「反応時間」の版間の差分

　反応時間とは、生体に刺激が与えられてからその刺激に対する外的に観察可能な反応が生じるまでの時間である。特に、[[wikipedia:ja:ヒト|ヒト]]が何らかの知覚・認知課題を遂行する際の、随意的行動による反応について言う（例えば、ランプが点灯したらすぐボタンを押す）。類義語に潜時（latency）があるが、これは反応時間より広い概念で、ヒト以外の動物の反応や、行動ではなく生理指標として観察される反応についても言う（例えば、[[視覚]]刺激提示から視覚[[誘発電位]]が生じるまでの時間）。

[[ファイル:RTfprtmt.png|thumb|300px|'''図1.''' 反応時間と運動時間（MT）、先行期間（FP）。例として、予告刺激の音が鳴った後、反応刺激として左右どちらかのランプ（□）が点灯し、点灯した方のボタン（○）をできるだけ速く押す（押すとランプは消灯）という課題の場合を示す。あらかじめボタン上に指を置き、指の動きだけで反応する場合（上段）では、反応刺激提示からボタン押しまでの時間を反応時間とする。指をスタート位置から動かして（リーチング動作）ボタンを押す場合（下段）では、運動開始までを反応時間とすることが多い。ただし、運動時間も含めて反応時間と呼ぶこともある。]]

　反応時間測定では、手指ボタン押し反応のほか、足のペダル押し、発声、[[眼球運動]]なども用いられる<ref>[[眼球運動]]の場合には反応時間ではなく潜時と呼ぶことが多い。</ref>。リーチング<ref>英：reaching、到達運動。目標となる物体に向けて手をのばす、あるいは手をのばして触れる行動。</ref>のような動作に比較的時間のかかる反応では、刺激提示から運動開始までを反応時間、運動開始から終了までを[[運動時間]]（movement time, MT）と呼んで区別することもある（図1）。

 

　ただし、単純な反応動作でも多数の筋肉が関与するものである。[[筋電図]](EMG)で筋肉の運動潜時を調べると、反応時間と一致するとは限らないし、筋によっても差がある<ref name=MorenoEtal2011><pubmed> 21184808 </pubmed></ref>。

　[[弁別反応時間]]（discriminative reaction time）とも。既知の複数の刺激のいずれかが提示され、そのうち特定の刺激の場合のみ、決められた1種の反応をするときの反応時間。例えば、緑光か赤光が提示され、緑ならボタンを押し、赤なら何もしない。つまり、反応するかしないか（Go/No-Go）を判断する。

　直接の契機は、1849～1850年に[[wikipedia:ja:ヘルマン・フォン・ヘルムホルツ|ヘルムホルツ]]が[[wikipedia:ja:カエル|カエル]][[運動神経]]伝達速度を毎秒24.6～35.4mと測定したことだった

<ref><pubmed>12200181</pubmed></ref><ref>'''ベンジャミン・リベット　下條信輔（訳）'''<br>マインド・タイム　脳と意識の時間<br>''東京: 岩波書店'': 2005</ref>）。減算法のアイデアの拡張・修正も提案されてきた<ref>'''S Sternberg'''<br>The discovery of processing stages: Extentions of Donders' method.<br>In W G Koster (ed), Attention and perfprmance II.<br>''Amsterdam: North-Holland'': 1969, pp. 276-315.</ref><ref name=TeichnerKrebs1974><pubmed>4812881</pubmed></ref>。現在では、反応時間のモデルは多くの変数を考慮に入れた複雑なものとなっている <ref name=MillerUlrich2003><pubmed>12643892</pubmed></ref><ref name=RatcliffSmith2004><pubmed>15065913</pubmed></ref>。

[[wikipedia:Exponentially_modified_Gaussian_distribution|ex-Gaussian分布]] を用いることが多い<ref name=Ratcliff1993><pubmed>8272468</pubmed></ref><ref>'''T Van Zandt'''<br>Analysis of response time distributions.<br>In H Pashler, J Wixted (eds.) Steven's handbook of experimental psychology (3rd ed.) Volume 4, Methodology in experimental psychology.<br>''New York: John Wiley & Sons'': 2002, pp. 461-516.</ref> <ref>'''A Heathcote, S J Popiel, D J K Mewhort'''<br>Analysis of response time distributions: An example using the Stroop task.<br>''Psychol Bull'': 1993, 109;340-347 </ref> <ref>'''Y Lacouture, D Cousineau'''<br>How to use MATLAB to fit the ex-Gaussian and other probability functions to a distribution of response times.<br>

　反応は速くしようとするほど不正確になり、正確にしようとするほど遅くなる。この交換関係を速さと正確さのトレードオフ（speed-accuracy tradeoff, SAT）という。平均選択反応時間 <math>RT</math> と正答率 <math>P(C)</math> ・誤答率 <math>P(E)</math> の関係は次式で記述できる（<math>a</math>, <math>b</math> はパラメータ）<ref name=Welford1980ch3>'''A T Welford'''<br>Choice reaction time: Basic concepts.<br>In A T Welford (ed.) Reaction times.''London: Academic Press'': 1980, pp. 73-128</ref>。

===先行期間 ===

　典型的な実験では、まず予告刺激（warning signal)

<ref>クリック音などの短時間の音刺激や、反応刺激出現位置を予告する小さな図形などが用いられる。

そのため、十字などの注視点を予告刺激として提示し、これに必ず注視するよう被験者に求めることが多い。</ref>

被験者の反応から次の試行の予告刺激までの間、すなわち、試行と試行の間にも時間間隔がある。こちらはITI（inter-trial interval）と呼ばれる。通常、ITIは一定とする。</ref>

これは[[心理的不応期]]（psychological refractory period, PRP）と関連する現象と考えられている

そこで、反応時間と神経活動の生理指標との関連性が、主に[[脳波]](EEG)のような時間解像度の高い方法で検討されてきた。

。刺激強度と反応時間の関係は、指数が負の[[wikipedia:ja:べき関数|べき関数]]で表せる（[[Pi&#x00E9;ronの法則]]

このとき音刺激は課題に無関係でよく、これを[[付属刺激]]（accesory stimulus）と呼ぶ。

<ref name=Simon1967><pubmed>6065838</pubmed></ref>。

<ref name=KerrEtal1963><pubmed>14079023</pubmed></ref>。

<ref name=ElliottEtal1993>'''D Elliott, E A Roy, D Goodman, R G Carson, R Chua, B K V Maraj'''<br>

Asymmetries in the preparation and control of manual aiming movements.<br>''Can J Exp Psychol'': 1993, 47;570-589</ref>。

<ref name=CarsonEtal1990><pubmed>2290495</pubmed></ref>。

これは空間情報処理の[[大脳]][[右半球]]優位性のためと考えられている。反応時間の左右差は知覚から運動まで様々な段階の左右差を反映するため、課題内容によっても結果が変化する<ref name=Rabbitt1978 /><ref name=ElliottEtal1993 />。

また、個人差も大きい<ref name=AnnettAnnett1979><pubmed>486877</pubmed></ref>。

　[[感覚器官]]の左右差が見られることもある。聴覚単純反応時間は、刺激が右耳に提示された時の方がわずかに短い<ref name=Simon1967 />。

視覚単純反応時間も、刺激を利き目に提示した方が短くなる<ref name=MunicciConnors1964><pubmed>14129728</pubmed></ref>。

なお、単眼提示より両眼提示<ref name=MunicciConnors1964 />、また片耳提示より両耳提示<ref name=Simon1967 />の方が反応時間は短い。

よりも、反応時間が短くなる。]]

　刺激の特性と反応の特性が適合的なときは、非適合的なときより反応が速く正確になる。例えば高い音に対して「高い」、低い音に対して「低い」と答えるのは、高い音に対して「低い」、低い音に対して「高い」と答えるより容易である。このような違いを、[[刺激-反応適合性（stimulus-response compatibility）の効果]]と呼ぶ<ref name=FittsSeeger1953><pubmed>13084867</pubmed></ref>

''Amsterdam: North-Holland'': 1990</ref>。

　よく研究されているのは空間的適合性である（図3）。例えば右側の刺激に対しては右のボタンで、左の刺激に対しては左のボタンで反応する方が、その逆の組合せよりも速い。これは視覚<ref name=FittsSeeger1953 /><ref name=Wallace1971><pubmed>5090926</pubmed></ref>

、聴覚<ref name=SimonEtal1970><pubmed>5482039</pubmed></ref>

、触覚<ref name=Peters1983><pubmed>6571317</pubmed></ref>

のいずれでも起こる。両手を交差させ右（左）手で左（右）のボタンを押す場合や<ref name=Wallace1971 />

''Acta Psychol (Amst)'': 1986, 62;89-100</ref>、刺激位置とボタン位置との間の空間適合性に従った効果が見られる。

このとき、単純反応時間は[[ビジランス]]（vigilance, 持続的[[注意]]）の低下や疲労により次第に長くなる

同様の[[wikipedia:ja:性差|性差]]は高齢者でも

。[[wikipedia:ja:アルコール|アルコール]]や

　反応時間は有用な指標だが、しばしばそのデータの解釈をめぐって論争がある<ref>例えば[[心的回転]]（mental rotation）で、図形の回転角度に比例した反応時間は、[[心的イメージ]]が刺激のアナログ的な表象である証拠と解釈された。しかしこの解釈には反論が多く、心理学上の論争となった（イメージ論争）。また視覚探索（visual search, 例えば画面上の10個の物体の中から目的の物体を探し出す課題）では、反応時間が物体数に比例して長くなることがあるが、これが逐次的情報処理（物体を1つずつ処理する）の反映なのか、並列的情報処理（複数物体を同時に処理する）の速さが変化することの反映なのか、

しばしば議論となる。</ref>。

[[ファイル:RTresponseboxes.jpg|thumb|250px|'''図4.''' 実験用反応ボタンの例]]

</ref>。

ただし、誤答が少なくない時には誤答反応時間の分析が役立つこともある（例えば<ref><pubmed>15917795</pubmed></ref>）。

　[[wikipedia:ja:算術平均|算術平均]]のかわりに、よく[[wikipedia:ja:中央値|中央値]]が用いられる。外れ値の除外（cutoff）および変数変換も有効である<ref name=Ratcliff1993 />。変数変換には、[[wikipedia:ja:対数変換|対数変換]]や[[wikipedia:ja:逆数変換|逆数変換]]が用いられる（図2）。反応時間の逆数は反応速度の指標とみなすことができる。