サッケードマスキング
視覚知覚における現象

サッケードマスキングは（視覚）サッケード抑制とも呼ばれ、視覚知覚において、目の動き（およびそれに続く画像のモーションブラー）も視覚知覚のギャップも視聴者に気づかれないように、脳が目の動き中に視覚処理を選択的にブロックする現象です。

この現象は1898年にエルドマンとドッジによって初めて記述されました[1]。無関係な実験中に、観察者は自分の目の動きを決して見ることができないことが発見されたのです。これは、鏡を覗き込み、片方の目からもう片方の目へと視線を移すことで簡単に再現できます。目の動きを観察することは決してできませんが、外部の観察者は目の動きをはっきりと見ることができます。

この現象は、急速な眼球運動の後に瞬間的に発生する クロノスタシスと呼ばれる時間的錯覚を説明するためによく使用されます。

機構

サッカードは高速な眼球運動であり、速度が最適化された運動であるため、網膜が視野を掃引する際に網膜上の像が必然的にぼやけます。ぼやけた網膜像はあまり役に立ちません。眼には、ぼやけた状態になると網膜像の処理を「遮断」する機構が備わっています。この現象はサッカードマスキングまたはサッカード抑制と呼ばれます。サッカードマスキングには、主に2つの種類が主張されています。1つはフラッシュ抑制（サッカード中に閃光が見えなくなる現象[2]）で、もう1つは像変位抑制（サッカード中に対象が動いたかどうかを認識できない現象[3] ）です。その後の検証により、これら2つの理論は正しくない可能性があることが明らかになりました。[4]サッカード内運動検出は、ベルリンのフンボルト大学のリチャード・シュバイツァーとマーティン・ロルフスの論文で証明され、詳細が説明されています。[5]

サッケード抑制は実際にサッケードが始まる前に始まるため、網膜運動によって引き起こされることはなく、脳の中枢から活性化される必要がある。この考えを裏付けるように、サッケード実行直前に短時間提示された刺激を網膜部位的に符号化する皮質信号が、一次視覚野においてすでに著しく減少していることが観察されている。[6]

サッカード内知覚：サッカード運動とモーションブラーとの関係

サッケードマスキングは、眼球運動そのものとは完全には関連していません。サッケードマスキングは、眼球のサッケード運動の開始とそれに伴うぼやけの開始と同時に始まります。しかし、サッケード運動自体の終了によるか否かに関わらず、網膜上の像が安定するとすぐに終了します。サッケード中の網膜上の像を人工的に安定化させ、モーションブラーを除去してサッケードマスキングを終了させる方法は数多くあります。

実験室では、この現象を研究するために、通常、縞模様のパターンを提示します。縞模様は目に見えないほど速く動きます。そのため、被験者が目を動かしていないときは、縞模様は均一な表面として見えます。しかし、被験者がパターンの動きと同じ方向に目を動かすと、目の動きの速度がパターンの動きと一時的に一致するようになります。その結果、通常は見えない縞模様が網膜上で一時的に安定し、結果として見えるようになります。この現象は、サッケード内知覚として知られています。[7] [8] [9]

研究室の外でも、たとえば電車やバスの下のデッキに乗っているときなど、これを体験することができます。車両の窓から隣接する線路をまっすぐ見ているとします。電車が十分に速く動いている場合、見ている線路は単なるぼやけた状態になります。網膜上の線路の運動の角速度が速すぎて、目が視運動追跡で補償できないためです。次に、線路に沿って左右に目を向け始めます。まるで、線路上を猛スピードで通り過ぎたり、遅れて進んだりする何かを捕まえようとするかのように。隣接する線路に沿って左右に目を向けるということは、実際には、線路の左側と右側を交互に視線を移動させることを意味します。視線の変更は、サッカードとして行われます。車両の動きによって線路が左側に「逃げて」いる場合、左に向かうサッカードは線路の動きに「追いつこう」とします。

時間に対してプロットされたサッカード速度は、釣り鐘型の曲線になります。サッカードの最高速度 (曲線のピークの高さ) が隣接するトラックの角速度と同じかそれ以上であれば、目の速度がトラックの速度と同じになる点が少なくとも 1 つあります。釣り鐘型の曲線 (サッカードの速度) が水平線 (トラックの一定速度) と交差することを想像してください。非常に短い時間 (約1000 分の 1 秒) の間、目はトラックに十分近いところをたどります。そのため、網膜上の像はほんの一瞬安定します。像が安定するとすぐに、ぼやけはなくなり、サッカードの抑制が解除されます。この状態は長くは続きません。サッカードには一定速度がないため、すぐに目がトラックよりも速くまたは遅く動いて、1 ミリ秒以内にぼやけが再び現れます。しかし、その1ミリ秒（あるいはそれくらい）は、網膜像のスナップショットを保存し、さらに処理するには十分な時間です。脳で画像が処理された後のさらに0.25秒後には、隣接するトラックの静止画像が実際に「見える」ようになります。ぼやけることなく、トラック間の砂利や汚れなどの細部を容易に認識できるほどです。

実験のタイムラインの一部を以下に示します。網膜画像のスナップショットに要する時間は正確には不明ですが、ここでは10ミリ秒未満であると仮定します。

当初： 隣接するトラックを前方に見ると、網膜上の像はトラックの角速度300度/秒で動き、ぼやけている。
T-0.1秒について: 隣のトラックの後ろに視線を切り替える（「見る」）という決断
T+0.000秒: サッカードの開始：角眼速度が0度/秒から上昇し始め、網膜上の軌跡の相対運動が減少し始める
T+0.199秒: 眼球角速度が上昇し、300度/秒に達すると、軌跡の速度と一致し、軌跡は網膜に対して静止し、ぼやけは終了します。
T+0.200秒: 網膜にぼやけがなく、衝動性運動のマスキングがオフになり、画像のスナップショットが撮影され始める
T+0.202秒: 角速度は依然として上昇し、軌跡速度を超える。軌跡は網膜上で動き始め、ぼやけが再開する。
T+0.205秒: スナップショットが脳で処理され始め、網膜はぼやけた部分だけを「見る」ようになる
T+.45秒について: 画像が処理され、人はそれに気づく。つまり、人は画像を見る。この時点では、サッカード運動はすでに終了している可能性がある。

参照

参考文献

  1. ^ エルドマンとドッジ、1898年。[引用が見つかりません]
  2. ^ ダッジ、1900年
  3. ^ ブリッジマン、G.、ヘンドリー、D.、スターク、L. 1975
  4. ^ チャールズ、クリスタ。「私たちは素早く動くと目が閉じると思っていたが、それは間違いだ」。ニューサイエンティスト。 2022年12月18日閲覧。
  5. ^ Schweitzer, Richard; Rolfs, Martin (2021年7月23日). 「イントラサッケード運動ストリークが視線矯正を促進」. Science Advances . 7 (30) eabf2218. Bibcode :2021SciA....7.2218S. doi : 10.1126/sciadv.abf2218 . PMC 8302125. PMID  34301596 . 
  6. ^ Vallines, I., & Greenlee, MW, 2006
  7. ^ Castet E.; Masson GS (2000). 「サッケード眼球運動時における運動知覚」Nature Neuroscience 3 ( 2): 177– 183. doi :10.1038/72124. PMID  10649574. S2CID  1951685.
  8. ^ Deubel H.; Elsner T. (1986). 「明るい錯視は目の瞳孔を縮小させる」.生物学的サイバネティクス. 54 (6): 351– 358. doi :10.1007/BF00355540. PMID  3756240. S2CID  33340450.
  9. ^ Mathôt S .; Melmi JB; Castet E. (2015). 「サッケード内知覚は瞳孔収縮を引き起こす」. PeerJ . 3 (e1150): 1– 16. doi : 10.7717/peerj.1150 . PMC 4558071. PMID  26339536. 
  • ダッジ・R (1900). 「眼球運動中の視覚知覚」.心理学評論. 7 (5): 454– 465. doi :10.1037/h0067215.
  • Burr, D; Burr, M; Morrone, J. (1996). 「サッカード運動中の大細胞視覚経路の選択的抑制」（PDF） .行動脳研究. 80 ( 1–2 ): 1–8 . doi :10.1016/0166-4328(96)00012-5. PMID  8905123. S2CID  3994747. オリジナル（PDF）から2005年1月28日にアーカイブ。
  • Burr, D (2004). 「眼球運動：視力の安定維持」Current Biology . 14 (5): R195– R197. Bibcode :2004CBio...14.R195B. doi : 10.1016/j.cub.2004.02.020 . PMID  15028236.
  • Bridgeman, G.; Hendry, D.; Stark, L. (1975). 「衝動性眼球運動中の視覚世界の変位検出の失敗」(PDF) . Vision Research . 15 (6): 719– 722. doi :10.1016/0042-6989(75)90290-4. PMID  1138489. S2CID  11541038.
  • Tatler, BW; Trościanko, T (2002). 「動いている眼の稀な一瞥」（PDF） . Perception . 31 (11): 1403– 1406. doi :10.1068/p3111no. PMID  12489774. S2CID  143531085. オリジナル（PDF）から2006年9月25日にアーカイブ。
  • Vallines, I.; Greenlee, MW (2006). 「ヒト一次視覚野V1における網膜局所的血中酸素濃度依存性反応の衝動性抑制」Journal of Neuroscience . 26 (22): 5965– 5969. doi : 10.1523/JNEUROSCI.0817-06.2006 . PMC  6675218 . PMID  16738238.
  • デイヴィッド・バーの選りすぐりの出版物
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