5.3 視覚

05 感覚と知覚

色覚の主要な理論は三色説だけではなく、対抗過程説opponent-process theoryというものもあります。この理論によると、色は黒-白、黄-青、緑-赤の反対色でコード化されます。基本的な考え方は、視覚系の一部の細胞は、一方の色で興奮し、もう一方の色で抑制されるというものです。つまり、緑の波長で興奮する細胞は、赤の波長では抑制され、その逆もまた然りです。このプロセスが示唆することの1つは、私たちは緑がかった赤や黄がかった青を色として経験しないということです。また、他に示唆することとしては、これはネガティブな残像の経験につながるということです。残像afterimageとは、刺激を取り除いた後も視覚的な感覚が継続することを言います。例えば、太陽を少し見てから目を離すと、刺激(太陽)がなくなったにもかかわらず、光の点が感じられることがあります。刺激に色が含まれている場合、対抗過程説で特定された色の組み合わせは、陰性残像をもたらします。この考え方は、図5.16の旗を使って試すことができます。

An illustration shows a green flag with a thick, black-bordered yellow lines meeting slightly to the left of the center. A small white dot sits within the yellow space in the exact center of the flag.
図5.16 白い点を30~60秒見つめた後、白い紙に目を移してみてください。何が見えただろうか?これは陰性残像と呼ばれるもので、色覚の対抗過程説を実証的に裏付けるものとなっている。

しかし、この2つの理論(三色説と対抗過程説)は、互いに矛盾するものではありません。研究の結果、これらは神経系の異なるレベルに適用されることがわかっています。網膜での視覚処理では、三色説が適用されます。錐体は、赤、青、緑を表す3つの異なる波長に反応するのです。しかし、信号が網膜を通過して脳に到達すると、細胞は対抗過程説に合致した形で反応します(Land, 1959; Kaiser, 1997)。

学習へのリンク

色覚についての動画(英語)を見て、より詳しく学んでください。

奥行き知覚

三次元(3D)空間の空間的関係を認識する能力は、奥行き知覚depth perceptionとして知られています。奥行き知覚では、物が他の物の前、後ろ、上、下、横にあると表現することができます。

私たちの世界は3次元であり、私たちの世界の心的表象が3次元性を持つのは当然のことです。私たちは、奥行きの感覚を確立するために、視覚にある光景の中のさまざまな手がかりを使用します。その中には、両眼を用いることによって得られる両眼性手がかりbinocular cueもあります。両眼性の奥行きの手がかりとしては、両眼視差binocular disparityというものがあります。私たちのそれぞれの目が受け取る世界の光景は、微妙に異なっているのです。この微妙な違いを体験するために、次のような簡単な運動をしてみましょう。腕をいっぱいに伸ばして、指を1本伸ばし、その指に焦点を合わせます。そして、頭を動かさずに左目を閉じ、次に左目を開いて、頭を動かさずに右目を閉じます。2つの目で交互に見ていると、指が移動しているように見えることに気づくでしょう。これは、それぞれの目で指の見え方が少しずつ異なるためです。

3D映画も同じ原理です。特殊なメガネをかけることで、スクリーンに映し出される2つの微妙に異なる画像を、左目と右目で別々に見ることができます。脳がこれらの画像を処理することで、飛び跳ねる動物や走る人が自分の方に向かってきているように錯覚するのです。

このように、私たちは両眼で奥行きを感じていますが、2次元的な配列でも奥行きを感じることができます。皆さんが見たことのある絵画や写真を思い出してみてください。一般的には、視覚刺激が2次元であっても、奥行きを感じることができます。このとき、私たちはいくつかの単眼性手がかりmonocular cueに頼っています。片目では奥行きがわからないと思っている人でも、片目で歩いていて物にぶつかることはありませんし、実際、単眼的な手がかりは両眼的な手がかりよりも多いのです。

単眼性手がかりの例としては、線遠近法linear perspectiveと呼ばれるものがあります。線遠近法とは、像の中で2本の平行線が収束するように見えたときに奥行きを感じることを言います(図5.17)。他にも、単眼性の奥行きの手がかりとしては、物体が部分的に重なる「重なり」や、画像の大きさ、地平線への近さなどがあります。

A photograph shows an empty road that continues toward the horizon.
図5.17 私たちは、このような2次元の図形の奥行きを、線遠近法のような単眼性手がかりを使って認識する。

ステレオブラインドネス

Bruce Bridgemanブルース・ブリッジマンは、生まれつき極端な斜視で、両眼での奥行きの手がかりに反応できないという障害を持っていました。彼は単眼性の奥行きの手がかりに頼ることが多かったのですが、自分の周りの世界の3Dの性質を真に理解することはありませんでした。しかし、2012年のある夜、Bruceは妻と一緒に映画を見に行くことになりました。

その映画は3Dで撮影されており、Bruceはお金がもったいないと思いながらも、チケット購入時に3Dメガネの代金を支払っていました。映画が始まると同時に、Bruceはメガネをかけ、そして全く新しい体験をしました。彼は生まれて初めて、自分を取り巻く世界の本当の奥行きを理解したのです。さらに驚くべきことに、彼の奥行きを感じる能力は映画館の外でも持続しました。

神経系には、両眼性の奥行きの手がかりに反応する細胞があります。通常、これらの細胞が存続するためには、発達の初期段階で活性化される必要があります。Bruceのケース(および彼のようなケース)に詳しい専門家は、Bruceが発達のある時点で、少なくとも一瞬でも両眼視を経験したに違いないと考えています。それは両眼性の手がかりに対応する視覚系の細胞が生き残るためには十分だったというわけです。現在の謎は、なぜBruceがこれらの細胞を活性化させるのに70年近くもかかったのかということです(Peck, 2012)。

図5.10 credit “top left”: modification of work by “rajkumar1220″/Flickr”; credit “top right”: modification of work by Thomas Leuthard; credit “middle left”: modification of work by Demietrich Baker; credit “middle right”: modification of work by “kaybee07″/Flickr; credit “bottom left”: modification of work by “Isengardt”/Flickr; credit “bottom right”: modification of work by Willem Heerbaart

図5.14 credit: modification of work by Vanessa Ezekowitz

図5.17 credit: Marc Dalmulder

Openstax,”Psychology 2e 5.2 Waves and Wavelengths”.https://openstax.org/books/psychology-2e/pages/5-2-waves-and-wavelengths

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