3つの科学的研究が早期学習プロセスに新たな光を当てる

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もしあなたが子供と親密な関係を持っているならば、あなたは子供との絆を深めるための個人的な方法を編み出したり、物の名前を教えたり、子供が本を読めるように、ひいては成長できるように手助けしたりしているかもしれない。子供と一緒に過ごしていると、その子が好きな物語や歌、好む動物、眠りに落ちるのに役立つ環境などについて、その子が言葉によるコミュニケーションができるまでに成長するずっと前から、感覚を養うことができる。

そのような感情は、多くの場合、意識的・無意識的な長時間の観察の結果であり、親が子どもの発達と学習を育み、育てるのに役立つ親密さのようなものである。私たちが生まれながらに持っている学習能力は、私たちの生活の質に直接影響するため、人生に不可欠なものである。そのため、科学者たちは、幼児の学習プロセスについての理解を深めるために、膨大な時間と研究努力を費やしてきた。

残念ながら、手作業による観察は、せいぜい主観的なものでしかなく、費用もかかり、体系的とはいえない。加えて、幼い赤ちゃんや乳児は、自分の考えや感情を正確に表現するスキルを身につけていないため、初期の学習過程を体系的に研究することは困難である。

そこで、アテンション・コンピューティング・ソリューションの出番となる。このテクノロジーは、私たちの自然環境を侵すことなく、ジェスチャー（微視的な目の動きや瞬きまで）を正確に測定することができる。この記事では、幼児期の発達に新たな光を当てるためにアテンション・コンピューティングを活用した3つの幼児研究を紹介する。

1.赤ちゃんは、あなたの顔を見つめることで、思いやりの心を育む。

赤ちゃんは、たとえ見知らぬ人であっても、じっと見つめる傾向があることにお気づきだろうか。バスに座っていたり、列に並んで待っていたりすると、幼い赤ちゃんの想像力をかきたてられるかもしれない。

赤ちゃんはなぜこんなことをするのだろう？単に目の前の映像を処理しようとしているだけなのか、それとももっと深遠な活動が行われているのだろうか。ほとんどの親は、子どもがじっと見つめるとき、子どもの心の強さや発達を感じることができると本能的に言うだろう。そして最近の研究によると、赤ちゃんの凝視には、見ている相手が喜んでいるのか悲しんでいるのかを判断する以上の意味があることがわかっている。

これは、フィンランドの研究者グループ (ミッコ・J・ペルトラ , サンテリ・イルッティアホ そして ユッカ・M・レッパネン） は、赤ちゃんの顔に対する注意の偏りを測定し、この偏りと乳幼児期に発達する思いやり行動との間に相関関係があるかどうかを調べることを課題とした。研究者たちは、7ヵ月頃の赤ちゃんの 顔に対する注意の偏りを 測定 するため 、 注意力計算を用いて 、子どもたちのグループを子ども時代の最初の数年間追跡調査した。

気泡は固視を示し、気泡が大きいほど固視時間が長い。この画像は典型的な眼球運動のパターンを簡略化したものである（科学的に正確なものでも、実際のデータに基づいたものでもない）。

研究者たちはまず、赤ちゃんが顔に対して、特に恐怖の表情をしたときに、はっきりとした注意のバイアスを持つことを明らかにした。また、このバイアスは子どもによって異なり、成長するにつれて減少することもわかった。そして、2歳時点での顔への強い注意バイアスと深い援助反応、4歳時点での無愛想で非感情的な特徴の減少との間に相関関係があることを発見した。

今度、生後6ヶ月の赤ちゃんと対面したときには、微笑みながら、自分がこの子の成長をどのように手助けしているかを考えてみてほしい。

フィンランド・アカデミーと欧州研究評議会の助成によるこの研究の詳細は、こちらをご覧いただきたい。 こちら .

2.動物が好きなら、子どもは新しい動物の名前を簡単に覚える。

母国語に関係なく、世界中の子供たちが言葉を学び、記憶するプロセスは似ており、語彙の発達も同程度のようだ。しかし、猫、犬、パスタなど、子供が覚える単語は子供によって大きく異なる。私たちは、子どもたちが発達の過程で異なる時期に言葉に触れるからだと仮定することで、このばらつきを合理化してきた。しかし、新たな研究では、対象カテゴリーに対する子供の興味が、新しい単語に対する能力を形成するという、別の方向が導き出された。つまり、例えば動物が好きな子供は、花や乗り物といった興味のないカテゴリーに属する物体よりも、新しい動物の名前を覚えるのが簡単だということだ。

この新しい研究は、生後30ヶ月のドイツ語を母国語とし、聴力も視力も正常な子供たちを対象に行われた。ベースラインを設定するため、研究者たちは アテンション・コンピューティングを使って、 動物、衣服、飲み物、乗り物など、 さまざまな種類の物体に対する子供たちの興味レベルを評価した 。子供たちに単語と物体の関連カードを見せることで、アテンション・コンピューティング・ソリューションは、瞳孔散大の測定値に基づいて子供たちの興味を評価することができた。

2回目のテストでは、研究者たちは子供たちを別の単語とオブジェクトのカードに触れさせ、それぞれの子供がどれだけ新しい単語を学び、思い出すことができるかを評価した。その結果、子供たちは対象物に興味があればしっかりと学習し、個人的な情熱や興奮が学習に力を与えることがわかった。

研究者による論文全文 レナ・アッカーマン (ゲッチンゲン大学）、 ロベルト・ヘパッハ (ライプツィヒ大学）、そして ニヴェディタ・マニ ライプツィヒ大学 こちら .

3.子供たちは、社会的相互作用を伴う課題であれば、より速く学ぶことができる。

社会的相互作用が幼児の学習を促すことは、ほとんどの親や保育者にとって理にかなっている。アテンション・コンピューティングの助けを借りて、最近の研究（ライプツィヒ大学とマックス・プランク科学振興協会が資金提供）は、これが事実であることを示している。興味深いことに、この研究は、子供と向き合う時間が子供の成長を助けるという我々の信念を補強するものである。しかし、この研究によって、人々がコミュニケーションをとる際に互いに顔を見合わせる状況が、学習を刺激することも明らかになった。

この 研究で使用されたアテンション・コンピューティング・ソリューションは 、対面での社会的相互作用を含むシナリオにおいて、 より速いサッカード・リズムと 、より予測的な視線移動（学習の激しいレベルを示す動き）を 明らかに した。

論文全文 マリーン・ティーレ , ロバート・ヘパック , クリスティン・ミシェル , グスタフ・グレデベック そして ダニエル・B・M・ハウン は こちら .

アテンション・コンピューティングとは、人と機械が、人間同士の対話とほぼ同じ方法でコミュニケーションすることを可能にするセンサー技術の融合である。マウス、キーボード、タッチスクリーンといった従来のデバイスベースの入力方法を、音声、ジェスチャー、表情、動きで補強する、人間とコンピュータのインタラクションの高度なレベルである。コンピュータビジョン、機械学習、自然言語処理に依存し、人間の反応を認知負荷、フォーカスエリア、目の開度、瞳孔散大などの高レベルの注意状態に変換する。アプリケーションはこれらの洞察を利用して、人の注意を引くもの（そして引かないもの）とその意図を解読することができる。アテンション・コンピューティングは、人と機械の間の障壁を取り除き、テクノロジーを誰もが利用できるようにし、サービスの民主化を促進することを目指している。

親か、技術か。

もし、子供と多くの時間を一緒に過ごす人が、その子供が成長するために何が必要かをよく理解することを受け入れるなら、その知識を活用することは、革新的で包括的な学習ソリューションを開発するのに役立つだろう。この投稿で概説した3つの研究は、アテンション・コンピューティングが発達研究者にまさにその手助けになることを示している。子供たち、特にまだ言語能力が発達していない子供たちを、彼らの環境に干渉することなく、彼らの行動に影響を与えることなく理解することができる。

つまり、親は自分の子供にとって何がベストかを知っているだろうが、テクノロジーによって研究者はその知識を体系的に把握することができ、誰にとっても有益なものとなる。

カリフォルニアを拠点とする技術系新興企業であるブレインリープは、注意力に課題を抱える毎年100万人以上の子どもたちの可能性を引き出すことを使命としている。彼らは、目の動きと注意力の相関関係についての独自の研究を活用したソリューションを構築し、幼児の学習能力全般に良い影響を与え、注意力を高めることが証明されている注意力トレーニングゲームを作成した。