「心的回転」の版間の差分

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== ShepardとMetzlerの実験  ==
== ShepardとMetzlerの実験  ==


 1971年、ShepardとMetzlerは実験協力者に立方体のブロックを3次元的に結合させて作成した物体のペア(図1左)を見せ、それらが同じ物体であるか判断させる課題を行わせた<ref><pubmed>5540314</pubmed></ref>。ここで、二つの物体が同じ物体の場合は一方をある角度回転させると他方の物体と一致するが、二つの物体が互いに鏡像になっているペアの場合もある(図1左下)。ShepardとMetzlerはこの回転角度を様々に変化させて、二つの物体が同じ物体かどうか実験協力者が判断するまでの反応時間を測定した。その結果、二つの物体の回転角度の差が大きくなればなるほど反応時間が線形に増加した(図1右)。このような線形な反応時間の増加は、画像平面上の回転(図1右上)でも、垂直軸周りの回転(図1右下)でも同じように見られた。この結果から彼らは、実験協力者の心の中で作られた物体のイメージに物理的世界における回転と相似した回転(「心的回転」)が加えられたと考えた。心的回転は1970年代に起こった「イメージ論争」において、心的イメージが命題的なものではなく、絵画的なものであるという主張を支持する根拠とされた。
 1971年、ShepardとMetzlerは実験協力者に立方体のブロックを3次元的に結合させて作成した物体のペア(図1左)を見せ、それらが同じ物体であるか判断させる課題を行わせた<ref><pubmed>5540314</pubmed></ref>。ここで、二つの物体が同じ物体の場合は一方をある角度回転させると他方の物体と一致するが、二つの物体が互いに[[wikipedia:JA:鏡像|鏡像]]になっているペアの場合もある(図1左下)。ShepardとMetzlerはこの回転角度を様々に変化させて、二つの物体が同じ物体かどうか実験協力者が判断するまでの反応時間を測定した。その結果、二つの物体の回転角度の差が大きくなればなるほど反応時間が[[wikipedia:JA:線形|線形]]に増加した(図1右)。このような線形な反応時間の増加は、画像平面上の回転(図1右上)でも、垂直軸周りの回転(図1右下)でも同じように見られた。この結果から彼らは、実験協力者の心の中で作られた物体のイメージに物理的世界における回転と相似した回転(「心的回転」)が加えられたと考えた。心的回転は1970年代に起こった「イメージ論争」において、心的イメージが命題的なものではなく、絵画的なものであるという主張を支持する根拠とされた。


 ShepardとMetzlerの研究以降、ランダムな2次元図形<ref>'''L A Cooper'''<br>Mental rotation of random two-dimensional shapes.<br>''Cognitive psychology'':1975, 7(1), 20-43</ref>、英数字<ref>'''L A Cooper, R N Shepard'''<br>The time required to prepare for a rotated stimulus.<br>''Mem Cognit'':1973, 3, 246-250</ref>を刺激とした正像・鏡映像の識別課題や、様々な方位で呈示された手が左手か右手かを判断する課題<ref><pubmed>1141835</pubmed></ref>でも正立姿勢からの回転角度に対して反応時間が線形に増加することが分かっている。  
 ShepardとMetzlerの研究以降、ランダムな2次元図形<ref>'''L A Cooper'''<br>Mental rotation of random two-dimensional shapes.<br>''Cognitive psychology'':1975, 7(1), 20-43</ref>、英数字<ref>'''L A Cooper, R N Shepard'''<br>The time required to prepare for a rotated stimulus.<br>''Mem Cognit'':1973, 3, 246-250</ref>を刺激とした正像・鏡映像の識別課題や、様々な方位で呈示された手が左手か右手かを判断する課題<ref><pubmed>1141835</pubmed></ref>でも正立姿勢からの回転角度に対して反応時間が線形に増加することが分かっている。  
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=== 心的回転における頭頂葉の関与  ===
=== 心的回転における頭頂葉の関与  ===


 1990年代に入り、脳機能イメージング技術の発達により、心的回転課題中の脳活動の計測を行った研究が数多く報告されるようになった。例えば、Cohenら<ref><pubmed>8624697</pubmed></ref>はShepard-Metzlerタイプの刺激を使った心的回転課題を行っている実験協力者の脳活動をfMRIによって計測し、両側の後部頭頂葉や運動前野、前頭前野などに活動が見られたことを報告している。この中で、特に後部頭頂葉の活動は心的回転課題の反応時間や回転量との間に相関を持つことが多くの研究で報告されている(例えば<ref><pubmed>9427353</pubmed></ref><ref><pubmed>9950711</pubmed></ref>)ことから、後部頭頂葉は心的回転の実行に関わっていると考えられる。  
 1990年代に入り、[[脳機能イメージング]]技術の発達により、心的回転課題中の脳活動の計測を行った研究が数多く報告されるようになった。例えば、Cohenら<ref><pubmed>8624697</pubmed></ref>はShepard-Metzlerタイプの刺激を使った心的回転課題を行っている実験協力者の脳活動を[[fMRI]]によって計測し、両側の[[後部頭頂葉]]や[[運動前野]]、[[前頭前野]]などに活動が見られたことを報告している。この中で、特に後部頭頂葉の活動は心的回転課題の反応時間や回転量との間に相関を持つことが多くの研究で報告されている(例えば<ref><pubmed>9427353</pubmed></ref><ref><pubmed>9950711</pubmed></ref>)ことから、後部頭頂葉は心的回転の実行に関わっていると考えられる。  


=== 心的回転における運動関連領野の関与  ===
=== 心的回転における運動関連領野の関与  ===


 頭頂葉以外に多くの研究で報告されているのが運動関連領野の活動である。Kosslynら<ref><pubmed>11496141</pubmed></ref>はShepard-Metzlerタイプの刺激を使った心的回転課題を行っている実験協力者の脳活動をfMRIによって測定した。実験に先立って、実験協力者は2つのグループに分けられた。1つのグループはShepard-Metzlerタイプの刺激の模型を右手を用いて回転させることで刺激に対するトレーニングを行った。もう1つのグループはモーターによって回転する刺激を観察することでトレーニングを行った。2つのグループの心的回転課題中の脳活動を比較すると、手を用いて刺激に慣れたグループで、左半球の一次運動野に活動が見られた。Wragaら<ref><pubmed>12821095</pubmed></ref>は手の心的回転課題を行った後に、Shepard-Metzlerタイプの刺激を使った心的回転課題を行った実験協力者群と、Shepard-Metzlerタイプの刺激を使った心的回転課題を繰り返して行った実験協力者群の脳活動をfMRIによって測定した。その結果、前者の実験協力者群でShepard-Metzlerタイプの刺激を使った心的回転課題中に、一次運動野および運動前野の活動が見られた。また、経頭蓋磁気刺激(TMS)を左運動野に与えることによって、手の心的回転課題が阻害されることが報告されている<ref><pubmed>10667985</pubmed></ref>。 Zacks<ref><pubmed>17919082</pubmed></ref>は従来の研究で報告されている心的回転課題における運動関連領野の活動について、心的回転において効果器中心の参照枠の更新が必要な条件で運動関連領野が活動するという仮説を提案している。
 頭頂葉以外に多くの研究で報告されているのが[[運動関連領野]]の活動である。Kosslynら<ref><pubmed>11496141</pubmed></ref>はShepard-Metzlerタイプの刺激を使った心的回転課題を行っている実験協力者の脳活動をfMRIによって測定した。実験に先立って、実験協力者は2つのグループに分けられた。1つのグループはShepard-Metzlerタイプの刺激の模型を右手を用いて回転させることで刺激に対するトレーニングを行った。もう1つのグループはモーターによって回転する刺激を観察することでトレーニングを行った。2つのグループの心的回転課題中の脳活動を比較すると、手を用いて刺激に慣れたグループで、[[左半球]]の[[一次運動野]]に活動が見られた。


 このように、運動関連領野は何らかの形で心的回転に寄与していることが推測されるが、心的回転課題ではキー押しによって反応を行わせることが多く、運動関連領野の活動は心的回転自体に関連した活動ではなく、反応に関連した活動である可能性があることには注意する必要がある。また、c一般的な心的回転課題では回転の実行と、回転した結果を比較照合するプロセスは分離困難である。心的回転の実行に関わる脳内基盤を明らかにするためには回転の実行のみを分離可能な課題を考える必要がある。
 Wragaら<ref><pubmed>12821095</pubmed></ref>は手の心的回転課題を行った後に、Shepard-Metzlerタイプの刺激を使った心的回転課題を行った実験協力者群と、Shepard-Metzlerタイプの刺激を使った心的回転課題を繰り返して行った実験協力者群の脳活動をfMRIによって測定した。その結果、前者の実験協力者群でShepard-Metzlerタイプの刺激を使った心的回転課題中に、一次運動野および運動前野の活動が見られた。
 
 また、[[経頭蓋磁気刺激]](TMS)を左運動野に与えることによって、手の心的回転課題が阻害されることが報告されている<ref><pubmed>10667985</pubmed></ref>。 Zacks<ref><pubmed>17919082</pubmed></ref>は従来の研究で報告されている心的回転課題における運動関連領野の活動について、心的回転において効果器中心の参照枠の更新が必要な条件で運動関連領野が活動するという仮説を提案している。
 
 このように、運動関連領野は何らかの形で心的回転に寄与していることが推測されるが、心的回転課題ではキー押しによって反応を行わせることが多く、運動関連領野の活動は心的回転自体に関連した活動ではなく、反応に関連した活動である可能性があることには注意する必要がある。また、一般的な心的回転課題では回転の実行と、回転した結果を比較照合するプロセスは分離困難である。心的回転の実行に関わる脳内基盤を明らかにするためには回転の実行のみを分離可能な課題を考える必要がある。


== 参考文献  ==
== 参考文献  ==