第5章感覚と知覚

Color and Depth Perception色と奥行きの知覚

We do not see the world in black and white; neither do we see it as two-dimensional (2-D) or flat (just height and width, no depth). Let’s look at how color vision works and how we perceive three dimensions (height, width, and depth).

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私たちは世界を白黒で見ているわけではない。また、世界を二次元（2-D）、つまり平面的なもの（高さと幅だけで奥行きがない）として見ているわけでもない。色覚がどのように働き、私たちが三つの次元（高さ、幅、奥行き）をどのように知覚するのかを見ていこう。

Color Vision色覚

Normal-sighted individuals have three different types of cones that mediate color vision. Each of these cone types is maximally sensitive to a slightly different wavelength of light. According to the trichromatic theory of color vision, shown in Figure 5.14, all colors in the spectrum can be produced by combining red, green, and blue. The three types of cones are each receptive to one of the colors.

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正常な視覚を持つ人には、色覚を担う3種類の錐体がある。それぞれの種類の錐体は、少しずつ異なる波長の光に対して最も感度が高い。図5.14に示す色覚の三色説によれば、スペクトルのすべての色は、赤、緑、青を組み合わせることでつくり出せる。3種類の錐体は、それぞれがこれらの色のうちの一つを受容する。

y軸に「sensitivity（感度）」、x軸にナノメートル単位の「Wavelength（波長）」をとったグラフで、x軸には400、500、600、700の目盛りがある。色の異なる3本の線が、y軸の底から頂点まで上がり、また底に戻る。青の線は400nmから始まって455ナノメートル付近で感度の頂点に達し、その後、上がったときとほぼ同じ速さで感度が下がって、530nm付近で最低の感度に戻る。緑の線は400nmから始まり、535ナノメートル付近で感度の頂点に達する。その後、上がったときとほぼ同じ速さで感度が下がり、650nm付近で最低の感度に戻る。赤の線も前の2本と同じパターンをたどり、400nmから始まって同じ速さで上がって下がり、580ナノメートル付近で感度が最も高くなる。グラフの下には、可視スペクトルの色を示す横長の帯がある。 — Figure 5.14図 5.14
This figure illustrates the different sensitivities for the three cone types found in a normal-sighted individual. (credit: modification of work by Vanessa Ezekowitz)
この図は、正常な視覚を持つ人に見られる3種類の錐体の、それぞれ異なる感度を示している。（出典：Vanessa Ezekowitzの作品を改変）

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概念をつなぐ

Colorblindness: A Personal Story色覚異常：ある個人の体験

Several years ago, I dressed to go to a public function and walked into the kitchen where my 7-year-old daughter sat. She looked up at me, and in her most stern voice, said, “You can’t wear that.” I asked, "Why not?" and she informed me the colors of my clothes did not match. She had complained frequently that I was bad at matching my shirts, pants, and ties, but this time, she sounded especially alarmed. As a single father with no one else to ask at home, I drove us to the nearest convenience store and asked the store clerk if my clothes matched. She said my pants were a bright green color, my shirt was a reddish orange, and my tie was brown. She looked at my quizzically and said, "No way do your clothes match." Over the next few days, I started asking my coworkers and friends if my clothes matched. After several days of being told that my coworkers just thought I had "a really unique style," I made an appointment with an eye doctor and was tested (Figure 5.15). It was then that I found out that I was colorblind. I cannot differentiate between most greens, browns, and reds. Fortunately, other than unknowingly being badly dressed, my colorblindness rarely harms my day-to-day life.

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数年前のこと、私はある公の催しに出かけるために服を着て、7歳の娘が座っている台所に入っていった。娘は私を見上げると、精いっぱい厳しい声で「それは着ちゃだめ」と言った。私が「どうして？」と尋ねると、娘は、私の服の色が合っていないと教えてくれた。娘はそれまでにも、私がシャツとズボンとネクタイを合わせるのが下手だとたびたび文句を言っていたが、このときは特に慌てた様子だった。家にはほかに尋ねる相手のいないシングルファーザーだったので、私は娘を乗せて最寄りのコンビニエンスストアまで車を走らせ、店員に私の服の色が合っているかどうか尋ねた。店員によれば、私のズボンは鮮やかな緑色、シャツは赤みがかったオレンジ色、ネクタイは茶色だった。店員はいぶかしげに私を見て、「その服の色が合っているなんて、ありえませんよ」と言った。その後の数日間、私は同僚や友人に、自分の服の色が合っているかどうか尋ねはじめた。同僚たちは単に私が「本当に個性的なスタイル」をしていると思っていただけだ、と数日にわたって聞かされたあと、私は眼科医の予約をとって検査を受けた（図5.15）。自分が色覚異常だと分かったのは、そのときだった。私は、たいていの緑色、茶色、赤色を区別できない。幸い、知らないうちにひどい服装をしてしまうことを除けば、色覚異常のせいで日々の生活に支障が出ることはめったにない。

Figure 5.15図 5.15

The Ishihara test evaluates color perception by assessing whether individuals can discern numbers that appear in a circle of dots of varying colors and sizes.

石原式色覚検査は、さまざまな色と大きさの点でできた円の中に現れる数字を見分けられるかどうかを調べることによって、色の知覚を評価する。

Some forms of color deficiency are rare. Seeing in grayscale (only shades of black and white) is extremely rare, and people who do so only have rods, which means they have very low visual acuity and cannot see very well. The most common X-linked inherited abnormality is red-green color blindness (Birch, 2012). Approximately 8% of males with White European descent, 5% of Asian males, 4% of African males, and less than 2% of Indigenous American males, Australian males, and Polynesian males have red-green color deficiency (Birch, 2012). Comparatively, only about 0.4% in females from White European descent have red-green color deficiency (Birch, 2012).

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色覚異常の型の中には、まれなものもある。グレースケールで（黒と白の濃淡だけで）見ることはきわめてまれで、そのように見える人は桿体しか持っていない。つまり、視力が非常に低く、あまりよく見えない。X連鎖性の遺伝的異常の中で最も多いのは、赤緑色覚異常である（Birch, 2012）。ヨーロッパ系白人の男性のおよそ8％、アジア系男性の5％、アフリカ系男性の4％、そしてアメリカ先住民、オーストラリア、ポリネシアの男性の2％未満が、赤緑色覚異常を持っている（Birch, 2012）。これに比べて、ヨーロッパ系白人の女性で赤緑色覚異常を持つのは、わずか約0.4％である（Birch, 2012）。

The trichromatic theory of color vision is not the only theory—another major theory of color vision is known as the opponent-process theory. According to this theory, color is coded in opponent pairs: black-white, yellow-blue, and green-red. The basic idea is that some cells of the visual system are excited by one of the opponent colors and inhibited by the other. So, a cell that was excited by wavelengths associated with green would be inhibited by wavelengths associated with red, and vice versa. One of the implications of opponent processing is that we do not experience greenish-reds or yellowish-blues as colors. Another implication is that this leads to the experience of negative afterimages. An afterimage describes the continuation of a visual sensation after removal of the stimulus. For example, when you stare briefly at the sun and then look away from it, you may still perceive a spot of light although the stimulus (the sun) has been removed. When color is involved in the stimulus, the color pairings identified in the opponent-process theory lead to a negative afterimage. You can test this concept using the flag in Figure 5.16.

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色覚の三色説は唯一の理論ではない。色覚のもう一つの主要な理論は、反対色説として知られている。この理論によれば、色は、黒と白、黄と青、緑と赤という反対色の対として符号化される。基本的な考え方は、視覚系の一部の細胞が、対になった反対色の一方によって興奮し、もう一方によって抑制される、というものである。したがって、緑と結びついた波長によって興奮する細胞は、赤と結びついた波長によって抑制されることになり、その逆も成り立つ。反対色処理から導かれることの一つは、私たちが緑がかった赤や黄色がかった青を色として経験しない、ということである。もう一つは、反対色処理が陰性残像の経験につながるということである。残像とは、刺激が取り除かれたあとも視覚的な感覚が続くことをいう。たとえば、太陽を短い時間じっと見つめてから目をそらすと、刺激（太陽）はすでに取り除かれているのに、光の点がまだ見えることがある。刺激に色がかかわっている場合には、反対色説で特定されている色の対によって陰性残像が生じる。この考え方は、図5.16の旗を使って確かめられる。

緑色の旗を描いた図で、黒い縁取りのある太い黄色の線が、中心より少し左で交わっている。旗のちょうど中心の黄色い部分の中に、小さな白い点がある。 — Figure 5.16図 5.16
Stare at the white dot for 30–60 seconds and then move your eyes to a blank piece of white paper. What do you see? This is known as a negative afterimage, and it provides empirical support for the opponent-process theory of color vision.
白い点を30〜60秒間じっと見つめてから、何も書かれていない白い紙に目を移してみよう。何が見えるだろうか。これは陰性残像として知られており、色覚の反対色説を支持する実証的な証拠となる。

But these two theories—the trichromatic theory of color vision and the opponent-process theory—are not mutually exclusive. Research has shown that they just apply to different levels of the nervous system. For visual processing on the retina, trichromatic theory applies: the cones are responsive to three different wavelengths that represent red, blue, and green. But once the signal moves past the retina on its way to the brain, the cells respond in a way consistent with opponent-process theory (Land, 1959; Kaiser, 1997).

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しかし、この二つの理論、つまり色覚の三色説と反対色説は、互いに相いれないものではない。研究によって、二つの理論は神経系の異なるレベルに当てはまるにすぎないことが示されている。網膜での視覚処理には三色説が当てはまる。錐体は、赤、青、緑を表す三つの異なる波長に反応する。しかし、信号が網膜を越えて脳へ向かうと、細胞は反対色説と一致するしかたで反応する（Land, 1959; Kaiser, 1997）。