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高次視覚研究の代表的成果解説

 

　我々は、視覚系の情報処理過程によって、視覚環境もしくは外的視覚世界についての豊富で詳細な情報を得ることができる。低次視覚で抽出される様々な属性、例えば、色、奥行き、運動、テクスチャなどの分析は、それぞれ単独でも階層的で相当複雑な過程である。更に、高次視覚では計算のゴールや特定オブジェクトの知識に依存するトップダウン的処理を含む。
　高次視覚は視覚情報の選択と認知全般の領域を指しているが、特に視覚情報の選択機能に関する中心テーマは視覚的注意の問題であり、視覚情報の認知機能に関する中心テーマはオブジェクト認知の問題である（高次視覚とその歴史）。従来の注意研究によれば、注意を向けたオブジェクトに対してオブジェクト・ファイルが生成されると考えられており、両者は密接な相互関係を有する。想定される処理プロセスは上図のように位置付けられる。

（横澤：注意と認知, Technical Report on Attention and Cognition, No.1, 2003）

　以下のＱ＆Ａで取り上げる10項目の研究成果は、1998年10月に心理学研究室に着任してから、2008年9月までのちょうど10年間に掲載された、高次視覚に関する39編の学術論文の中から選んだ代表的な論文の内容に基づいています。10年間のうち前半の5年間は研究室の立ち上げなどと並行して進めた研究成果となるので思い入れも強いのですが、代表的論文10編を選ぶと2003年以降の後半5年間に集中してしまいました。さらに、それぞれの研究成果に基づいた様々な研究が世界中で展開されていることを、被引用文献によって知ることができますので、あわせてご紹介します。なお、学術誌への掲載が新しい順に説明していますので、内容が一貫していないことをご容赦ください。IFはインパクト ファクター (Impact Factor)を表しますが、異分野間の比較は難しいものの、心理学分野内での相対比較は可能なので、日本心理学会が発行する英論文誌Japanese Psychological ResearchのIF: 0.33が比較参考値になるかもしれません。（主な研究成果一覧はこちら、統合的認知研究成果解説はこちら）

注意のエキスパート

Q: 注意力の専門家はいるのですか？
A: 文章中の誤字を見つけ出すには注意深い作業が必要ですが、Asano, Kanaya, & Yokosawa (2008)ではそのような作業の専門家である校正専門家を調べたところ、校正課題だけでなく、変化の見落としなどの実験課題でも一般人より高い遂行成績が得られることを明らかにしました。この論文に対して、変化の見落とし現象の発見者であるRensink (2008)は、変化の見落としとエキスパートとの関係に関する研究と位置づけ、注目しています。Psychologiaは、日本の学術英論文誌です (IF:0.09)。
M. Asano, S. Kanaya, & K. Yokosawa (2008). Proofreaders show a generalized ability to allocate spatial attention to detect changes. Psychologia, 51, 2, 126-141.
R. A. Rensink (2008). On the applications of change blindness, Psychologia, 52, 2, 100-106.

注意の目覚め

Q: 注意を集中するまでに時間はかかるのですか？
A: １文字ずつ高速に切り替えて呈示するときに、呈示開始直後の文字に対する正答率が低く、徐々に正答率が上がってくる現象をAriga & Yokosawa (2008)は発見し、注意が集中されていくこのような過程を「注意の目覚め (attentional awakening)」と名付けました。この論文は、Ambinder & Lleras (2009)など、注意の時間的処理限界に関する新たな研究に引用されています。 Psychological Researchは、ドイツの学術論文誌です (IF:2.47)。
A. Ariga & K. Yokosawa (2008). Attentional awakening: Gradual modulation of temporal attention in rapid serial visual presentation. Psychological Research, 72, 2, 192-202.
M. S. Ambinder & A. Lleras, (2009). Temporal tuning and attentional gating: two distinct attentional mechanisms on the perception of rapid serial visual events. Attention, Perception & Psychophysics, 71, 7, 1495-1506.

日常物体の方向判断

Q: 日常物体の方向を判断する精度は、視点によって違うのですか？
A: Niimi & Yokosawa (2008)では、斜め前方向から見た物体の認知は早く正確だけれども、斜め前方向の物体に対する正確な方向認知が、正面に比べて、かなり難しいことを明らかにしました。この研究はさらに進み、Niimi & Yokosawa (2009)は物体の正確な方向が分かりにくいからこそ、斜め前方向の見えを我々が好むことを明らかにしました。 Psychonomic Bulletin & Reviewは、米国の学術論文誌です (IF:2.61)。
R. Niimi & K. Yokosawa (2008). Determining the orientation of depth-rotated familiar objects. Psychonomic Bulletin & Review, 15, 1, 208-214.
R. Niimi & K. Yokosawa (2009). Three-quarter views are subjectively good because object orientation is uncertain. Psychonomic Bulletin & Review, 16, 2, 289-294.

対称性

Q: 対称性という特徴は認識に利用されているのですか？
A: Niimi, Yokosawa, & Watanabe (2006)は、対称軸に対して構えを形成することで対称性を持った図形の探索が効率的になることを明らかにしました。この研究を元に、Dolgov,  Birchfield, McBeath, Thornburg. & Todd (2009)は、対称的な運動刺激に対する研究を行っています。 なお、対称性知覚全般に関しては、新美、横澤 (2007)を参考にして下さい。Perception & Psychophysics（現Attention, Perception, & Psychophysics）は、米国の学術論文誌です (IF:1.97)。
R. Niimi, K. Yokosawa, & K. Watanabe (2006). Attentional set for axis of symmetry in symmetry-defined visual search. Perception & Psychophysics, 68, 7, 1153-1162.
I. Dolgov, D. A. Birchfield, M. K. McBeath, H. Thornburg. & C. G. Todd (2009). Amelioration of axis-aligned motion bias for active versus stationary judgments of bilaterally symmetric moving shapes' final destinations, Attention, Perception, & Psychophysics, 71, 3, 523-529.
新美、横澤 (2007). 対称性の視知覚とその役割、心理学評論 , 50, 2, 119-134.

注意の数的限界

Q: 何カ所まで注意を向けられるのですか？
A: Suganuma & Yokosawa (2006)は、複数オブジェクト追跡の数的限界に、妨害刺激の運動軌跡が影響していることを、標的と妨害刺激を連動させる操作によって突止めました。すなわち、何カ所に注意を向けられるのかは、無視しているオブジェクトの動きによって変わることが明らかにされたわけです。この研究成果は、複数オブジェクト追跡の代表的研究をサーヴェイしたCavanagh & Alvarez (2005)でも取り上げられています。なお、注意とオブジェクトの関係全般に関しては、菅沼、横澤 (2003)を参考にして下さい。Perceptionは、英国の学術論文誌です (IF:1.31)。
M. Suganuma & K. Yokosawa (2006). Grouping and trajectory storage in multiple object tracking: Impairments due to common item motion. Perception, 35, 483-495.
P. Cavanagh & G. A. Alvarez, (2005). Tracking multiple targets with multifocal attention. Trends in Cognitive Sciences, 9, 349-354.
菅沼、横澤 (2003). 視覚的注意とオブジェクト性、心理学評論, 46, 3, 527-542.

視覚座標と行為座標

Q: 行動するときに基準となる上下左右という座標は、視覚における座標と一致しているのですか？
A: 視覚的な空間座標と行為の空間座標が相互に影響し合っていることは刺激反応適合性効果として知られていましたが、Nishimura & Yokosawa (2006)は一見無関係と思われる空間的に直交関係にある視覚座標軸（例えば、上下軸）と行為座標軸（例えば，左右軸）でも、お互いに影響し合うことを突止めました。この現象は直交型サイモン効果と呼ばれ、この論文を参考にして、Cho, Proctor, & Yamaguchi (2007)などが引き続き研究を続けています。Quarterly Journal of Experimental Psychologyは、英国の学術論文誌です (IF:2.45)。
A. Nishimura & K. Yokosawa (2006). Orthogonal S-R compatibility effects emerge even when the stimulus position is irrelevant. Quarterly Journal of Experimental Psychology, 59, 6, 1021-1032.
Y. S. Cho, R. W. Proctor, & M. Yamaguchi (2007). Influences of response position and hand posture on the orthogonal Simon effect, The Quarterly Journal of Experimental Psychology, 61, 7, 1020-1035.

視覚と記憶の共通性

Q: 視覚的に探す過程と、記憶の中から探す過程は共通しているのですか？
A: Makino, Yokosawa, Takeda & Kumada (2004)は、視覚探索と記憶探索の両過程に共通する脳内活動、例えば背外側前頭前野などの活動が存在することをfMRIを用いた脳機能計測によって明らかにしました。この論文を参考にして、Hahn, Ross, & Stein (2006)は視覚的注意に関する詳細な脳内過程を研究しています。NeuroImageは、脳機能計測研究に関する米国の学術論文誌です (IF:6.25)。
Y. Makino, K. Yokosawa, Y. Takeda & T. Kumada (2004). Visual search and memory search engage extensive overlapping cerebral cortices: An fMRI study. NeuroImage, 23, 525-533.
B. Hahn, T. J. Ross, & E. A. Stein (2006). Neuroanatomical dissociation between bottom-up and top-down processes of visuospatial selective attention, Neuroimage, 32, 2, 842-853.

視点依存性の消失

Q:日常物体の認識でも、視点が変わると難しくなるのですか？
A: 視点が同じときに比べて、変化したときに認識が難しくなる現象は視点依存効果と呼ばれ，頑健に生起する現象だと考えられていたのですが、Mitsumatsu & Yokosawa (2003)は、観察者と物体自身が移動することで自然に視点が変化するときは視点依存効果が消失することを確認しました。この研究は、物体認知における回転の効果に関するVuong & Tarr (2004)の研究などに引用されています。なお、視点依存効果全般に関しては、光松、横澤 (2004)を参考にして下さい。 Perceptionは、英国の学術論文誌です (IF:1.31)。
H. Mitsumatsu & K. Yokosawa (2003). Efficient extrapolation of the view using the dynamic and predictive stimulus. Perception, 32, 8, 969-983.
Q. C. Vuong & M. J. Tarr (2004). Rotation direction affects object recognition, Vision Research, 44, 14, 1717-1730.
光松、横澤 (2004). 観察条件の変化における物体認知の不変性、心理学評論, 47, 2, 241-256.

無視の影響

Q: 無視した図形が、それ以降の処理に影響することがあるのですか？
A: 一度無視した図形を今度は認識しようとすると反応が遅くなってしまう「負のプライミング」と呼ばれる現象があるのですが、Nagai & Yokosawa (2003)は、無視した図形の親近性が負のプライミングに与える影響に関して詳細に調べました。この成果は、Grison, Tipper, & Hewitt (2005)など、その後の「負のプライミング」研究にも引用されています。なお、負のプライミング全般に関しては、永井、横澤 (2001)を参考にして下さい。 Memory & Cognitionは、米国の学術論文誌です (IF:1.92)。
J. Nagai & K. Yokosawa (2003). Negative priming and stimulus familiarity: What causes opposite results? Memory & Cognition, 31, 3, 369-379.
S. Grison, S. P. Tipper, & O. Hewitt (2005). Long-term negative priming: Support for retrieval of prior attentional processes, The Quarterly Journal of Experimental Psychology Section A, 58, 7, 1199-1224.
永井、横澤 (2001). 負のプライミング　−現象の合目的性と生起メカニズム−、心理学評論、44, 3, 289-306.

見落としの原因

Q: 大きな変化でも見落としてしまうのはなぜですか？
A: 変化の見落としという現象が注目されていますが、Yokosawa & Mitsumatsu (2003)ではこの現象は逐次的な視覚探索過程を反映しているのに過ぎず、背景文脈の影響もないことを巧みな実験によって明らかにしています。しかしながら、Varakin & Levin (2008)は、この研究を引用にした上で、背景文脈の影響があることを主張しています。なお、変化の見落としを中心とする見落とし研究全般に関しては、横澤、大谷 (2003)を参考にして下さい。 Journal of Visionは、米国の視覚科学専門の電子ジャーナルです (IF:2.48)。
K. Yokosawa & H. Mitsumatsu (2003). Does disruption of a scene impair change detection? Journal of Vision, 3, 1, 41-48.
D. A. Varakin & D. T. Levin (2008). Scene structure enhances change detection, The Quarterly Journal of Experimental Psychology, 61, 4, 543- 551.
横澤、大谷 (2003). 見落とし現象における表象と注意　ー非注意による見落としと変化の見落としー、心理学評論, 46, 3, 482-500.

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