幾何学的図形の多角形化が視覚誘発電位に及ぼす効果

愛 知 学 院 大 学 心 身 科学 部 紀 要 第 5号 (
1
6
)(
2
0
0
9
)
幾何学的図形の多角形化が視覚誘発電位に及ぼす効果
伊 藤 元 雄 *1)
古 里 淑 乃 *2)
菅 田 達 也 *3)
佐部利真吾 *4)
幾何学的図形の多角形化がパターン出現視覚誘発電位 (VEP) に及ぼす効果の一環として，輪郭線
の長さが等しい 8つの図形が下方視野にタキストスコープで両眼視で提示された図形は，正三角形，
0名の実験参加者を
菱形，正五角形，正六角形，正七角形，正八角形，正十角形，円形であった 1
1
)，それより上方 5， 1
0， 15cm (
1
1
0，1
1
0，115cm) から基準
対象に，一過性の VEPが頭頂隆起部 (
導出された図形条件とブランク(対照)条件との総平均差波形が記録された.ネガティブ (Nl)
波(平均頂点潜時:約 140-150ms) とポジティブ (
P
2
) 波(約 235-250ms) が 取 得 さ れ た 反 復 測 度
l要因 ANOVAが部位 1
5のそれらの振幅と潜時に対して実施された. Nl，P2振幅に関して， Nlのみ
多角形化の効果に有意差が見られ，多重比較の結果では正三角形>正五角形以降の 6図形，菱形>正
七角形以降の 4図形が有意であったまた
正五角形>正七角形正十角形
円形には有意傾向が見
られた Nl，P2潜時に関する多重比較の結果では，いずれの図形聞にも有意差は見られなかった .
9
9
9
) の結果に概ね一致し
本実験の結果は，面積が等しい図形を用いて同様な検討を行った古里他(1
a
n
g
u
l
a
r
i
t
y)の関数として単調減少を示したIt
oe
ta
l
.(
1
9
9
9
)，
I
t
o(
1
9
9
7
)，
ており，また Nl振幅が角度性 (
1
9
9
8，1
9
9
9
c，
2
0
0
0
) の所見とも矛盾しない結果であるといえる.
伊藤 (
キーワード:形の知覚，パターン出現，視覚誘発電位，図形の多角化，下方視野
筆者らは十数年来基本的な幾何学的図形を用いて
問 題
形の知覚とパターン出現 VEPとの関係を実験的に検
生活体が変化する環境に適応していくためには，感
討してきた. これまでの研究は，図形の形の効果の分
覚，知覚の働きが必要である. とりわけ，視覚におけ
o& S
u
g
a
t
a
，1995;伊藤， 1994，1998，1999c，2001 ;
析(It
る形の知覚は重要である.主要な形の知覚の研究には
I
t
o， 1
9
9
7，2
0
0
7
)，図形の空間的定位・視野内刺激提
精神物理学的，行動学的，心理生理学的，あるいは生
o，1
9
9
7;伊藤， 2003，2005a
，
示位置の効果の分析(It
理心理学的な研究が含まれるが形の知覚の特性やメ
2005b，2006，2008，2009;I
to，Sugata，& Kuwabara，
カニズ、
ムの解明を目指す時
1
9
9
7
)，図形の形の効果に関する分析的アフ。ローチ(It
o，
従来の心理学的知見に加
えて，視覚誘発電位 (VEP) などを反応指標とした心
S
u
g
a
t
a，Kuwabara，Wu
，& Kojima，1999;I
t
o，S
u
g
a
t
a
，&
理生理学的研究は脳内情報処理過程に関す有効な情報
Kuwabara
，1998;伊藤， 2
0
0
0
)，主体的要因の作用の検
9
9
9
a
)
.
を与えてくれるという点で意義をもっ(伊藤， 1
o，
Kuwabara
，S
u
g
a
t
a
，S
u
z
u
k
i，
& Kawai，1
9
9
6，1
9
9
8
)，
討(It
VEPは通常，定常性と一過性，パターンとフラッ
9
9
6
)，
図形の形に関連した VEP成分の検討(伊藤， 1
シュの各 VEP，またパターン VEPは出現，反転，消
総説(伊藤， 1989，1
9
9
3，1
9
9
9
a
，1
9
9
9
b
)，その他(伊藤，
失の各 VEPに区分されており
1
9
9
5
) に分類することができょう.
基礎的領域のみなら
ず，病院臨床などの応用的分野における研究も数多く
9
9
9
b
)
.
行われている(黒岩・園生， 1998;伊藤， 1
さて，視野下方提示の事態では図形の面積が等しい
場合，図形周囲の輪郭線の長さが等しい場合，輪郭線
*1)愛知学院大学心身科学部心理学科
*2) 富山県高志通園センター
*3) 名古屋文化学園保育専門学校
*4) 愛知学院大学大学院心身科学研究科心理学専攻
(連絡先)干 4
7
0
0
1
9
5愛知県日進市岩崎町阿良池 1
2 E
m
a
i
l:
m
o
t
o
o
@
d
p
c
.
a
i
c
h
i
g
a
k
u
i
n
.
a
c
.
j
p
伊藤元雄，古里淑乃，菅田達也，佐部利真吾
の長さと面積の比が等しい場合，あるいは図形の視角
m2，図形オフ時には 2mmX2の黒十字型の FPのみを
的大きさが等しい場合のいずれにおいても，また固視
もっ同輝度の順応野(ブランク)を常時提示した.刺
点 (
F
P
) と図形の中心間
激 図 形 は 輪 郭 長 12cm 線 幅 1m mの白地黒輪郭線図
FPと図形の上端間の視角
的距離を等しくした場合でも
正三角形の N1振幅は
形(正三角形，菱形，正五角形，正六角形，正七角形，
円形よりも大きくなることが明らかにされている(伊
正八角形，正十角形，円形)であり，全て図形の上端
藤
， 1
9
9
3，1
9
9
4，1
9
9
9
a;1
t
o&S
u
g
a
t
a
，1
9
9
5
).N1波は平
が FPの 1 下方に位置するように配置した(図 1)
.
均頂点潜時が 140ms位の陰性電位であるが， この電位
2
これに対照条件(輝度 5
cd/m
， ブランク)を加えた計
に続いて頂点潜時が 240ms位の陽性電位である P2波
9種の刺激のランダム配列の各 l施 行 (1施行は同一
が誘発される
刺激を 1
6回反復提示)を lセッションとし，計 4セ
P2振幅においても時々正三角形>円
形の関係が示されるが
それは通常 N1波の場合ほど
0
ッション実施 した.
明瞭ではない
図形の種々な量的刺激変数を等しくした場合にこの
ような結果が得られるということは， N1振幅に正三
角形と円形の形の効果の違いが反映されていると見る
ことができる. この点に関してより詳細な情報を得る
ために， I
t
oe
ta
.(
l
1
9
9
9
)，
I
t
o(
1
9
9
7
)，伊藤 (
1
9
9
8，1
9
9
9
c，
正三角形
菱 形
正五角形
正六角形
2
0
0
0
) では，下方視野において単一線分の角度図形や
。口 0 0
等面積，あるいは等輪郭線の二等辺三角形や平行四辺
形の角度性を変化させた実験を実施し，角度性の関数
として N1振幅が増大するという結果を得ている.
正三角形は 6
0の 3つの鋭角部分から成る角度性が
0
大きな図形，円形は角度性がまったくない図形とみな
正七角形
正八角形
せるので，正三角形から円形に至るまで順次，菱形，
正五角形，正六角形正七角形
円形
正十角形
図 1 刺激図形
・・…・と図形を変化さ
固視点 (
F
P
) と各図形の上端聞の視角的距離は 1である
0
せて行くことによって ，P2振幅はともかく， N1振 幅
には角度性の関数として漸次減少の傾向が見られるこ
とが予想される.そこで，本論文では，これらの点を
VEPの 記 録 脳 波 は ， l
l
l
l
o
n(
1
)，i
n
i
o
n上方 5， 1
0，
15cm (
I5，I
10，I
15
) の 4部位から単極導出し(基準
含めて， N1，P2波の振幅，頂点潜時にいかなる変化
電極は両耳柔連結，接地は C
z
)， 4c
h
s
.p
o
l
y
g
r
a
p
h3
6
5
が見られるかを検討してみることにした
(NECS
a
n
e
i
) で増幅し (
0.
5-30Hz) 刺激オンのパル
スとともに 1
4
c
h
s
.d
a
t
ar
e
c
o
r
d
e
rXR-510 (TEAC) に記
実 験
全豪した
VE
Pは
， オフラインで s
i
g
n
a
lp
r
o
c
e
s
s
o
r7T1
7
(NECS
a
n
e
i
) により各施行ごとに刺激提示前 100ms，
目的
提示後 412msの 512msの区間を 1
5回加算平均した(標
下方視野において，輪郭線の長さが等しい条件で正
本化時間 1m
s
)
.
三角形から円形へと図形を多角形化することにより，
データの分析
一過性の出現 VEPが示す変化を検討する.
刺激前 100ms聞の平均電位を基線と
して，各図形条件の VEP波形から対照条件の波形を
減算し，実験参加者ごとの差波形 (
6
0回 加 算 : 1
5回
方法
実験参加者
X4セッション)を算出した.
心理学専攻者 1
0名 ( 男 ， 女 各 5名
，
平均年齢 2
8
.
5歳
， SDll歳)•
刺激の提示
の 1つを刺激野，
3c
h
s
.t
a
c
h
i
s
t
o
s
c
o
p
eDP-6(
T
a
k
e
i
)の c
h
.
1つを順応野とし(ともに開口部約
0
最大の陰性，陽性の電位が出現した実験参加者間の
部位 1
5の平均振幅と平均頂点潜時に関して，反復測
度 l要因 ANOVA (図形 8水 準 ) を 統 計 解 析 ソ フ ト
iS
TATISTICAJ
により実施した.なお，本実験では多
1
5平方)，実験者ベースで両野の切り替えにより刺激
角形化の効果が有意であった場合には， Mauchleyt
e
s
t
を提示した(提示時間:100ms， SOA: 1
.5
2
.
5
s
). 両
(
p
く.
0
5
) による球形仮説の検定を行ったが，いずれ
眼 観 察 ( 観 察 距 離 80cm). 刺 激 野 の 平 均 輝 度 は 5
c
d
l
の場合も仮説は棄却されず
2-
自由度の
E 修正は行わ
幾何学的図形の多角形化が視覚誘発電位に及ぼす効果
蔓形
正五角形
正六角形
正七角形
正十角形
正八角形
400 0
4
0
0 0
400 0
4
0
0 0
ん孔ハウ
o
ムハ叩ゃ
I
んM4nJV
ハ
1
5
品八仰や
115 ノム/"\./\.ゾゾしヘ~ぺ Jんヘィべいぺ J内J\ ~
400 0
4
0
0 0
円形
'
'
ん
へ
4
0
0 0
ふ八十叫
んハルハ叩
八
三
I4
正三角形
400ms
図 2 実験参加者 1
0名の平均差分総加算波形
なかった(千野， 1
9
9
5
)
. また，多重比較としては
場合にも， Nl振幅に漸次減少の傾向が見られ たこと
Tukeyの HSD検定(P<.
0
5
) を行った.
は，注目に値しよう.それは等面 積の場合よりも図形
間の見かけの大きさがほぼ等し いと感じられる等輪郭
結果と考察
長における変化傾向を示すものと して積極的な意味を
図 2に，実験参加者 1
0名の総平均差波形を示す.
部位 1
5の波形を見ると
もつからである.
いずれの図形においても
Nl波(平均頂点潜時約 140-150ms) と P2波(約 235
250ms) が明瞭であった.
図 3， 4に
， Nl波と P2波の部位間の平均振幅の変
I
t
oe
ta
.(
l
1999)は，特に下方視野では等輪郭 長，
等面積の正三角形が円形や正方 形よりも大きな Nl反
応を生ずるという所見(伊藤， 1999b) から，等輪郭
0
0
0
0
長の種々な角度 (
4
5 ，90， 1
3
5， 1
8
0 ) の単一線分
化，それに部位 1
5の平均振幅の変化と SDを示す.
図によれば， Nl波
， P2波ともにおで振幅はピーク
V
¥
r
/
"
/
小 λ〉/迦
を示しており，特に Nl振幅には正三角形から正七角
形にかけて漸次減少の傾向が見 られ，以後円形にかけ
てほぼ同一の水準を維持してい る. 一方
， P2振幅に
蝋;ト入、~\__~~~~
は一義的な変化の傾向は見られない.
Nl，P2振幅に関する ANOVA (図形 8)の結果に
よれば， Nlのみ図形の効果が有意であり (
F[
7，
63]=
1
2
.
7
2，
p<.0001)，多重比較の結果，有意差が見られた
のは，正三角形>正五角形，正 六角形，正七角形，正
八角形，正十角形，円形，それ に菱形>正七角形，正
図 3 N1振幅， P2振幅の部位間 (
1
1
5，
1
10，
1
5，
1
) の平均的
変化
八角形，正十角形，円形であっ た.また正五角形>正
七角形，正十角形，円形には有意傾向が見られた.
1
0
ー
古里他 (1999) は，本実験と同様な実験事態で図 形
8
の面積が等しい場合の多角形化 の効果を検討し， Nl
振幅は同様に漸次減少するとい う結果を得ている(図
円
較の結果，有意差が見られたの は，正三角形 >正五角
(﹀司)翠蝋
果は有意であり (
F[
7，
6
3
]=1
9
.
0
5，
p<.0001)，多重比
N
l
4
ι
'
5).本実験と同様な ANOVAの結果では，図形の効
6
P
2
形，正六角形，正七角形，正八 角形，正十角形，円形
で あ っ た ま た ， 菱 形 >正七角形，正八角形，正十角
正三角形
菱形
形，円形が有意であり，正三角 形 >菱形には有意傾向
が見られた.
面積が等しい事態のみならず
正五角形
正七角形
正+角形
正六角形
正八角形
円形
図 4 Nl振幅， P2振幅の平均的変化
輪郭の長さが等しい
- 3-
部位は 1
5である
垂直線のパーは 1標 準 偏差 (
SD) を示 す.
伊藤元雄，古里淑乃，菅田達也，佐部利真吾
漸次減少することを明らかにしている.また，伊藤
一1
2
ー1
0
(1998)は，下方視野で等輪郭長の平行四辺形が種々
角度を変えるという事態(上下角 30，60，90，120，
0
-6
0
:
;
0
0
150， 180 (正方形))で，角度性の増加に伴って Nl
-4
振幅は漸次有意に減少することを報告している.さら
ミ ー2
理
蝋
0
。
に，伊藤 (
2
0
0
0
)は
， Moskowitze
ta
.
l(
1974) と類似
のパターンを用いて
P
2
4ト
0
下方視野における等輪郭長の事
態で 3バーと lパーの角度ノ fターン (
4
5，90， 1
3
5，
0
0
0
0
正三角形
重E
形
正五角形
正七角形
正十角形
正六角形
正八角形
180) を用意し，角度性の変化が Nl振 幅 に 及 ぼ す 効
円形
果を分析した.そこでは，
3パーは lパーよりも反応
が大きく，角度の増加に伴い，いずれの場合も Nl振
図 5 古里他 (
1
9
9
9
)における Nl振幅 P2振幅の平均的変化
幅は漸次減少するという結果を得ている.
部位は 1
5である.垂直線のパーは lSDを示す.
このように，本実験の結果は，等面積の刺激条件で
3
2
0
あることと実験参加者が異なっていることを除いて
3
0
0
は，本実験と同一の条件下で取得された古里他 (1999)
2
8
0
2
6
0
の結果，そして単一の角度線分や全体的図形の角度性
を変化させたIt
oe
ta
.
l (1999)，l
t
o (1997)，伊藤(1998，
1999c，2000) の結果とも整合しており，下方提示にお
けるパターン出現 VEPの Nl振幅の変化には，図形の
角度性が重要な規定要因として作用していることを示
正三角形
正五角形
差形
正七角形
正六角形
すものと考えられる.鋭角的であれば振幅は大きく，
正十角形
正八角形
円形
逆に鈍角的であれば振幅は小さくなるといえよう.
一方， P2振幅に関しては(図 4)，有意な多角形化
図 6 Nl潜時， P2潜時の平均的変化
の効果は見出されなかった等面積条件で検討を行っ
部位は 1
5である.垂直線のパーは lSDを示す.
た古里他 (1999)の ANOVAの結果も同様であった(図
300
5).等輪郭長，等面積いずれの場合も各図形聞に有
280
意差が見られなかったということから， P2振 幅 で は
260
一義的な変化は見られないということであろうIt
o
P2
240ト
e
ta
.
l(
1999)， 伊 藤 (1998，1999c，2000) においても，
220
"200
.
s
P2振幅には有意な変化は見られなかったもっとも，
事180
P2振幅に関して，これまでの実験では Nl振幅よりも
1
6
0
1
4
01
-
より明瞭な変化を示す実験参加者もあり，図形差が
N
l
Nl振幅において大きく， P2振幅では小さい者，それ
1
2
0
とは逆の関係を示す者と
正三角形
差形
正五角形
正七角形
正十角形
正六角形
正八角形
そこには少なからず個人差
が見られたことも否定できない事実である(伊藤，
円形
2008，
2009).
図 7 古里他(1
9
9
9
)における Nl潜時 P2潜時の平均的変化
図 6は，部位 1
5の Nl波
， P2波の平均頂点潜時の変
部位は 1
5である .垂直線のパーは lSDを示す.
化と SDを示す.
の角度図形の角張りと円みが Nl振幅に及ぼす効果を
Nl，P2の 頂 点 潜 時 に 関 す る ANOVAの結果では，
検討し，角度性の方が角張り/円みよりも効果が大き
P2の み に 有 意 差 が 見 ら れ た が (
F[
7，
6
3
]
=
2
.
3
1，p
<
く，角度の増加に伴い， Nl振幅が漸次減少するとい
.
0
5
)，多重比較の結果では有意な図形効果は見出され
う結果を得ている.一方， I
t
o(
1
9
9
7
) は等面積，伊
なかった等面積の条件で、検討を行った古里他 (1999)
藤 (1999c) は等輪郭長の条件で
の ANOVAの結果では
頂角の異なる二等
辺三角形(頂角 30， 60，90， 120， 150
0
0
0
0
0
)
を下方視
野に提示し，角度性の増大に伴って同様に Nl振幅は
いずれも有意な図形の効果は
認められなかった(図 7).同様に， I
t
oe
ta
.
l(
1
9
9
9
)，
伊 藤 (1998，1999c，2000) においても， Nl波
， P2波と
- 4-
幾何学的図形の多角形化が視覚誘発電位に及ぼす効果
33，1
7
.
もに頂点潜時には角度性の関数としての有意な変化は
見出されなかった，
付記
本報告の概要は， 2
002年 9月
， 日本心理学会第 6
6回大
会(広島大学)において 伊藤・古里・菅田・佐部利によ
り，発表された(伊藤・古里・菅田・佐部利， 2
0
0
2
)
.
引用文献
千野直仁 (
1
9
9
5
)
. 教育や心理の分野における ANOVA
MANOVA，GMANOVA適用上の問題点 愛知学院大
学文学部紀要， 25，7
1
9
6.
古里淑乃・伊藤元雄・菅田達也 (
1
9
9
9
).図形の知覚 と視
覚誘発電位の関係一図形の形の効果 (
2
2
)一 日本心
理学会第 6
3回大会発表論文集， 2
3
4
.
伊藤元雄 (
1
9
8
9
).形の知覚と視覚誘発電位の関係 研究
の覚え 書 き - 愛知学院大学文学部紀要， 1
9，1
1
0
.
伊藤元雄 (
1
9
9
3
).幾何学 的ノ号ターンに対するヒトの視覚
誘発電位愛知学院大学文学部紀要， 2
3，1
1
5
.
伊藤元雄 (
1
9
9
4
).幾何学 的図形の形が視覚誘発電位に及
ぼす影響 一 等 視 角 条 件 に お け る 分 析 - 愛 知 学 院 大
学文学部紀要， 24，1
1
4
.
伊藤元雄 (
1
9
9
5
).幾何学的形態に対する視覚誘発電位 一
視野内図形提示位置の効果- 愛知学院大学文学部紀
要
， 2
5，
4
7
5
4
.
伊藤元雄 (
1
9
9
6
).幾何学的形態に対する視覚誘発電位
パ タ ー ン 関 連 成 分 の 分 析 - 愛知学院大学文学部紀
要
， 26，1
1
3
.
I
to，M.(
1
9
9
7
)
.E
f
f
e
c
t
soft
h
ed
i
f
f
e
r
e
n
tf
o
r
r
n
sofi
s
o
s
c
e
l
e
s
t
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.
伊藤元雄 (
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).視覚誘発電位 による形の知覚に関する
心理生理学的研究 あるむ
伊藤元雄 (
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).心理生理学的研究における視覚誘発電
位 その測定法，分類，研究動向と有用性一 あるむ
伊藤元雄 (
1
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).形の異なる二等辺三角形，正方形，円
形が視覚誘発電位に及ぼす効果 (
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) 愛知学院大学文
学部紀要， 29，1
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.
伊藤元雄 (
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電 位 に 及 ぼ す 効 果 愛知学院大学文学部紀要， 3
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.
伊藤元雄 (
2
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).正三角形，円形に対する視覚誘発電位
一図形要素数の効果
愛知学院大学文学部紀要，
3
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.
伊藤元雄 (
2
0
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3
).幾何学的形態に対する視覚誘発電位
空間的定位の効果 (2)- 愛知学院大学文学部紀要，
伊藤元雄 (
2
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).図形の形と空間的定位が視覚誘発電位
に 及 ぼ す 効 果 愛 知学院大学人間文化研究所紀要，人
間文化， 20，
7
3
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4
.
伊藤元雄 (
2
0
0
5
b
).幾何学的形態に対する視覚誘発電位
空間的定位の効果 (
3
)- 愛知学院大学論叢心身科
学部紀要， 1，1
7
.
伊藤元雄 (
2
0
0
6
).幾何学的形態に対する視覚誘発電位一
刺激提示位置の効果- 愛知学院大学論叢心身科学部
紀要， 2，1
7
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.愛知学院大学論叢心身科学部
紀要， 3，1
6.
伊藤元雄 (
2
0
0
8
).幾何学的形態 に対する視覚誘発電位
刺激提示位置の効果 (
2
)一 愛 知 学 院 大学論叢心身科
学部紀要， 4，
9
1
5.
伊藤元雄 (
2
0
0
9
).縦縞，横縞パターンが視覚誘発電位に
及ぼす影響 空 間 的 定 位 と 大 き さ の 効 果 一 愛 知 学
院大学心身科学研究所紀要，心身科学， 1，1
-7
伊藤元雄・古里淑乃・菅田達也 ・佐部利真吾 (
2
0
0
2
).図
形の知覚と視覚誘発電位の関係
図形の形の効果
(
2
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)一 日本心理学会第 6
6回大会発表論文集， 3
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