心的時間の形成メカニズム -全体の知覚時間形成における初頭情報の役割- [ PDF

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(1)心的時間の形成メカニズム -全体の知覚時間形成における初頭情報の役割- キーワード: 時間知覚，変化，初頭効果，速度，数行動システム専攻佐々木恭志郎背景. 実験 1, 2 および 3 では，Matthews (2011) 同様に，運動速度が変化する対象を用いた。刺激は正弦波格子刺激を用いた。実験 1 では，速度が線形に加速および減速する対象 (Figure 1a) の知覚時間を測定した。また，実験 2 では加速および減速対象の知覚される平均速度を測定した。さらに，実験 3 では不連続的に変化する対象 (Figure 1b) の知覚時間を測定した。. 名の大学生および大学院生が参加した。装置と刺激 PC および 22 インチ CRT モニタを使用した。刺激は正弦波格子刺激であった。実験 1 と 3 の比較刺激は静止刺激であり，呈示時間は階段法に従って変化した (ステップサイズは 80 ms および 100 ms)。実験 2 の比較刺激は等速対象であり，運動速度は階段法に従って変化した (ステップサイズは 0.5 deg/s もしくは 1 deg /s)。呈示時間は 800 ms および 1600 ms であった。テスト刺激の呈示時間は 800 ms および 1600 ms であった。実験 1 および実験 2 では，加速条件の開始速度および終了時速度はそれぞれ 5 deg/s と 15 deg/s であり，減速条件はその逆であった。実験 3 では，加速条件は呈示時間が半分経過するまでは 5 deg/s の速度で等速運動し，その後 15 deg/s の速度で等速運動した。減速条件の速度変化は加速条件の逆であった。手続き実験 1 と 3 の 1 試行の例を Figure 1c に示す。スペースを押すと，凝視点が 1000 ms 呈示された後，比較刺激が呈示された。その後，500 ms のブランクを挟んで，テスト刺激が呈示された。参加者の課題は，テスト刺激と比較刺激どちらが長く呈示されていたかを判断することであった。実験 2 では，先にテスト刺激が呈示され，その後比較刺激が呈示された。参加者の課題は，どちらの速度が平均的に速かったかを判断することであった。いずれの実験も，速度変化条件 (2) × 呈示時間 (2) の 4 セッションを参加者は行った。各セッション上昇系列および下降系列の両方が行われ，それぞれ反応が 8 回反転したら終了した。. 方法. 結果と考察. 実験参加者実験 1 は 7 名，実験 2 は 8 名，実験 3 は 4. 上昇系列および下降系列それぞれにおいて，最後 4 回の判断が反転したときの比較刺激の呈示時間を平均して，. 我々の感じる時間の長さは様々な視覚的要因の影響を受ける。運動速度もその一つである。先行研究により，静止対象よりも運動対象，遅い速度で運動する対象よりも速い速度で運動する対象の方が知覚時間は長くなることが明らかにされてきた (e.g., Yamamoto & Miura, 2012)。これら要因は，一定の強さで時間知覚に影響を与えると考えられてきた。近年になって，平均速度が等しいにも関わらず，加速対象に比べて減速対象の方が知覚時間は長くなる現象が発見された (e.g., Matthews, 2011)。もし運動速度が刺激呈示中に一定の強さで時間知覚に影響を与えている場合，加速減速間では知覚時間に差が見られないと考えられる。したがって，刺激情報が時間知覚に与える影響は刺激呈示中で一定ではなく，区間毎に異なっているのかもしれない。本研究では，7 つの実験を通して，刺激情報が時間知覚に与える影響の強さが区間毎に異なっている可能性について検討することが目的であった。実験 1, 2 および 3. 加速対象. 200. 200. 減速対象. 比較刺激 ( 静止対象 ) ブランク (500 ms) テスト刺激 ( 速度変化対象 ). 速度. 速度. K Sasaki, K Yamamoto, K Miura. c. b. a. K Sasaki, K Yamamoto, K Miura. Which is longer ?. 時間. 判断. 時間. Figure 1. a. 線形速度変化 b. 不連続速度変化 c. 実験 1 および 3 の 1 試行例.

(2) 加速対象. b. 2500 2000. PSE (ms). PSE (ms). a. 減速対象. 1500. みが，運動速度と同様に数の変化でも起こるのであれば，数が増加する場合よりも減少する場合のほうが，知覚時間が長くなると考えられる。. Error bar = S.E.M 2500 2000. 方法 . 1500. 実験参加者実験 4 は 6 名，実験 5 は 7 名の大学生および大学院生が参加した。装置と刺激装置はこれまでの実験と同様であった。実験 4 の刺激は 1 から 9 のアラビア数字であり，実験 5 の刺激は整列した 1 から 9 個のドット列 (Figure 3a) であった。各試行について，5 種類の数が呈示された。数の変化については増加条件と減少条件の二条件であった (Figure 3b)。数増加条件では，1 つ目，3 つ目および 5 つ目の数字は，それぞれ 1，5，9 に固定されていた。2 つ目と 4 つ目の数字はそれぞれ 2，3，4 および 6，7，8 から試行毎にランダムに選ばれた。一方，減少条件は増加条件と逆の順序で呈示された。それぞれの数の呈示時間は 180 ms もしくは 280 ms であったので，5 つの数の列の呈示時間は 900 ms もしくは 1400 ms であった。手続き 1 試行の流れを Figure 3c に示す。参加者がスペースキーを押すと，画面中央に凝視点が 500 ms 呈示された後，数列刺激が呈示された。刺激が消失したら再度凝視点が 500 ms 呈示され，その後画面が空白になった。参加者の課題は，この空白画面のときに先ほどの数列が呈示されていた時間と同じ長さだけスペースキーを押し続けることであった。要因計画は変化条件が二条件 (増加条件もしくは減少条件)，呈示時間が二条件 (900 ms もしくは 1400 ms 条件)，繰り返し 18 回であり，総試行数は 72 試行であった。試行順序は参加者間でランダムであった。. 1000. 1000 500. 800. 1600. 500. 呈示時間 (ms). 800. 1600. 呈示時間 (ms). Figure 2. a. 実験 1 の結果 b. 実験 3 の結果刺激の呈示時間の主観的等価点 (PSE) を算出した。実験 1 と 3 の結果を Figure 2 に示す。呈示時間と速度変化の参加者内 2 要因分散分析の結果，いずれの実験でも速度変化の主効果は有意であった (実験 1: F (1, 6) = 6.43, p < .05; 実験 3: F (1, 3) = 14.47, p < .05)。したがって，加速対象よりも減速対象の方が知覚時間は長くなることが明らかになった。一方で，実験 2 についても，実験 1 および 3 と同様の方法で，平均速度の PSE を算出して，参加者内 2 要因分散分析を行ったところ，速度変化の主効果は見られなかった (F (1, 7) = 0.28, p > .61)。したがって，加速減速間で知覚的平均速度に差は見られなかった。実験 1 と 2 の結果，線形に速度が変化する対象の場合，加速対象よりも減速対象の方が知覚時間は長くなり，この知覚時間の差の原因が刺激の知覚される平均速度の差ではないことが明らかになった。さらに実験 3 より，速度変化による時間の歪みは，線形変化ではなく，不連続的な変化でも起こることが明らかになった。この結果は，速度変化による時間の歪みの生起には，連続的な速度の変化ではなく，呈示時間の前半および後半における加速減速間の速度差が重要であることを示唆する。. 結果と考察条件毎に平均再生時間を算出した後 (Figure 4)，呈示時間と数の変化の参加者内二要因分散分析を行った。その結果，実験 4 (数字) では交互作用が有意であった (F (1, 5) = 7.81, p < .05)。単純主効果検定の結果，呈示時間が 1400 ms の場合，数の変化の主効果が有意であった (F (1, 10) = 5.16, p < .05)。さらに，実験 5 (ドット) では，数の変化の主効果が有意であった (F (1, 6) = 11.50, p < .05)。. 実験 4 および 5 実験 4 と 5 では，刺激強度の変化による時間の歪みが，視覚処理よりもより高次な数の処理でも見られるかについて検討した。これまでの研究より，大きい数の方が知覚時間は長くなることが明らかにされてきた (e.g., Xuan et al., 2007)。したがって，もし強度変化による時間の歪. a. b. c 増加条件. 減少条件. 1. 9. 2, 3, 4のうちいずれか. 3. 6, 7, 8のうちいずれか. 凝視点 (500 ms). 6, 7, 8のうちいずれか. 8 5. 5 8. 2, 3, 4のうちいずれか. 3 9. Space. 1. 1番目，3番目，5番目の数は固定. 1 3. 900 ms もしくは 1400 ms. 5 8 9. 凝視点 (500 ms) 再生課題. Figure 3. a. 1 から 9 個のドットの列 b. 実験 4 の数の変化条件例 c. 実験 4 の 1 試行例.

(3) 方法増加対象. b 1700. 1700. 1600. 1600. 再生時間 (ms). 再生時間 (ms). a. Error bar = S.E.M. 1500. 1500. 1400. 1400. 1300. 1300. 1200. 1200. 1100 1000 900. 1100. 1000. 900. 1400. 900. 900. 呈示時間 (ms). 1400. 呈示時間 (ms). Figure 4. a. 実験 4 の結果 b. 実験 5 の結果実験 4 と 5 の結果，数の変化が時間知覚に影響を与え，数が増加する場合よりも数が減少する場合の方が知覚時間は長くなることが明らかになった。このことは，強度変化による時間の歪みは，高次で処理される対象についても生起することが示唆された。実験 6 および 7 これまでの速度や数の変化により時間の歪む現象から，刺激が知覚時間を伸張させる情報 (速い速度や大きい数) から開始すると，その刺激全体の知覚時間が長くなることが明らかになった。したがって，刺激全体の知覚時間は，刺激の初頭情報によって決定付けられている可能性が考えられる。そこで実験 6 では，この可能性を直接的に検討するために，速度が前半のみ異なり，後半は一致している刺激間 (Figure 5a) の知覚時間の差と，速度が前半は一致しており，後半のみ異なる刺激間 (Figure 5b) での知覚時間の差を比較した。もし刺激の知覚時間が初頭情報によって決まっているのであれば，前半のみ速度が異なっている刺激間では知覚時間に差が見られるが，後半のみ速度が異なっている刺激間では知覚時間に差が見られないと考えられる。さらに，実験 7 では，刺激開始から呈示時間の 1/4 が経過した時点まで速度が異なり，それ以降は速度が同じ刺激間の知覚時間の差と， 1/4 が経過した時点まで速度が同じで，それ以降は速度が異なる刺激間の知覚時間の差を比較した。. a. 実験参加者実験 6 と 7 ともに 6 名の大学生および大学院生が参加した。装置，刺激および手続き装置，刺激，手続きは，刺激の速度変化の仕方を除いては実験 1 と 3 と同様であった。実験 6 では，呈示時間の半分の地点で速度が変化する対象を用いた (Figure 5a, 5b)。速い (Fast) もしくは遅い (Slow) 速度が呈示される時間的位置 (高低速度位置) は刺激の呈示時間の前半 (Early) と後半 (Late) の 2 種類であった。刺激の種類について具体的には，呈示時間の半分が経過するまでは 15 deg/s の速度で運動して，残りの半分の時間は 10 deg/s で運動する対象 (Early-fast 条件)，呈示時間の半分が経過するまでは 5 deg/s の速度で運動して，残りの半分の時間は 10 deg/s で運動する対象 (Early-slow 条件)，呈示時間の半分が経過するまでは 10 deg/s の速度で運動して，残りの半分の時間は 15 deg/s で運動する対象 (Late-fast 条件)，呈示時間の半分が経過するまでは 10 deg/s の速度で運動して，残りの半分の時間は 5 deg/s で運動する対象 (Late-slow 条件) の 4 種類であった。実験 7 の速度変化は，速度の変化位置が呈示時間の半分ではなく，開始から 1/4 経過した時点になったこと以外は実験 6 と同様であった。結果と考察実験 1-3 と同様の方法で PSE を算出した後 (Figure 5c, 5d)，呈示時間，高低速度位置および高低速度位置時の速度の参加者内三要因分散分析を行った。実験 6 では，高低速度位置と高低速度位置時の速度の交互作用が有意であった (F (1, 5) = 108.80, p < .001)。単純主効果検定の結果， Early の場合のみ高低速度位置時の速度の単純主効果が有意であった (F (1, 10) = 17.40, p < .01)。実験 7 では，三要因交互作用が有意で (F (1, 5) = 84.85, p < .001)，単純・単純主効果検定の結果，呈示時間が 1600 ms かつ Early 条件の場合，高低速度位置時の速度の単純・単純主効果が有意であった (F (1, 20) = 7.10, p < .05)。実験 6 の結果，前半の速度が異なる場合にのみ知覚時間に差が見られることが明らかになった。さらに実験 7. PSE (ms). 速度. 速度. 2200. 2200. c. 2000. 2000. 1800. 1800. 1600 1400 1200. 時間 Late. 1600 1400 1200. 800. 800 600. d. 1000. 1000. 時間 Early. 15 deg - 800 ms 5 deg - 800 ms. 15 deg - 1600 ms 5 deg - 1600 ms Error bar = S.E.M. b. PSE (ms). 減少対象. Early Late 高低速度位置. 600. Figure 5. a. Early 条件 b. Late 条件 c. 実験 6 の結果 d. 実験 7 の結果. Early Late 高低速度位置.

(4) マグニチュード. この区間のマグニチュード情報を利用. 200 ms. 400 ms. 時間. Figure 6. 初頭マグニチュード情報の利用では，呈示時間が 1600 ms の場合では刺激開始から呈示時間の 1/4 の位置 (開始から 400 ms 経過) のみ速度が異なる場合でも知覚時間に差が見られたが，800 ms の場合では開始から呈示時間 1/4 の位置 (開始から 200 ms 経過) のみ速度が異なる場合では知覚時間に差が見られなかった。これら結果から，刺激開始 200 ms から 400 ms の間の刺激強度が，刺激全体の知覚時間に強く影響を与えていることが示唆された。総合考察 7 つの実験の結果，刺激開始 200 ms から 400 ms の間の情報が知覚時間の形成に大きく寄与していることが明らかになった。これまでの研究より，空間や数，強度，そして時間の長さはマグニチュードという単一の次元で処理されていると考えられている (e.g., Xuan et al., 2007; for a review see Walsh, 2003)。このマグニチュード理論に基づくと，刺激の強度が高い場合や刺激の数が大きい場合は，それと共通の次元で処理される時間の長さも同様に長く知覚されると考えられている。したがって，刺激開始 200 ms から 400 ms の間にマグニチュードが高い情報が入力されるために，減速対象や減少対象の場合は知覚時間が長くなると考えられる (Figure 6)。それでは，刺激開始 200 ms から 400 ms の間のマグニチュード情報に全体の知覚時間が左右されるのだろうか。このことはオンセットによる視覚的注意の捕捉と注意の最適化が関与していると考えられる。これまでの研究から，視覚刺激のオンセットは視覚的注意を捕捉することが明らかにされてきた (e.g., Yantis, 1993)。ただし注意が向いた瞬間の情報は必ずしも利用可能ではない。例えば，高速逐次視覚呈示 (Rapid Serial Visual Presentation: RSVP) 系列内のターゲットを検出する課題を行う場合，ターゲットが RSVP 系列の序盤に呈示されると，検出率が著しく低下し，ターゲットの時間的位置がオンセットから離れるとターゲットの検出率が上昇する (注意の目覚め: Ariga & Yokosawa, 2008)。この注意の目覚めは，視覚的注意が徐々に最適化していく過程を反映していると考えられている。さらに視覚的注意は刺激のオンセット付近に比べると，刺激の中盤や終盤は注意を捕捉しないことが明らかにされている (e.g., Abrams & Christ, 2003)。したがって，刺激のオンセットにより注意が捕捉され，. 注意が最適化され，刺激駆動処理の制御が可能になった直後の情報が知覚時間の形成に寄与し，それ以降の情報については注意が向いていないためにほとんど利用されていないと考えられる。本研究ではまだ未解明な点が存在する。それは，本研究により明らかになった知覚時間の形成における対象の初頭情報の影響が他の呈示時間でも確認されるかについてである。本研究では，主に 1 秒付近の呈示時間の刺激を用いて検討を行っているが，時間知覚のメカニズムは扱う時間の長さによって異なる可能性が示唆されている (for a review see Buhusi & Meck, 2005)。このことを踏まえると，本研究の結果がそのまま他の呈示時間の刺激の知覚時間の形成にも当てはまるかについては不明である。例えば，200 ms 以下のイベントについて時間形成の場合 (e.g., Arao et al., 2000)，刺激駆動処理の制御が可能になる前にイベントが終了してしまう。一方，本研究で扱った呈示時間よりも遥かに長い対象の持続時間の形成の場合, 本研究以上に記憶 (e.g., Ornstein, 1969) などの認知処理の関与する可能性も考えられる。このような呈示時間の問題については，今後直接的に検討を行う必要があると考えられる。引用文献 Abrams, R., & Christ, S. E. (2003). Motion Onset Captures Attention. Psychological Science, 14, 427–432. Arao, H., Suetomi, D., & Nakajima, Y. (2000). Does time-shrinking take place in visual temporal patterns? Perception, 29, 819-830. Ariga, A., & Yokosawa, K. (2008). Attentional awakening: gradual modulation of temporal attention in rapid serial visual presentation. Psychological Research, 72, 192–202. Buhusi, C. V, & Meck, W. H. (2005). What makes us tick? Functional and neural mechanisms of interval timing. Nature Reviews Neuroscience, 6, 755–65. Matthews, W. J. (2011). How do changes in speed affect the perception of duration? Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 37, 1617-1627. Ornstein, R. (1969). On the experience of time. New York: Penguin. Walsh, V. (2003). A theory of magnitude: common cortical metrics of time, space and quantity. Trends in Cognitive Sciences, 7, 483–488. Xuan, B., Zhang, D., He, S., & Chen, X. (2007). Larger stimuli are judged to last longer. Journal of Vision, 7(10):2, 1–5. Yamamoto, K., & Miura, K. (2012). Perceived duration of plaid motion increases with pattern speed rather than component speed. Journal of Vision, 12(4):1, 1–13. Yantis, S. (1993). Stimulus-driven attentional capture. Current Directions in Psychological Science, 2, 156–161..

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