視覚系における空間周波数成分の処理およびパタン知覚への影響に関する多角的考察

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カフェウォール錯視が我々の視覚系のどの処理段階で生じるのかを検討するための実験を行った。刺激は3本の正弦波縞からなるカフェウォール図形であり、これを高い時間周波数で位相反転させながら提示した。正弦波縞を高い時間周波数で位相反転させると、見かけの縞の空間周波数が2倍になることが知られている。これを二重周波数知覚(frequency doubling illusion)と言い、皮質での処理において、時間位相情報が欠落することで生じると考えられている現象である。すなわち、位相反転させた刺激において二重周波数知覚が生じると、刺激を構成する正弦波縞間の位相差が実際の刺激と見かけの刺激で異なることになる。このとき、どちらの位相差に基づいた錯視が見られるかを二肢強制選択で調べた。実際の(物理的な)位相差に基づく錯視が見られるのであれば、カフェウオール錯視は皮質への入力に基づいて生じていることになり、見かけの(知覚的な)位相差に基づいた錯視が見られるのであれば、皮質での処理を経た後に方位が計算されていることになる。このため、設定した位相差は2倍になると錯視の生じ方が変わる大きさにした。結果は、時間周波数が高くなっても錯視の方向は変化しないと言うものであった。つまり、見かけの位相差ではなく、刺激に与えられた物理的な位相差によって錯視の方向は決まっていた。このことは、カフェウォール錯視を生じさせる処理は皮質への入力を入力としている、すなわち皮質における最初の処理であることを示唆するものである。