右脳と左脳をつなぐ脳梁は、立体感にどこまで必要なのか。左右の目の映像のずれを扱う神経、ネコの切断実験、脳梁を生まれつき欠く人の奥行き判断を読み比べる。同じ距離を見分ける課題でも、両眼で見る場合と頭を動かして見る場合では違う結果になる理由を、研究の対象と限界を添えて考える。
テーブルの手前にあるカップと、その向こうの本。距離を測らなくても、前後の並びを感じながら手を伸ばす。カップの縁と本の背表紙の前後関係を、脳はどう読み取るのか。この立体感を「右目の映像を右脳へ、左目の映像を左脳へ送り、真ん中で合成する」と考えたくなる。しかし実験が描く仕組みは、それほど単純な編集作業ではない。両眼の情報が同じ半球の神経に届く経路も、半球どうしを結ぶ経路もある。[18]
答えの芯は、左右の目に映る位置のずれを脳が扱うことにある。このずれが両眼視差であり、奥行きの重要な手掛かりになる。左右の大脳半球を結ぶ脳梁も関わるが、脳梁を欠いても立体視が保たれる例がある。生まれつき脳梁を欠く人でも、両眼で奥行きを比べる成績が対照群と変わらない課題があった。[14][18]
既存記事「右脳と左脳は視野の半分ずつを見る？片目の担当と間違えやすい配線の分かれ道」に視野の担当の話を譲り、ここでは映像のずれから前後関係をどう判断するかを追う。同じ「奥行きが分かる」でも、使う手掛かりを変えると、脳梁の役割の見え方も変わるのである。[14]
映像を重ねるだけでは、前後の違いは説明できない
両眼視差は、空間的に離れた目のそれぞれに、対象が少し異なる位置で投影されることから生じる。ネコの視覚野を調べた研究は、このずれに応じて反応を変える神経細胞を記録している。動物の神経記録なので、18〜39歳の女性の日常の距離判断にそのまま当てはめることはできない。視覚野とは視覚情報を処理する大脳皮質の領域であり、この研究ではその中でも領域ごとの応答を比べた。[18]
そこで見つかったのは、両眼に別々に与えた刺激がそろう付近で強く興奮したり抑制されたりする細胞と、ある向きのずれに反応し、反対向きのずれには抑制される細胞であった。研究者は、前者が注視している面の付近、後者がその手前や奥を表すと考察している。どの細胞も同じように画像を重ねている、という姿ではない。[18]
ここで注視面とは、いま視線を向けている対象の奥行きに相当する面、と捉えると読みやすい。カップを見ている場面なら、カップの位置を基準に手前と奥を考える。ただし、これは実験の言葉を日常に置くための例であり、カップに手を伸ばす行動そのものを調べた研究ではない。記録されたのは、制御した刺激に対するネコの神経細胞の反応である。[18]
「ずれをなくせばよい」でもない。ずれの向きや大きさへの応答が、奥行きの違いを扱う手掛かりになるからだ。神経細胞の実験では、そろった時に強く反応するものも、ずれた時に反応するものもあった。ずれは単なる失敗ではなく、調べるべき情報なのである。[18]
疑問の続きは、体で確かめるのがいちばん早い。
左右の脳を結ぶ道と、目から届く道を分ける
この問題で混同しやすい構造に、視交叉と脳梁がある。視交叉は、目から来る神経線維の一部が反対側へ渡る場所である。一方の脳梁は、大脳の左右の半球をつなぐ経路だ。ネコの研究では、同じ半球の細胞へ両眼の情報が届く由来として、視交叉を通る入力と、反対の半球から脳梁を通る入力を区別している。[18]
この区別があるため、「両眼の情報を合わせること」と「左右の半球の情報を合わせること」は同じ意味にならない。両眼に由来する入力が同じ半球の細胞へ届く場合もある。脳梁だけを立体視の合流地点と考えると、その経路を見落とす。立体視を説明するには、目の左右と半球の左右を、その都度分けて追う必要がある。[18]
ネコの視覚野の境界領域を調べた実験では、視交叉を切断した後にも視差に敏感な細胞が残っていた。研究者は、その条件では同じ側からの入力と脳梁を経由する入力が合流していると考えている。ただし、正常な動物とは細胞の構成が異なった。確認された視差への応答の型にも違いがあった。[18]
接続の存在と知覚の働きは、別々の方法で確かめる対象である。道があることだけでなく、そこを通る情報と見分けられる対象まで調べる必要がある。[8][18]
ネコの実験では、脳梁の切断だけで立体視は消えなかった
行動の側から経路を調べるため、ネコにランダムな点で作った立体図形を見分けさせた研究がある。これは両眼へ示す点の位置のずれを使う課題であり、研究では空間的な視差だけに基づく奥行き判断を評価した。正常なネコは、この課題を解くことができた。切断を伴う動物実験の結果であり、18〜39歳の女性の見え方を直接示すものではない。[1]
その後に経路の働きを比べると、視交叉の切断は課題を解く能力を大きく低下させた。一方、脳梁の切断だけでは、同じ区別を再び学ぶ能力への影響は小さいか、ほとんどなかった。両方を切断すると、この課題を解く能力が失われた。また、調べた一次視覚野の領域を両側で損傷させた場合にも、能力が失われている。[1]
大事なのは、同じ「切断」という言葉でも結果が違うことだ。この実験は、ネコの視差に基づく立体視が、視交叉を経由して一次視覚野へ至る経路に強く依存することを示している。脳梁だけを唯一の接続線とする説明には合わない。ただし、それをそのまま人間の日常の距離感へ置き換えることもできない。[1]
生後早く脳梁を切断した別の研究でも、両眼での奥行き知覚は正常な動物に比べて低下しなかった。18〜39歳の女性への適用には、動物種と発達段階の違いがある。個体差はあったが、研究者は、ネコでは脳梁が立体視を支える経路になり得る一方、必須ではないと解釈した。この「支えられる」と「それなしでは成り立たない」の違いが、結果を読む鍵になる。[2]
さらに、生後早く視交叉を切断したネコを調べた研究では、正常なネコより両眼での奥行きの見分けは悪かったものの、同じ動物自身の片眼条件よりは良かった。対象は生後早く手術を受けたネコで、18〜39歳の女性に同じ成績を当てはめることはできない。視力と視野にも変化がある条件で、なお両眼の手掛かりが利用されていたのである。研究者は、脳梁を通る間接経路でも両眼の奥行き知覚を媒介し得るとした。[3]
この結果は、先の実験の否定ではない。脳梁だけを残した条件でもどこまでできるかと、通常の経路がある時に脳梁が必須かは、違う問いだからである。動物の年齢、残った経路、測った能力を取り去って「切っても平気だった」だけを覚えると、研究が確かめた範囲を失ってしまう。[1][2][3]
生後早く脳梁を切断した研究には、成長後の再検査もある。初めは手術を受けていなかった個体では、生後5か月で脳梁を切断しても成績は術前から変わらなかった。また、新生児期に脳梁を切断した3匹は、生後6か月でさらに視交叉を切断すると、両眼の奥行きの見分けが完全に崩れた。同じ研究の中で残る経路を変えたことが、経路の寄与を考える手掛かりになっている。[2]
成績の比較で使われる「閾値」は、どこまで細かな違いを見分けられるかを表す値である。この研究は、単に立体図形が見えたかを尋ねるだけでなく、片眼と両眼の奥行きの閾値を比べた。両眼条件の成績を正常な動物と比べる方法と、同じ個体の片眼条件と比べる方法は、比較相手が違う。そのため、「正常より悪い」と「両眼の利点が残る」は両立し得る。[2][3]
神経細胞の割合にも、測り方への注意がある。目を別々に刺激した時に両眼から反応を引き出せる細胞を数える方法は、両眼の相互作用をすべて拾うわけではない。両眼を同時に刺激する条件では、さらに多くの細胞で両眼の関与が示された。数字の大小だけで経路の能力を順位づけず、刺激をどう与えて数えたかまで添えておきたい。[18]
数字で読む両眼の奥行き実験
生後11日：後方の脳梁を切断した子ネコは3匹で、後の両眼の奥行き知覚に正常群との比較で低下を認めなかった。[2]
生後3〜5か月：その子ネコたちで、片眼と両眼の奥行きを見分ける閾値を測った時期である。[2]
生後21日：この時期に視交叉を切断したネコ2匹では、後の両眼の閾値は自身の片眼条件より良かった。[3]
53歳の男性1人と対照9人：脳梁を完全に欠く人の代替経路を調べた画像研究の対象である。[8]
約80%と約40%：目を個別に刺激した時、正常なネコと視交叉切断後のネコで、両眼から駆動された細胞の割合である。ただし両眼を同時に刺激すると、両眼の相互作用はさらに広く検出された。[18]
疑問の続きは、体で確かめるのがいちばん早い。
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