsによる円）を探索した。主な目的は、標的出現頻度が低い条件（10%）と高い条件（50%）で成績を比較し、haptic探索におけるprevalence effectに、感度や意思決定過程の変化（探索の打ち切り［search termination］、すなわち「quitting threshold」を含む）が寄与するかどうかを調べることだった。

本研究は、haptic探索において明確なprevalence effectの証拠を示した。すなわち、標的がまれなときに見落とし率が高かった。具体的には、見落とし率は標的出現頻度50%条件の12%から、10%条件の22%へと増加し、この差は有意だった [t(16) = 2.95, p = .01]。信号検出理論の指標では、出現頻度が低いほど感度が低下（d’が低下）し [t(16) = 2.53, p = .02]、一方で反応基準は上昇（Cが変化）した [t(16) = 4.74, p < .01]。これは、標的が起こりにくい状況で、より保守的な反応や、停止行動の変化が生じたことと整合的である。対照的に、false alarm率および標的あり／なし試行の反応時間（RT）は、出現頻度条件間で有意差がなかった [false alarms: t(16) = 1.66, p = .12; RT target-present: t(16) = 0.42, p = .68; RT target-absent: t(16) = 0.05, p = .96]。重要な点として、出現頻度に伴う見落とし率の増加は、correct rejectionにおける探索打ち切り時間（RT差）の出現頻度に伴う低下と相関していた (r = –.51, p = .038)。これは、より早い段階で探索をやめたことが見落としに寄与した可能性を示唆する。追加分析ではvigilance failure（注意の持続失敗）による説明は支持されず、見落とし率は最初の40試行から次の40試行にかけて有意に変化せず、またprevalenceとの交互作用もなかった。

参加者は、tactile mapに触れた経験のない健常視の成人20名（19–27歳、平均=22.7、SD=2.1；女性8名、男性12名）で、筋肉障害または触覚障害はないと報告した。参加者はblindersを装着し、利き手の示指のみを用いてtactile map上を自由に滑らせながらhaptic探索を行った。刺激は小さなdots（点字に似た）で構成されたtactile mapで、標的は直径9.0 mmのdotsの円として定義された。実験デザインは標的出現頻度10%と50%の2条件を比較し、ブロック順序は参加者間でcounterbalancedした。90試行の訓練後、各参加者は各出現頻度条件につき80試行のテストを行い、10試行ブロックに編成され、各試行後に正確なフィードバックを受けた。反応はマウスボタンで行い、標的あり／なしを回答した。反応時間が1 s未満の試行（3試行）または100 s超の試行（39試行）は除外した。さらに、100 s超の試行のうち30試行は3名の参加者に由来し、これらの外れ値が各自の試行の5%を超えていたため、当該参加者を分析から除外した（その結果、報告された統計検定はdf = 16）。著者らは、見落とし率、false alarm、RT（探索打ち切り時間の指標としてcorrect rejectionのRTを含む）、および信号検出理論の指標（d’とC）を比較した。また、見落とし率に対して 2（prevalence）×2（time sequence：最初の40試行 vs 次の40試行）のANOVAを用いてvigilance関連の説明を検証し、出現頻度に伴う見落とし率の変化と探索打ち切り時間の変化の相関も調べた。

本論文は、標的出現頻度がhaptic探索に頑健に影響し、視覚探索で確立している知見と並行することを結論づけている。すなわち、まれな触覚標的は、頻繁な標的よりも見落とされやすい。著者らは、この効果は、知覚感度の低下（d’の低下）と、意思決定の変化（基準の変化［Cの上昇］および探索打ち切り行動の変化）という両方を反映すると主張する。標的がまれなとき、見落とし増加とcorrect-rejection RTの低下が相関したという所見は、参加者が低出現頻度ブロックでより低いquitting thresholdを採用し、それが探索の早期終了と結果としての見落としに寄与したという考えを支持する。これに対し、ANOVAでtime-on-task効果およびprevalence × timeの交互作用が有意でなかったことは、この課題のprevalence effectが主としてvigilance failureによって駆動されたのではないことを示唆する。さらに一般的には、視覚探索とhaptic探索の間に（探索打ち切り時間やserial/parallel特性など）差異があることを認めつつも、両モダリティにprevalence effectが見られることは、視覚と触覚にまたがって類似した打ち切り戦略が探索行動の基盤にある可能性を示すと解釈され、実務的なhaptic検出の文脈における誤り理解にも含意がある。

著者らは、haptic探索と視覚探索が類似した探索打ち切り戦略に依存しているなら、視覚探索でprevalence effectを低減または消失させることが知られている介入は、haptic探索にも有効である可能性があると提案する。特に、過去の視覚探索の知見から示唆される2つの方向性として、(1) 参加者が反応を修正できるようにすること（視覚のprevalence effectを消すと報告されている）、(2) 反応選択肢を二択より増やすこと（視覚課題で効果をなくすと報告されている）を挙げている。本論文は、これらを触覚で確立済みの結果ではなく、将来のhaptic探索研究における検証可能な予測として位置づけている。加えて、データ上でprevalence effectとvigilance failureを区別できたことから、haptic課題において意思決定基準やquitting thresholdをより直接的に操作し、希少性が見落としを増やすメカニズムを明確化するとともに、低出現頻度条件下での実用的対策を評価する研究の必要性が、暗に動機づけられている。

この研究は、探しているものがめったに出ないときに見落としが増える現象であるprevalence effect(探しているものの出現頻度が低いと、見落としが増える現象です。空港検査や医療検査のように、対象がめったに出ない状況で起こりやすく、現場のミスを理解するために重要です。)が、目で探す場合だけでなく、手で触って探す場合にも起こるのかを調べました。実験室の研究では、探すものは半分くらいの確率で出ることが多いですが、空港の手荷物検査のような現場では、危険物などはもっと低い確率でしか出ません。目で探す研究では、出現が少ないほど見落としが増えると知られていましたが、触覚の探索でも同じことが起こるかははっきりしていませんでした。そこで、点でできた触れる地図の中から、点でできた小さな円の形の標的を探す課題を使い、標的が10%しか出ない条件と50%出る条件で成績を比べました。また、見落としが増える理由として、感じ取りやすさの変化だけでなく、どこで探索をやめるかといった判断の変化も関係するかを調べました。

触覚で探す場合でもprevalence effect(探しているものの出現頻度が低いと、見落としが増える現象です。空港検査や医療検査のように、対象がめったに出ない状況で起こりやすく、現場のミスを理解するために重要です。)がはっきり見られました。標的がよく出る50%条件では見落とし率(標的が実際にあるのに、ないと答えてしまった割合です。標的が希少なときにどれだけ失敗が増えるかを見る中心的な指標です。)が12%でしたが、めったに出ない10%条件では22%に増えました。また、出現頻度が低いと、標的を正しく見分ける力が下がり、さらに標的があると言いにくくなるような判断のしかたに変わっていました。一方で、ないものをあると言ってしまう割合や、反応時間(刺激に触れてから答えるまでにかかった時間です。探索をどれくらい続けたかの手がかりになり、特に標的がないときの反応時間は探索をやめたタイミングを表しやすいです。)は大きくは変わりませんでした。重要なのは、10%条件で見落としが増えた人ほど、標的がないときに早めに探索を終えていたことです。つまり、早く探すのをやめたことが見落としにつながった可能性があります。さらに、時間がたつにつれて見落としが増えるタイプの説明は支持されませんでした。

参加者は19〜27歳の成人20名で、触れる地図の経験がない人たちでした。参加者は目を使わないようにして、利き手の人さし指だけで点でできた触れる地図をなぞり、標的の円があるかないかを答えました。標的は直径9.0mmの点の円として決められていました。標的の出現頻度が10%の条件と50%の条件を行い、順番の影響が出ないように参加者ごとに条件の順序を入れ替えました。練習の後に本試行を行い、各試行のあとには正しい答えがフィードバックされました。反応が極端に速すぎる試行や遅すぎる試行は除外し、遅すぎる試行が多い参加者は分析から外しました。見落とし率(標的が実際にあるのに、ないと答えてしまった割合です。標的が希少なときにどれだけ失敗が増えるかを見る中心的な指標です。)などに加え、信号検出理論(正しい検出と誤りを、感度と判断の基準に分けて考える分析の考え方です。見落としが増えた理由が感じ取りにくさなのか、判断のしかたなのかを分けて説明できるのが重要です。)の指標も使って、感度と判断の傾向を調べました。

この研究は、触覚の探索でも、標的がめったに出ないほど見落としやすくなることを示しました。見落としが増える理由は、標的を感じ取る力が下がることだけではなく、標的がないと判断しやすくなったり、早めに探索を終えたりするような判断の変化も関係していると考えられます。また、時間がたって注意が続かなくなるせいで見落としが増えたとは言いにくい結果でした。目で探す場合と触って探す場合には違いもありますが、どちらでも「早めに探索をやめる戦略」が影響している可能性があり、現場の触覚による検出作業でのミスを理解するうえでも意味があります。

もし触覚探索と視覚探索で似た探索のやめ方が使われているなら、目で探す研究でprevalence effect(探しているものの出現頻度が低いと、見落としが増える現象です。空港検査や医療検査のように、対象がめったに出ない状況で起こりやすく、現場のミスを理解するために重要です。)を弱めた方法が、触覚探索にも効くかもしれません。具体的には、答えた後に修正できるようにすることや、答え方を二択より増やすことが候補として挙げられています。ただし、これは触覚で確かめられた結論ではなく、今後の研究で検証すべき予測として示されています。さらに、判断の基準や探索をやめる基準をもっと直接的に操作して、なぜ希少な標的が見落とされるのかをはっきりさせ、実用的な対策につなげる研究が必要だと考えられます。