視覚的なウサギの錯覚はどのようにして私たちをこれほど確実に騙すのでしょうか?

Head Tripでは、PopSci が私たちの脳と感覚、そしてその間で起こる奇妙な出来事との関係を探ります。

想像してみてください。あなたはどこかに座っています。真っ暗なので、どこだかわかりません。しかし、突然、3 回の閃光が次から次へと素早く現れます。閃光は直線に沿って現れ、それぞれが短い間隔で現れます。最初の閃光は左側、2 回目は目の前、3 回目は右側です。

でも、待ってください。何が見えたのでしょうか? 視覚跳躍錯覚を体験している場合、2 回目の閃光は実際には 1 回目とまったく同じ場所で発生しています。視界の中央に閃光は発生していません。脳がそこに閃光があるはずだと予測したため、それが見えたのです。

この錯覚は、視覚的ウサギ錯覚とも呼ばれ、これは、光の閃光を見る代わりに、被験者の腕を素早く叩くという、密接に関連する皮膚跳躍錯覚に由来する。2 回目の叩きは、1 回目と 3 回目の叩きの間に起こったように感じられ、この錯覚に関する初期の論文では、実際にはそうではないとされている。研究者たちは、この感覚をウサギが腕に沿って「跳ねる」ことに例えた。(別のバージョンでは、同様の聴覚効果が伴う。)

錯覚に共通するテーマの 1 つは、脳が感覚から期待する情報と実際に受け取る情報の間に不一致がある場合に、多くの錯覚が現れるように見えることです。たとえば、時計が止まっているという錯覚は、目が動いているのに時計の秒針が動いているという状況によって引き起こされ、そのため目は実際に動きを認識できません。その場合、脳は動きがいつ起こるかという予測に基づいて、知覚のギャップを「埋める」ために介入しますが、その予測は間違っている可能性があります。

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止まった時計の錯覚には、明らかに情報がない。時計が時を刻むと目が動いてしまうため、実際に動きが起こる瞬間を見逃してしまうのだ。視覚跳躍錯覚でも同じようなことが起きているのだろうか？「イエスでもありノーでもある」と、九州大学大学院芸術工学府の博士課程の学生で、5月21日にi-Perception誌に掲載された視覚跳躍錯覚に関する新しい論文の筆頭著者であるシェリル・アン・マナリゴド・デ・ヘススは言う。

この2024年の画像では、九州大学の研究者が視覚的なウサギの錯覚をさらに研究しました。3匹のウサギは実際の閃光を表し、その上の点は人々が光点を知覚する場所を示しています。2番目の点は通常、中心付近に知覚されます。

「[この錯覚では]、被験者は3つの閃光をすべて「見る」のですが、2番目の閃光の位置を誤って認識します」と彼女は説明します。どのようにして位置の誤りが起こるのでしょうか。デ・ジェズスは、「脳は受け取った情報を最も意味のあるパターンに誤って解釈します」と説明しています。

しかし、なぜ脳がこのような行動をとるのかは、いまだに謎に包まれている。九州大学のデ・ジェズス博士らが行った新たな研究は、この錯覚の微妙な部分をさらに詳しく調べることを目的としている。この研究では、実験のセットアップにわずかな変化を加え、その変化が被験者の錯覚の認識に影響を及ぼすかどうかを調べた。研究結果から、脳は2回目の閃光を1回目と3回目の閃光の間、つまり「最も意味のある」場所に置きたいという欲求が著しく強いことが示唆されている。

従来の実験では、2 回目の閃光は最初の閃光と同じ場所で起こります。チームがその実験に最初に加えた変更は、2 回目の閃光を 3 回目の閃光と同じ場所に移動することでした。これは「逆」配置と呼ばれます。2 回目の変更により、2 回目の閃光が発生する可能性のある場所の数が増えました。場合によっては、2 回目の閃光は最初の閃光と 3 回目の閃光の間のスペースの外側に配置されました。これら 2 つの変更の目的は、「錯覚の強さをテストするためです...「境界を越える」ことでも同じ効果が得られるでしょうか?」と de Jesus は説明します。

どちらの場合も、答えは「はい」のようです。2 回目の閃光が 1 回目と 3 回目の閃光で囲まれた空間の外側にあった場合でも、参加者はそれを空間の中央に認識しました。3 回目の修正では、2 回目の閃光が 1 回目と 3 回目の閃光と直線的に揃わなくなりました。この場合も、参加者は 2 回目の閃光を 1 回目と 3 回目の中間に認識しました。

この錯覚を説明する主な仮説が 2 つあります。1 つは、脳が 2 回目の閃光を誤って位置特定する傾向が、いわゆる「動きに基づく位置シフト」に基づいているという仮説で、もう 1 つは、それが「知覚のグループ化」によるという仮説です。de Jesus の説明によると、前者は「物体または刺激の位置が背景の動きによって影響を受ける」現象を説明しています。この場合、参加者は「対象物体が動きの方向にずれていると知覚する」ことになります。

この説明によると、閃光の連続性により、参加者の視野を横切る単一の物体が閃光として見えるという感覚が生まれる。新しい研究、特に逆向きの構成は、この考えに疑問を投げかけるようだ。「もしそれが真実なら、2 番目の閃光は 3 番目の閃光の位置より後に現れたと認識され、3 番目の閃光も誤って認識された可能性がある」とデ ジェズスは考えている。

一方、知覚的グループ化はより哲学的な説明で、ゲシュタルト心理学と「部分の合計は全体に等しい」という考えに基づいています。これにより、私たちは「ランダムな点や筆遣いの集まりではなく、特定の芸術作品に顔を見ることができる」とデ・ジェズスは説明しています。（別の例として、カニザの形状があります。）

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デ ジェズス氏は、この考え方は、目は 3 つの閃光を別々の出来事として見ているが、脳はその視覚情報を直線の 3 つの部分として解釈することで、視覚跳躍錯覚の謎を解明するものだと説明しています。言い換えると、デ ジェズス氏の言葉を借りれば、脳は視覚データを「最も適切」と思われる方法で解釈するのです。

2018 年のこのビデオでは: カリフォルニア工科大学のチームによる論文からのこのビデオは、視覚跳躍効果に似た現象を示しています。この場合、1 回目と 3 回目の閃光の間に 2 回目の閃光が知覚されるのは、付随するビープ音によって誘発されますが、どちらの場合も、脳にとって「最も意味のある」場所で 2 回目の閃光が起こるという脳の期待から錯覚が生じます。

いずれにせよ、この場合脳がなぜ誤るのかという疑問に対する答えは、どちらか一方というほど単純ではないとデ・ジェズスは警告する。「全体的な結果に基づいて、どちらか一方（の理論）を否定することはできません。」むしろ、さらなる研究が必要だと彼女は言う。「脳と目の活動を測定するために他のデバイスを使用するのは興味深いでしょう」と彼女は言う。また、複数の跳躍錯覚を同時に調査することも興味深いだろう。「音と触覚、あるいはその両方を組み合わせて、これらの同じパラメータをテストするのは興味深いと思います。」

また、他の類似の錯覚との関連を示唆する興味深いヒントもある。たとえば、視覚跳躍錯覚と似た設定を使用するが、閃光を空間ではなく時間で移動させるカッパ効果などだ。「間違いなく関連性がある」とデ・ジェズスも同意する。「ただし、それが何であるかは明確には言えない。どちらの錯覚も、動きの信号と認知的事前条件に起因しており、おそらく同じ神経メカニズムに結び付いていて、それが異なる効果として現れるのかもしれない」。