視覚マスキング
「ラジオ」という単語を含む画像で、その前後にさまざまな幾何学的形状を含む画像が続きます。
視覚マスキングでは、ターゲット イメージ (ここでは「ラジオ」という単語) を別のイメージで囲みます。

視覚マスキングは視覚知覚の現象である。これは、ターゲットと呼ばれる 1 つの画像の視認性が、マスクと呼ばれる別の画像の存在によって低下するときに発生する。[1] ターゲットは見えなくなるか、コントラストや明度が低下して表示される。マスキングには、順方向マスキング、逆方向マスキング、同時マスキングの 3 つの異なるタイミング配置がある。順方向マスキングでは、マスクがターゲットに先行する。逆方向マスキングでは、マスクはターゲットの後に続く。同時マスキングでは、マスクとターゲットが一緒に表示される。マスキングには、パターン マスキングとメタコントラストの 2 つの異なる空間配置がある。パターン マスキングは、ターゲットとマスクの位置が重なるときに発生する。メタコントラスト マスキングは、マスクがターゲットの位置と重ならないときに発生する。

視覚マスキングに影響を与える要因

ターゲットとマスクの空間分離

パターンマスキングがある場合、前方マスキングと後方マスキングの両方で抑制効果が見られますが、メタコントラストがある場合には抑制効果は見られません。しかし、同時マスキングは、パターンマスキング中にターゲットの視認性を高めます。メタコントラストが同時マスキングまたは前方マスキングと組み合わされた場合にも、視認性は高められます。[2] これは、マスクが横方向の伝播によってターゲットの位置に到達するまでに時間がかかるためです。ターゲットがマスクから遠ざかるほど、横方向の伝播に必要な時間は長くなります。したがって、マスクがターゲットに近づくほど、マスキング効果は増大します。

ターゲットとマスクの時間的分離

ターゲットとマスクの時間差が大きくなると、マスキング効果は減少します。これは、生理学的実験[3] [4] [5]に基づき、ターゲット刺激の統合時間の上限が 200 ミリ秒であるためであり、分離がこの限界に近づくと、ターゲットが脳内で完全な神経表現を形成するための時間が長くなるため、マスクがターゲットに与える効果は小さくなります。Polat、Sterkin、および Yehezkel [2]は、ターゲット入力とマスクの横方向の伝播の時間的一致の影響について詳細に説明しています。以前の単一ユニット記録のデータに基づいて、彼らは、ターゲット処理との効率的な相互作用の時間ウィンドウは、ターゲットが出現してから 210 ～ 310 ミリ秒であると結論付けました。このウィンドウの外側では、いかなる種類のマスキング効果も発生しません。これは、マスクがターゲットの50ミリ秒後に提示された場合にマスキング効果が生じるのに対し、マスクとターゲット間の刺激間隔が150ミリ秒の場合、マスキング効果が生じない理由を説明しています。前者の場合、マスク反応はターゲットの位置まで伝播し、260～310ミリ秒の遅延で処理されますが、ISIが150ミリ秒の場合は410～460ミリ秒の遅延が生じます。

単視的視覚マスキングと両視的視覚マスキング

両眼性視覚マスキングでは、片方の目にターゲットが、もう片方の目にマスクが提示されます。一方、片眼性視覚マスキングでは、両目にターゲットとマスクが提示されます。両眼性マスキングでも、片眼性マスキングと同様にマスキング効果が強く、タイミング特性も同等であることが分かりました。[6] [7] [8]

考えられる神経学的相関

マスキングの神経学的相関については複数の理論がありますが、そのほとんどはいくつかの重要な考え方で一致しています。第一に、後方視覚マスキングは、対象の「後放電」の抑制によって生じます。[9]ここで、後放電とは、対象の終了に対する神経反応と考えることができます。後方マスキングの障害は、統合失調症患者[10]だけでなく、健常者の兄弟姉妹[11] [12]にも一貫して見られ、この障害は統合失調症のエンドフェノタイプである可能性を示唆しています。[13]

一方、前方マスキングは、標的の「開始反応」の抑制と相関しており、[9]これは標的の出現に対する神経反応と考えることができる。

2チャネルモデル

1976年にブライトマイヤーとガンツによって最初に提唱された[14]このモデルのオリジナルバージョンでは、2つの異なる視覚情報チャネルがあり、1つは高速で一過性であり、もう1つは低速で持続性であると述べられていました。理論では、各刺激が各チャネルを伝わり、与えられた刺激を適切に完全に処理するには両方のチャネルが必要であると主張しています。この理論では、マスクの神経表象が一過性のチャネルを伝わり、より遅いチャネルを伝わるターゲットの神経表象を遮断し、ターゲットの表象が抑制されてその可視性が低下すると後方マスキングが説明されていました。[9]マックニックとマルティネス-コンデによって提唱されたこのモデルの1つの問題は、刺激の開始が時間的にどれだけ離れているかの関数としてマスキングが発生すると予測することです。しかし、マックニックとマルティネス-コンデは、後方マスキングは実際には刺激の終了がどれだけ離れているかによって決まることを示しました。

網膜皮質ダイナミクスモデル

ブライトマイヤーとオグメンは2006年に2チャネルモデルを改良し、[15]その過程で網膜皮質ダイナミクス（RECOD）モデルと改名した。彼らが提案した主な改良点は、高速チャネルと低速チャネルを、従来提案されていた大細胞型網膜-膝蓋皮質経路と小細胞型網膜-膝蓋皮質経路ではなく、フィードフォワードチャネルとフィードバックチャネルとする点である。したがって、この新しいモデルによれば、後方マスキングは、マスクからのフィードフォワード入力が、高次視覚野のターゲットへの反応からのフィードバックを妨害し、視認性が低下することで発生する。

ラムの視覚認識とマスキングに関する再帰フィードバック仮説

このモデルは、後方マスキングは高次視覚野からのフィードバックの干渉によって引き起こされると提唱している。[16] このモデルでは、マスキングはターゲットが画面に現れたときに生成されるフィードバックの関数として発生するため、ターゲットの持続時間は無関係である。Lammeらは、サルの線条体外皮質を外科的に除去すると、V1野の遅延反応が減少することを報告し、このモデルをさらに裏付けた。 [17]

側方抑制回路

2008年にマックニックとマルティネス＝コンデによって提唱された[9]この理論は、マスキング現象はフィードフォワード側方抑制回路によってほぼ完全に説明できると提唱している。その考え方は、マスクの縁が標的に近接している場合、標的の縁によって引き起こされる反応が抑制され、標的の知覚が抑制される可能性があるというものである。

V1と紡錘状回間の相互作用

ヘインズ、ドライバー、リースは2005年にこの理論を提唱し[18]、視認性はV1と紡錘状回の間のフィードフォワードとフィードバックの相互作用から生じると述べています。彼らの実験では、被験者にターゲットに積極的に注意を向けることを要求しました。そのため、マックニックとマルティネス＝コンデが指摘するように[9] 、彼らの結果は試験における注意の側面によって混乱させられ、視覚マスキングの効果を正確に反映していない可能性があります。

視覚マスキングの前頭葉処理

これは、1999年[19]と2000年[20 ]に行われた実験に基づいて、トンプソンとシャールによって提唱された。 彼らは、視覚マスキングは前頭眼野で処理され、マスキングの神経学的対応は標的への反応の抑制ではなく、標的とマスクの反応の「融合」にあると結論付けた。しかし、彼らの実験に対する批判の一つは、標的がマスクの約300倍も暗かったため、明るさの差が大きい刺激から予想される反応潜時の違いによって結果が混乱した可能性があるという点である。

単視的および両視的視覚マスキングからの証拠

MacknikとMartinez-Conde [21]は、外側膝状体（LGN）とV1のニューロンから単視刺激と二視刺激を提示しながら記録を行い、単視マスキングは記録されたLGNとV1のニューロンすべてで発生したが、二視マスキングはV1の両眼ニューロンの一部でのみ発生したことを発見した。これは、単視領域における視覚マスキングは二視領域からのフィードバックによるものではないという仮説を支持する。これは、視野の上位領域からのフィードバックがあった場合、初期の視覚回路は上位からのフィードバックから二視マスキングを「継承」し、二視マスキングと単視マスキングの両方を呈することになるからである。単視マスキングは初期の視覚領域でより強くなるものの、単視マスキングと二視マスキングの強度は同等である。したがって、前述の仮説が正しいとすれば、二視マスキングは視覚階層の下方に進むにつれて強くなるはずである。実際、二分視マスキングはV2領域の下流から始まることが示されました。[9]

参照

参考文献

  1. ^ Ogmen H, Breitmeyer B (2007). 「視覚マスキング」. Scholarpedia . 2 (7): 3330. Bibcode :2007SchpJ...2.3330B. doi : 10.4249/scholarpedia.3330 .
  2. ^ ab Polat U, Sterkin A, Yehezkel O (2008年7月). 「時空間低レベルニューラルネットワークによる視覚マスキングの解明」.認知心理学の進歩. 3 ( 1–2 ): 153–65 . doi :10.2478/v10053-008-0021-4. PMC 2864984. PMID  20517505 . 
  3. ^ Albrecht DG (1995). 「サルとネコの視覚皮質ニューロン：コントラストが空間的・時間的位相伝達関数に及ぼす影響」. Visual Neuroscience . 12 (6): 1191– 210. doi :10.1017/s0952523800006817. PMID  8962836. S2CID  14072147.
  4. ^ 溝部 功、ポラット U、ペテット MW、笠松 毅 (2001). 「受容野を超えて提示された空間的に離散的なパターン刺激による単一線条体細胞活動の促進と抑制」. Visual Neuroscience . 18 (3): 377–91 . doi :10.1017/s0952523801183045. PMID  11497414. S2CID  12541180.
  5. ^ Polat U, Mizobe K, Pettet MW, Kasamatsu T, Norcia AM (1998年2月). 「共線刺激は細胞のコントラスト閾値に応じて視覚反応を制御する」. Nature . 391 (6667): 580–4 . Bibcode :1998Natur.391..580P. doi :10.1038/35372. PMID  9468134. S2CID  205024244.
  6. ^ Crawford BH (1947年3月). 「短時間の条件付け刺激に対する視覚適応」.ロンドン王立協会紀要. シリーズB, 生物科学. 134 (875): 283– 302. Bibcode :1947RSPSB.134..283C. doi :10.1098/rspb.1947.0015. PMID  20292379.
  7. ^ Macknik SL, Livingstone MS (1998年6月). 「霊長類の視覚系における可視性と不可視性に関わる神経相関」Nature Neuroscience . 1 (2): 144–9 . doi :10.1038/393. PMID  10195130. S2CID  105205​​81.
  8. ^ Macknik SL, Martinez-Conde S, Haglund MM (2000年6月). 「視認性と視覚マスキングにおける時空間エッジの役割」. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 97 (13): 7556–60 . Bibcode :2000PNAS...97.7556M. doi : 10.1073/pnas.110142097 . PMC 16584. PMID 10852945  . 
  9. ^ abcdef Macknik SL, Martinez-Conde S (2008年7月). 「視覚マスキングと視覚処理におけるフィードバックの役割」.認知心理学の進歩. 3 ( 1–2 ): 125–52 . doi :10.2478/v10053-008-0020-5. PMC 2864985. PMID 20517504  . 
  10. ^ Green MF, Horan WP, Lee J (2019年6月). 「統合失調症における非社会的認知と社会的認知：現在のエビデンスと将来の方向性」. World Psychiatry . 18 (2): 146– 161. doi :10.1002/wps.20624. PMC 6502429. PMID  31059632 . 
  11. ^ da Cruz JR, Shaqiri A, Roinishvili M, Favrod O, Chkonia E, Brand A, et al. (2020年1月). 「高密度脳波で明らかになった統合失調症患者の兄弟姉妹の神経補償メカニズム」. Schizophrenia Bulletin . 46 (4): 1009– 1018. doi :10.1093/schbul/sbz133. PMC 7345810. PMID  31961928 . 
  12. ^ Chkonia E, Roinishvili M, Makhatadze N, Tsverava L, Stroux A, Neumann K, et al. (2010年12月). 「シャインスルーマスキングパラダイムは統合失調症の潜在的なエンドフェノタイプである」. PLOS ONE . 5 (12) e14268. Bibcode :2010PLoSO...514268C. doi : 10.1371/journal.pone.0014268 . PMC 3000331. PMID  21151559 . 
  13. ^ Green MF, Lee J, Wynn JK, Mathis KI (2011年7月). 「統合失調症における視覚マスキング：概要と理論的示唆」. 統合失調症研究速報. 37 (4): 700–8 . doi :10.1093/schbul/sbr051. PMC 3122285. PMID 21606322  . 
  14. ^ Breitmeyer BG, Ganz L (1976年1月). 「持続的チャネルと一過性チャネルの視覚パターンマスキング、サッケード抑制、および情報処理理論への示唆」心理学評論. 83 (1): 1– 36. doi :10.1037/0033-295x.83.1.1. PMID  766038.
  15. ^ Breitmeyer B, Öğmen H (2006). 『視覚マスキング：意​​識と無意識の視覚における時間的スライス』（第2版）オックスフォード、英国：オックスフォード大学出版局.
  16. ^ Lamme VA, Zipser K, Spekreijse H (2002年10月). 「マスキングはV1における図地信号を妨げる」(PDF) . Journal of Cognitive Neuroscience . 14 (7): 1044– 53. doi :10.1162/089892902320474490. PMID  12419127. S2CID  1975279.
  17. ^ Lamme VA, Zipser K, Spekreijse H (1997). 「V1における図地信号は線条体外フィードバックに依存する」. Investigative Ophthalmology & Visual Science . 38 (4): S969.
  18. ^ Haynes JD, Driver J, Rees G (2005年6月). 「可視性はV1と紡錘状皮質間の有効接続の動的変化を反映する」. Neuron . 46 (5): 811–21 . doi : 10.1016/j.neuron.2005.05.012 . PMID  15924866. S2CID  6543247.
  19. ^ Thompson KG, Schall JD (1999年3月). 「マスキング中のマカク前頭眼野による視覚信号の検出」Nature Neuroscience . 2 (3): 283–8 . doi :10.1038/6398. PMID  10195223. S2CID  7085444.
  20. ^ Thompson KG, Schall JD (2000). 「マカク前頭皮質における視覚的検知と認知の先行研究と相関関係」. Vision Research . 40 ( 10–12 ): 1523–38 . doi :10.1016/s0042-6989(99)00250-3. PMID  10788656. S2CID  412043.
  21. ^ Macknik SL, Martinez-Conde S (2004). 「側方抑制ネットワークの空間的・時間的効果と時空間的エッジの可視性への関連性」Neurocomputing . 58– 60: 775– 782. doi :10.1016/j.neucom.2004.01.126.
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