遠近法・透視図法・錯視

遠近法と透視図法について議論があり、これに学とみ子が

人間の目は物をどうとらえて、脳内でどう処理するかの医学的問題です。この頃(中世)、視覚の機能がまだ解明される前です。人体機能の多くが未解明でした。

と視覚情報処理は医学だ、医学は学とみ子の分野だ、と口を突っ込んだのですが、ただそれだけで視覚情報処理についての説明は一切ありませんでした。当方は、大脳の視覚情報処理機構でこの遠近法・透視図法の説明はまだできていないと思い、この学とみ子の知ったかぶりの発言に対して遠近法・透視図法について科学的に解明されたかのような発言はすべきではないとコメントしました。そしたらダ・ヴィンチの時代より、今は、視機能解明は進んだと言っただけです。との弁明です。バカですね。中世より現代のほうが視覚器から大脳の視覚情報処理機構の解明が進んだのは、学とみ子にいわれるまでもなく、中学生でも知っています。言う必要のないことを発言して、当方等の上に立つ医師だと、マウントしたいだけの発言なわけです。

遠近法、透視図法の定義は遠近法透視図法(線遠近法)にあるのが一番わかり易いと思います。両方とも絵を描く技術ですから武蔵野美術大学のWebページにあるのは当然かと思います。大脳生理学ではないですからね。

中国や日本古来からある水墨画では二次元平面に描いた物体の遠近感を表現する方法は、中世以降のヨーロッパでの透視図法とは異なっていて、遠くの物体は小さい、霞んでいる等で表現されています。例えば 如拙筆 瓢鮎図
は竹と山を比べれば、竹の方が小さいのに、これを大きく描き、大きな山を小さく霞んで描くことで遠近感を出しています。多分こっちの遠近方はネコには通じないのでは?

レオナルド・ダ・ヴィンチの最後の晩餐は透視図法の有名な例で水平線の無限に遠い一点、消失点に収束するように描いて遠近感を作り出しています。

この例の一点透視法は奥行きを作るのに効果的ですが、ちと不自然です。奥行きが大きな部屋での会食なわけですが、この絵で認識される部屋の奥行きの長さを考えると、奥行き方向に対して直行している机の配置は不自然です。このような机の配置の宴会場は普通ないでしょう。このような不自然さは消失点を複数設けることによって解消されたりしているようです。こっちの遠近法はひょっとしたらネコも理解できるかも。サルだったらわかるのでは?

どちらにしろ二次元平面に描かれた図形が奥行き感覚・立体感覚を引き起こすわけで、錯視と捉えることができます。錯視とは認知の問題です。つまり遠近法・透視図法によって描かれた図の立体の認識・立体感は脳の認知の仕組みに関わることで、生理学と心理学両方の学問分野で研究されているところかと思います。

それでは脳科学では立体感覚はどのようにして得られているかが解明されているでしょうか?立体視でネットで検索すると脳科学辞典に立体視という項目があるのですが、何もかかれていません。この脳科学辞典というのは日本神経科学学会–神経生理学の国内の最大の学会–が運用しているわけで、Wikiに比べたらはるかに権威のあるページです。ここに、解説すべき項目としてあるのに、何も書いていないということは、神経生理学的にはまだ統一した見解がないということかと思います。つまり、まだ解明されていないということですね。

そのほかに立体視の科学とかでネットをサーフィンしますと
大脳皮質のV4と呼ばれる領域にある神経細胞を刺激すると立体感覚が誘発されるというサルでの実験結果があるものの、多くは両眼視差とかで調べた研究が多いようです。絵の奥行き感は片目でも得られるから両眼視差では説明できません。

錯視の研究で脳神経機構の解明から工学への応用まで広がる錯視研究という記事がありました。この記事で

「大脳の第一次視覚野には方向選択性と運動選択性の両方の作用を持ったニューロン群があります。この錯視にはこれらのニューロンが関与しているのではないかと考えました」

という記述があります。確かに第一次視覚野(V1)のニューロンには特定の角度に傾いた直線に応答するニューロンがあり、またこのような線分が移動すると応答するニューロンがあります。だからといってこれから錯視の説明はできず、これをヒントに錯視の図を作成したというのは、その方の創造力がすぐれているからで、科学的な解釈が可能なわけではないです。またこの記事で「世界屈指の実績を持つ北岡明佳」と自画自賛の記述がありますが、この北岡明佳氏は心理学の先生で、神経科学的な解明を行っている方ではないようです。この記事の「脳神経機構の解明から」というのは大風呂敷を広げているだけで、なにも説明していません。

つまり、錯視は認識の問題で、これを明快に解説できる方はまだいないようです。側頭葉という脳の部分には、おばあさん細胞とか黄色いフォルクスワーゲン細胞というのがあるという研究があります。青いフォルクスワーゲンには応答しないが黄色いフォルクスワーゲンには応答するニューロンがあるというわけです(解説例)。このようなニューロンの存在は、黄色いフォルクスワーゲンを認識する神経機構だとすると理解が容易ですが、世の中に存在する物体・現象はニューロンの数よりはるかに多いわけで、それほど認識機構は単純ではないでしょう。このような細胞の存在が認識という現象を理解するのにいいかもしれませんが、錯視については錯視とニューロンを単純に結びつける研究はなく–多分ないでしょう–神経科学的な研究はまだまだのようです。

とネットでつらつら眺めた感想に近い記事でした。多分、専門とする方からは、付け加える、訂正すべきことが多々あるでしょうね。

立体視とは別ですが、錯視でも、多分こういう神経機構であろうという神経回路の推測ができているものもあります。前に書いたけど側方抑制という神経回路です。こういう神経回路があると、例えば

のような錯視を説明できます。細長い四角は均一なグレー(左)ですが、背景が異なると(右)、明るく、あるいは暗く見えるというわけです。
これは、側方抑制という回路で説明できるわけです。側方抑制回路では並列に並んでいる隣の要素を互いに抑制するわけで、

背景が明るいとより大きな抑制を受け(下)るのでより暗くなり、背景が暗いと抑制される量が少ない(上)のでより明るく見えるというものです。このような側方抑制が視覚情報処理過程のどこにあるかはきちんと同定されたわけではありませんが、網膜に存在することが証明されていますし、その後大脳の視覚中枢でも行われていることは明らかです。ですから錯視現象の神経科学的説明が全くできていないというわけではありません。この側方抑制という神経回路は視覚情報処理過程だけにあるのではなく、音の周波数弁別とか匂いの弁別過程にもあるようです。


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