「両眼視野闘争」の版間の差分

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英:binocular rivalry
英:binocular rivalry


両眼視野闘争とは、2つの目にそれぞれ異なる視覚図形が呈示された場合、どちらか一方の図形が知覚され、時間が過ぎるとともに知覚が切り替わる現象。両眼視野闘争は多義知覚の一種であり、今日では視覚入力に対する気づき(visual awareness)について研究する心理物理学的手法として良く用いられている。両眼視野闘争のデモはhttp://www.psy.vanderbilt.edu/faculty/blake/rivalry/BR.html を参照。
両眼視野闘争とは、2つの目にそれぞれ異なる視覚図形が呈示された場合、どちらか一方の図形が知覚され、時間が過ぎるとともに知覚が切り替わる現象。両眼視野闘争は多義知覚の一種であり、今日では視覚入力に対する[[気づき]](visual awareness)について研究する心理物理学的手法として良く用いられている。両眼視野闘争のデモはhttp://www.psy.vanderbilt.edu/faculty/blake/rivalry/BR.html を参照。


==歴史的背景==
==歴史的背景==
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===日本における研究の歴史===
===日本における研究の歴史===
日本においては、両眼視野闘争の研究が大正時代に始まった。1915年に、黒田源次が「色彩視野闘争の時間的研究」と題する論文を「京都医学雑誌」に発表している[4]。黒田は、両目にそれぞれ異なる色を持つ視覚図形を呈示し、知覚の切り替わりにかかる時間や、どの色が知覚にのぼりやすいかといった検討を行った[4]。また、「京都医学雑誌」の同号において、石川日出鶴丸が、「闘争中枢」というメカニズムを仮定した視野闘争に関する生理学的仮説を発表している[5]。我が国における古典的な両眼視野闘争に関する研究に関しては、柿崎(1963)を参照[6]。
日本においては、両眼視野闘争の研究が大正時代に始まった。1915年に、黒田源次が「色彩視野闘争の時間的研究」と題する論文を「京都医学雑誌」に発表している[4]。黒田は、両目にそれぞれ異なる色を持つ視覚図形を呈示し、知覚の切り替わりにかかる時間や、どの色が知覚にのぼりやすいかといった検討を行った[4]。また、「京都医学雑誌」の同号において、[[wikipedia:ja:石川日出鶴丸|石川日出鶴丸]]が、「闘争中枢」というメカニズムを仮定した視野闘争に関する生理学的仮説を発表している[5]。我が国における古典的な両眼視野闘争に関する研究に関しては、柿崎(1963)を参照[6]。


==両眼視野闘争の主観的な特性==
==両眼視野闘争の主観的な特性==
図1のような図形を、片方の目に赤色のフィルター、もう片方の目に緑色のフィルターをかけて観察すると、両眼視野闘争を体験することができる。図1の図形は赤色の顔画像、緑色の家画像からなり、フィルターを通した場合これらの画像は、物理的には2つの目の網膜にそれぞれ投影される。しかし、私たちの意識にのぼるのは、2つの画像のうちどちらか一方である(両眼視野闘争のターゲットの図形が小さい場合はどちらかだけが知覚されるが、ある程度以上の大きさになると、2つの図形が混ざったものが意識にのぼることが多い [7])。どちらの画像が知覚されるかは、時間が経つとともに変化し、一方の画像が現れては消え、もう一方の画像が現れるというダイナミックな知覚の切り替わりが生じる。
図1のような図形を、片方の目に赤色のフィルター、もう片方の目に緑色のフィルターをかけて観察すると、両眼視野闘争を体験することができる。図1の図形は赤色の顔画像、緑色の家画像からなり、フィルターを通した場合これらの画像は、物理的には2つの目の網膜にそれぞれ投影される。しかし、私たちの意識にのぼるのは、2つの画像のうちどちらか一方である(両眼視野闘争のターゲットの図形が小さい場合はどちらかだけが知覚されるが、ある程度以上の大きさになると、2つの図形が混ざったものが意識にのぼることが多い [7])。どちらの画像が知覚されるかは、時間が経つとともに変化し、一方の画像が現れては消え、もう一方の画像が現れるというダイナミックな知覚の切り替わりが生じる。


こうした左目の図形と右目の図形の間での知覚の切り替わりは不規則なタイミングで生じ、いつ知覚が切り替わるのかについて正確に予測をすることはできない[3,8]。知覚の切り替わりにかかる時間のばらつきは、ガンマ分布と呼ばれる確率分布に従う[9-11]。また、どちらか一方の目に呈示される視覚刺激の強さを操作すると、刺激強度の強い刺激は弱い刺激よりも知覚される時間が長くなる。(例えばコントラスト・明度の高い刺激や動いている刺激はより長く知覚される[12-15])。
こうした左目の図形と右目の図形の間での知覚の切り替わりは不規則なタイミングで生じ、いつ知覚が切り替わるのかについて正確に予測をすることはできない[3,8]。知覚の切り替わりにかかる時間のばらつきは、[[wikipedia:ja:ガンマ分布|ガンマ分布]]と呼ばれる確率分布に従う[9-11]。また、どちらか一方の目に呈示される視覚刺激の強さを操作すると、刺激強度の強い刺激は弱い刺激よりも知覚される時間が長くなる。(例えば[[wikipedia:ja:コントラスト|コントラスト]]・明度の高い刺激や動いている刺激はより長く知覚される[12-15])。


==どのような視覚情報が「闘争」しているか?==
==どのような視覚情報が「闘争」しているか?==
両眼視野闘争という言葉が使われているにも関わらず、実は、一体「何が」闘争しているのか、というのは未だに明らかになっていない。左目からの入力と、右目からの入力は網膜から外側膝状体を通り、それらの情報は一次視覚野で初めて統合される。1980年代後半までは、両目からの入力が統合される所で、それぞれの目からの情報がお互いを抑えつけている、という眼間闘争(eye-based rivalry)という仮説が一般的であった[16]。
両眼視野闘争という言葉が使われているにも関わらず、実は、一体「何が」闘争しているのか、というのは未だに明らかになっていない。左目からの入力と、右目からの入力は網膜から[[外側膝状体]]を通り、それらの情報は[[一次視覚野]]で初めて統合される。1980年代後半までは、両目からの入力が統合される所で、それぞれの目からの情報がお互いを抑えつけている、という眼間闘争(eye-based rivalry)という仮説が一般的であった[16]。


しかし、90年代以降、闘争は2つの視覚刺激の脳内表現同士の間で起こっているとする刺激間闘争(stimulus rivalry)という考えが台頭してきた。Logothetisらは、闘争する刺激同士を、左目と右目の間で素早く入れ替えたとしても(1秒間に3回の割合)、意識の上では2つの刺激が数秒毎に入れ替わることを報告した(スワップ闘争, swap rivalry;図2)。これは目のレベルだけで闘争が起きているとすると説明ができない[17]。また、関連した現象として、両眼間のグルーピングというものがある。両眼視野闘争用の刺激が大きい場合は、両目からの入力が混ざって知覚されることが多いが、その混ざり具合はランダムでなく、高次の視覚領域で処理されるような刺激の意味などの情報が反映される。例えば、Kovácsらは、2つの視覚イメージを分解して混ぜ合わせたパターンを左目、右目にそれぞれ分けて呈示した。結果、左目、右目にそれぞれ呈示された視覚刺激の間で知覚交代が起こるのでなく、分解される前の2種類の視覚イメージの間で知覚交代が起こることをしめした[18]。スワップ闘争や、両眼間のグルーピングなどの結果は、両眼視野闘争においては眼間で闘争が起こっているのでなく、両眼間の情報が融合された視覚刺激の表象の間で闘争が起こっていることを示唆する。
しかし、90年代以降、闘争は2つの視覚刺激の脳内表現同士の間で起こっているとする刺激間闘争(stimulus rivalry)という考えが台頭してきた。[[wikipedia:Nikos_Logothetis|Logothetis]] らは、闘争する刺激同士を、左目と右目の間で素早く入れ替えたとしても(1秒間に3回の割合)、意識の上では2つの刺激が数秒毎に入れ替わることを報告した(スワップ闘争, swap rivalry;図2)。これは目のレベルだけで闘争が起きているとすると説明ができない[17]。また、関連した現象として、両眼間のグルーピングというものがある。両眼視野闘争用の刺激が大きい場合は、両目からの入力が混ざって知覚されることが多いが、その混ざり具合はランダムでなく、高次の視覚領域で処理されるような刺激の意味などの情報が反映される。例えば、Kovácsらは、2つの視覚イメージを分解して混ぜ合わせたパターンを左目、右目にそれぞれ分けて呈示した。結果、左目、右目にそれぞれ呈示された視覚刺激の間で知覚交代が起こるのでなく、分解される前の2種類の視覚イメージの間で知覚交代が起こることをしめした[18]。スワップ闘争や、両眼間のグルーピングなどの結果は、両眼視野闘争においては眼間で闘争が起こっているのでなく、両眼間の情報が融合された視覚刺激の表象の間で闘争が起こっていることを示唆する。


もし闘争が眼間でなく、視覚刺激の表象間で起こっているのであれば、「両眼視野闘争」と言う学術用語は適切な表現ではないが、今のところ、「何」が闘争しているのかについては、未だにはっきりとした答えはない。現在は、闘争は階層的な視覚処理の中の様々な段階で起こっており、低次の神経メカニズムに基づく眼間闘争と高次のメカニズムに基づく刺激間闘争のどちらの特徴が現れるかは、闘争を起こすときの刺激条件による、という仮説が主流になっている [16, 19-22]。
もし闘争が眼間でなく、視覚刺激の表象間で起こっているのであれば、「両眼視野闘争」と言う学術用語は適切な表現ではないが、今のところ、「何」が闘争しているのかについては、未だにはっきりとした答えはない。現在は、闘争は階層的な視覚処理の中の様々な段階で起こっており、低次の神経メカニズムに基づく眼間闘争と高次のメカニズムに基づく刺激間闘争のどちらの特徴が現れるかは、闘争を起こすときの刺激条件による、という仮説が主流になっている [16, 19-22]。
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===連続フラッシュ抑制===
===連続フラッシュ抑制===
フラッシュ抑制は知覚交代のタイミングをコントロールする手法として有用だが、抑制される刺激が事前に被験者に提示されていないと効果を発揮できないため、意識にのぼらない脳内視覚処理の研究には向いていない。連続フラッシュ抑制(continuous flash suppression;図4)と呼ばれる現象を使うと、ある刺激を長時間、意識にのぼらないように被験者に提示できる。連続フラッシュ抑制では、たくさんのカラフルな長方形からなるランダムな図形(オランダの画家ピエット・モンドリアン(Piet Mondriaan)の絵にも似ているためモンドリアン図形とも呼ばれる)が、0.1秒ごとに違う図形に変化する動画を片目に呈示することで、もう片方の目に呈示される刺激に対する知覚が長時間抑制される現象である。両眼視野闘争では数秒で知覚が交代するのに対し、連続フラッシュ抑制を用いると、1分あるいはそれ以上の時間、片目の知覚が抑制され続ける[28]。連続フラッシュ抑制は、2005年にカリフォルニア工科大学(当時)の土谷尚嗣とChristof Kochによって初めて報告され[28]、今日では視覚刺激に対する気づきをコントロールする手法として幅広く用いられている[29-30]。
フラッシュ抑制は知覚交代のタイミングをコントロールする手法として有用だが、抑制される刺激が事前に被験者に提示されていないと効果を発揮できないため、意識にのぼらない脳内視覚処理の研究には向いていない。連続フラッシュ抑制(continuous flash suppression;図4)と呼ばれる現象を使うと、ある刺激を長時間、意識にのぼらないように被験者に提示できる。連続フラッシュ抑制では、たくさんのカラフルな長方形からなるランダムな図形(オランダの画家ピエット・モンドリアン(Piet Mondriaan)の絵にも似ているためモンドリアン図形とも呼ばれる)が、0.1秒ごとに違う図形に変化する動画を片目に呈示することで、もう片方の目に呈示される刺激に対する知覚が長時間抑制される現象である。両眼視野闘争では数秒で知覚が交代するのに対し、連続フラッシュ抑制を用いると、1分あるいはそれ以上の時間、片目の知覚が抑制され続ける[28]。連続フラッシュ抑制は、2005年にカリフォルニア工科大学(当時)の[[wikipedia:ja:土谷尚嗣|土谷尚嗣]]と[[wikipedia:ja:クリストフ・コッホ|クリストフ・コッホ]]によって初めて報告され[28]、今日では視覚刺激に対する気づきをコントロールする手法として幅広く用いられている[29-30]。


==両眼視野闘争と立体視==
==両眼視野闘争と立体視==
両眼視野闘争と立体視はどのような関係にあるのだろうか?右目と左目は離れているために、網膜にうつる世界の像は左目と右目で「微妙に」異なる。この違いは、奥行きの知覚を成立させる一つの手がかりになっている(「[[立体視]]」の項目を参照)。立体視では2つのイメージの違いが統合されて奥行き知覚に貢献する一方で、両眼視野闘争では2つの異なるイメージのどちらかだけが意識にのぼる。このように考えると、両者は矛盾する現象のように思えるが、同時に経験されることもある。立体視と視野闘争の関係は、両目からの情報が「微妙に」違う時は立体視、「非常に異なる」時は視野闘争、というような単純な関係ではない。
両眼視野闘争と[[立体視]]はどのような関係にあるのだろうか?右目と左目は離れているために、網膜にうつる世界の像は左目と右目で「微妙に」異なる。この違いは、奥行きの知覚を成立させる一つの手がかりになっている(「[[立体視]]」の項目を参照)。立体視では2つのイメージの違いが統合されて奥行き知覚に貢献する一方で、両眼視野闘争では2つの異なるイメージのどちらかだけが意識にのぼる。このように考えると、両者は矛盾する現象のように思えるが、同時に経験されることもある。立体視と視野闘争の関係は、両目からの情報が「微妙に」違う時は[[立体視]]、「非常に異なる」時は視野闘争、というような単純な関係ではない。


両眼視野闘争と立体視はさまざまなケースで同時に成立する[31-33]。例えば、右目と左目にうつる物体の位置が微妙にずれているために奥行きが感じられる一方で、両目にうつる色が十分に異なるために闘争が起こる、というような刺激条件を設定できる。また、両者の間には、輝度コントラストや両眼の視覚入力の類似度などに依存して、両眼視野闘争が優位となり両眼立体視が抑制されるなどの干渉効果もある[34-35]。  
両眼視野闘争と[[立体視]]はさまざまなケースで同時に成立する[31-33]。例えば、右目と左目にうつる物体の位置が微妙にずれているために奥行きが感じられる一方で、両目にうつる色が十分に異なるために闘争が起こる、というような刺激条件を設定できる。また、両者の間には、[[wikipedia:ja:コントラスト|コントラスト]]や両眼の視覚入力の類似度などに依存して、両眼視野闘争が優位となり両眼立体視が抑制されるなどの干渉効果もある[34-35]。  


==両眼視野闘争と意識研究==
==両眼視野闘争と意識研究==
両眼視野闘争では、大脳以降での視覚処理システムへの入力が一定であるにもかかわらず、意識にのぼる刺激が交代する。この状況を用いて、時々刻々と変化する被験者による意識経験の報告にぴったりと相関するような神経活動(the Neuronal Correlates of Consciousness, NCC) を見つけよう、というのが今日での有力な意識の神経メカニズムを探る手法の一つである(「[[意識]]」の項目参照)。NCCの研究には、両眼視野闘争およびフラッシュ抑制の他にも、逆行マスキングや運動誘発盲などが用いられている [36]。
両眼視野闘争では、大脳以降での視覚処理システムへの入力が一定であるにもかかわらず、[[意識]]にのぼる刺激が交代する。この状況を用いて、時々刻々と変化する被験者による[[wikipedia:ja:意識に相関した脳活動|]意識経験の報告にぴったりと相関するような神経活動(the Neuronal Correlates of Consciousness, NCC) ]を見つけよう、というのが今日での有力な[[意識]]の神経メカニズムを探る手法の一つである(「[[意識]]」の項目参照)。NCCの研究には、両眼視野闘争およびフラッシュ抑制の他にも、逆行マスキングや運動誘発盲などが用いられている [36]。


===両眼視野闘争による無意識の研究===
===両眼視野闘争による無意識の研究===
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