手指および手掌における振動感覚順応

The　JaPanese／Ournat　Of　Psy‘肋拗 痂6　Sc紹配 θ 1986

，

VoL　5

、

　No

．

2

，

63

−

69

手 指

お

よ び

_{手 掌}

に お け る

_{振 動}

感

覚 順

応

D

宮　

岡

浜 松 医 科 大 学

徹

・間

　

野

　

忠

　 明

名 占屋大学

Vibrotactile

　_adaptation 　on　

the

　

glabrous

　skin 　of　

the

　

human

　

hand

Tetsu

　

MIYAOKA

Hamamats ％

UniversitsT

　

School

　

Of

　Medicine

Tadaaki

　

MANo

NVagoya ひ nあersity

　　 Vibrotacti重e　adaptation 　was 　measured 　on 　four　human 　subjects 　at　the　middle 丘nger 　and the　thenar 　eminence 　of　the　left　hand

，

　ush ユg　six　sinusoidal 　stirnuli 　

between

　

10

　

Hz

　and　

300

　Hz

．

The　amount 　of　adaptation 　at　the　thenar　e皿 inence　was 　significantly 　greater 　than　that　at

the　middle 　fitlger　unCler 　all 　frequency　 conditions

．

　

On

　the　other 　

hand

　it　

is

　

known

　

i

エ1　neuro

−

physiology　that　the　density　Qf　mechanoreceptive 　units 　increases　from　palm 　to 且nger 　tip

．

From 　_the　results 　of　our 　study 　and 　fro皿 neurophysiological 　findings

，

　it　was 　coIlcluded 　that

the　main 　factor　

deter

面 rling 　tlle　adaptation 　amount 　was 　the　number 　of　mechanoreceptiv 　e units 　which 　took　part　ill　psychological　response

，

　and 　that　the　greater　the　number 　of　mech

−

anoreceptive 　units　participating　in　the　response

，

　the　smaller 　the　adaptation 　amount 　

be・

came

．

Key

　words ： vibrotactile 　adaptation

，

　mechanoreceptive 　 units

，

　 adaptation 　amount

，

　

density

　of

　 　 　 units

．

　一

定強度の刺激を長 時 聞 提 示し続 けた とき， その刺激 に対 する 感覚量 が次 第に減 少して い く順応現象は

，

視覚 を は じめ とする様々な 感 覚モダ リテ ィで観 察される

．

触 覚， 圧 覚， 振動 覚 を 含 む 皮 膚 機 械 受 容 感覚に おい ても， 明 瞭な順 応の見 ら れ ること が報 告 さ れ て きた

．

例 え ば

Hahn

（1966）は， 60Hz の 順 応 刺 激 を 示 指 先 端に提 示し た ときの振 動 感 覚 順 応と順 応からの回 復 を， 閾値法とマ ッ チ ング法を用い て測 定し

，

いず れの方 法に よっ て も

，

順 応 曲 線は負に加速 さ れ た増 加 関 数， 回復 曲 線は 正 に加 速 された減 少 関数と な るこ とを見 出した

．

た だ し彼は， 両 方 法 問で， 測 定さ れ た順応 量 お よび回 復 曲 線の時定数 が異 な っ て い た と 指 摘 して い る

．Gescheider

＆ 1）　本 研 究の

一

部は

，

_文部省科学 研 究 補 助 金 （奨 励 研 究

　

（

A

）

，No ．57710039

）に ょっ た

．

Wright

（1968

，

1969）は ， 60Hz の順応刺激 を 示 指 先 端 に提示し た後の

J1

頃応からの 回復 過 程 を， 閾値法 （

1968

） 及びマ ッチン グ法 （

1969

）に よ り測 定し， や は り正に加 速された減少 関数を得た

．

ま た Berglund ＆

Berglund

（1970）は

，250Hz

の 順 応 刺 激 を 中 指 先 端に提 示 し て， 順 応 と順 応か らの回 復過程を， クロ ス モ ダ リテ ィマ ッ チ ング とマ グニ チ ュ

ー

ド産 出法 （magnitude 　prodUction method _）の組み合わせ に より測定し た

．

そ の 結 果， 彼 らは

，

刺激の主観 的 大 き さ が 刺 激 提 示 時 間の関数と し て 指 数 閧数 的に減 少 するこ と， 刺 激 強 度が大 きい ときは， そ れが小さい ときに比べ_{， 完 全}に 順 応 するまで の_時間が 長い こと， また順 応前の主観量と順 応 後の主 観 量の差 は

，

順応刺 激 強 度が大 きい ときの方が 大となるこ とな ど を 発 見し た

．

64 _{基 礎 心 理 学 研 究 第 5巻 第2号}

・

　近 年， 心 理 物 理 学 や 神 経生 理学の進歩に よ り， ヒ ト の 振 動 検 出閾値が少なくとも2種の機 械 受 容 器メ カニ ズム に よ り決 定さ れ てい ること が次 第に明 らか に なっ て き た

．Hahn

（

1968

）は

，10Hz

と

200Hz

の振 動 刺 激の相 互順 応 効果を示 指で測 定し， そ れ ぞ れの周 波 数の刺激は 他の_周波数の刺 激に対し順 応 効 果 を 持た ない こと を示し た

。

こ の結 果は 2種の機械受容 器の存 在を支 持 する もの と， 彼は考え た

．

ま た

，

VerriUo ＆ Gescheider （1977）

，

Gescheider，

　Frisina_，＆

Verrillo

_（1979）_{は， 選択 的 順}

応の手 続きを 用い， 約40Hz よ り高 周 波側 を 受 け 持 っ パ チニ 型シ ス テ ム _（Pacinian　system _）と

4011z

_{以 下の周} 波 数 部 分 を 受 け 持つ 非パ_チ ニ 型 シス テム _（non

・

Pacinian system _）を

，

相互に独立に順 応させ る こ とが可 能なこと を実 験 的に 証 明 し た

．

　この よ うに， 振 動感覚順 応 現 象は様々 の側 面か ら研 究 されてい る が

，

皮轡の_異なっ た部 位に おける順 応 量の相 違を 比較検 討 するとい う問 題に関 する研 究は， ほ と ん ど なされて いない

．

し か し

，

こ の問 題 は触に よ るパ _タ

ー

ン 認識な どに も関連 して重要な 意味を持つ はずである

．

神 経 生 理 学 的 研 究の結 果に よ れば， 例えば

，

手 指先 端と手 掌とで は機 械受容器の 密 度が異な ること が知 られて い

る （

Johansson

＆ Vallbo，1979a）

．

こ の機 械 受 容 器の密

度差が， 振動感覚の順 応 量に影 響 する ことは十 分 考 えら れ る

、

そこで本 研 究で は， 手 指 先 端 部 と母 指 球で振 動感 覚順 応量 を測 定し， そ れ らの順 応 量の異 同を調べ ること を第

一

の 目的 とした

．

また， 様々の周 波 数の振 動 刺 激を 提示し

，

それらの順 応 進 行 過 程 を 系 統 的に調べ_た研究も みられない の で， そ れ を 測 定 すること も本 研 究の 目的で あっ た

．

実 験

1

　順応刺激の強_度お よ び順 応 量 を あ らわすに は， 振 動 検

出 閾値を

OdBSL

（

Sensation

　Level，感 覚レベル ）とし

た dB 値 を用い るの が妥 当と考え ら れ る

．

そ の た めに は， 順 応 量 測 定に用い る各 刺 激 周波数， 各測 定 部 位に つ い て 振 動 検 出 閾 値 の 値 を知っ てお く必 要 が ある

．

Miyaol（a

，

　Mano

，

＆ Fukuda _（1985_）は，

1−50Hz

の正 弦

波 振 動 刺 激 を 用い， 手 指

，

手 掌

，

足 底 部におい て振動 検 出 閾 値 を 測 定し た

．

そこ で

，

50Hz までの

OdBSL

値に は

，

こ れらの値を使用することがでぎる

．

し か し， 刺 激周波 数が 50Hz を 越 える場 合の手 指お よび 手 掌に おける振 動 検 出 閾 値につ い て は， 新た に測 定 する必 要 が ある

，

実 験 1で は 50

−

30011zの正 弦 波 振 動刺激 を 左手中 指先端部 と左 手 母 指 球に提 示し， 振 動 検 出 閾値を求め た

．

50且 z の刺 激につ い て改めて閾値測 定 を行っ たの は， 以 前の結

Fig．1



Block

　diagram［ of　apparatus 　

in

　

Experiment

　 　 　 LThe 　apparatus 　in　_parentheses 　were 　also

　 　 　 　used 　in　Experiment 　II

．

果と 比較検 討 する た めである

．

方法 　被 験 者 ：

22−

33_歳の男 子

3

名， 女子

1

名が実験に 参 加 し た

．

いず れの被 験 者 も， 以前に 心 理物理 学実験の経 験 を有して いた

．

　装置 ：Fig

・

1 _{に 示すような装 置 を 用 い た}

．

_{被 験 者は} 防 音 室に入 り， 椅 子に腰かけて， 手 掌 支 持 台に左手をの せた

．

手 掌 支 持 台は ア ク リル 板製 で

，

中央部に 直

ff10mnt

の穴があけ てあり， そ こから接触子 を 突 き 出 させて， 皮 膚の 当該部 位に振動刺激を提 示した

．

接 触子はやは リア ク リル_製で

，

先 端 部は直 径2

．

5m“1の 円盤型の 形 状を して おり， 支 持 台 表 面から

0．5

  突き出 すよ うあら か じめ調 節された

．

これは， 皮 膚へ の正 弦 波 振動 刺 激 提 示を保 証 する た め であっ た

，

接触子 は加 振 器 （EMIC 　511B_）の可 動 部に取り付け ら れ て お り， こ の加 振 器 を 駆 動 すること に よ り

，

振動刺激 を提 示した

．

振 動 刺 激の波 形お よ び振 幅は

，

加 速度 計 （KYOWA 　DPM307A _）での測 定 結 果に 基づぎ， 計 算された

．

刺 激 提 示時間 等の時 間 制 御に は マ イ クロ コ _ンピュ

ー

タ を用い た

．

　実 験手続き ：被_{験 者}の左 手 申 指 先 端ま たは左 手 母 指 球 に正 弦 波 振 動刺激を提 示し

，

極 限法に よ り振 動 検 出 閾 値 を測 定し た

．

1

／3オクタ

ー

ブフ_ィル タを 通 過 させた

50

， 工

OO

，

200，

300Hz の 4種の正弦 波 刺 激のそ れ ぞ れにつ き

，

上昇系列2回， 下降 系 列

2

回， 計4回の測 定を行っ た

．

いず れの系 列 内に お いても， 振 動刺激の強度は

1dB

ス テ ッ プ単 位で変化さ せ た

．

各系列 内に おける各 刺 激の 提 示時間 は

3

秒

，

刺 激 間 間 隔は 4秒 とし， 各 刺 激 提 示の

1

秒 前に， LED に よ り刺 激 提 示 を 被 験 者に合 図し た

．

結果 　各被験 者の測 定 結 果は， いず れ も同 様の傾 向 となっ た の で， 左手 申 指 先 端， 左 手 母 指 球のそ れ ぞ れにつ い て被 験 者の閾 値 を 幾 何 平 均し た値を

Fig．2

に示す

．

図中の 臼 丸は 中指 先 端， 白四角は 母指球の 閾 値であ る

．

ま た

，

官 岡

・

間野 　 手 指および手 掌に おける振 動 感 覚順 応 65 E 英 Z

鬥

le

岩

：

コ

窒

cr　

・

5

9

望

詔 ．

臼5

望

　 　

5日

　

躙

　 　 　 　

弸 ト 　 　 　　 　

FREQUENCY

　工N　Hz

Fig

．

2

　

Vibrotactile

　thresholds　obtained 　

by

　the 　method 　of _】lmits

．

　Empty 　circles 　are 　the　thresholds

　at　tlユe　middle 　fnger

，

　and 　empty 　squares 　are 　the

　thresholds　_at　the　thenar　_{eminence 　Qf}　the　

left

　

hand，

　The 　vertical 　line　at　each 　point　shows 　the　stand

−

　ard　

deviation

　offoLlrsubjects

，

　data

．

図中の縦 棒は標 準 偏 差をあらわす

．

各刺激 周 波 数ごと に 母 指 球と中 指 先 端の閾 値を 比較 する と

，

すべ て の周 波 数 につ いて， t検 定で有 意 差は み られなか っ た

．

　 中 指 先 端お よび母 指 球の閾 値 曲 線パ タ

ー

ンを 比 較 する と

，

両 者は ほ ぼ 同

一

の形 状を 示し て い た

．

即ち， 振 動 刺 激の_{周 波 数 が}5011z か ら

2

〔｝岨 z までは

，

振 動 検 出 閾 値 の振 幅は両 対 数グラフ上で ほ ぼ直 線的に減 少し

，

200Hz 以上 で は， その 減 少 が頭打ち と なっ た

．

50

−

20011z の デ

ー

_{タにベ キ関 数をあては め る と} ， その べ キ指 数は巾指先 端で

一

1

．

74， 母指 球で

一

1

．

97と な り， ほ ぼ

一

2に近い値 であっ た

．

考 察 　実 験

1

で_得られ た中指 先端と母 指 球の閾値曲線は同

一

の パ タ

ー

ンを示し たが， これ らは ま た， 従 来の研 究で得 られた

5011z

以 上の搬 動 検 出 閾 値 曲 線の パ タ

ー

ン と よ く

似て い た （Gescheider

，

1976；Goff

，

1967；bfountcastLe

，

LaMotte

_，

＆ Carli_，1972_；Verri！！o_， 1962_，1963_）

．

_{諸 実}

験の実 験 条 件が相互に相 違して いるに もか かわ らず， 同

一

の 閾値 曲 線が得 られる背 後に は， それ らの閾 値 曲 線を もた らす

一

定の神 経 生 理 学 的メ カニ ズ ムがあると考 え ら れ る

．

　最近の_神経生 理学 的 研 究に よれば， 皮 囀に与えられ た 触， 圧， 振 動 な どの機 械 的 刺 激に応 答 する大 径 有 髄の 受 容 単 位 （receptive 　unit ）

一 ・

第

一

次 求1心線 維と その_末梢 側の_{機 械受容}器を合わせ た ものを， こ の よ うに 呼ぶ は

4

種 類である と されて い る （間 野

・

宮 岡， 1982 ；宮 岡

・

_{間 野}

_，

₁₉₈₅

；

Val

！

be

＆

Johansson，

1984）

．

即ち， 機 械

髦

1四 ≡ 5e

舅

IM

嵳

耄

．

5

壽

矍

弓

51



…

　

5e

・

lsa ・四 ← 　 　 　　 　FREQUE 卜JCY 　工

N

　

Hz

Fig

．

3Vibrotactile　thresho ！d　cttrves 　based　oll　Ex

−

　periment 工 and 　the　Pτevious 　experiment 　Qn 　the

　glabrous　skill　Qf　hしlmans _（Miyaoka 　et　a 呈

．

，

1985_）

．

　Empty 　circ 】es　are 　the　thresholds 　at 　the　 middle

　丘囗ger

，

　and 　empty 　squares 　are　the　thresholds　at

　the　thenar　eminence

．

的 刺 激の速 度に対して 神 経 発 射 する 速 順 応 単 位 （rapid

・

ly

　adapting 　unit

，

　RA _{）， 機 械 的 刺激}の 加 速 度 に 応 答 するパ _チニ 型 単 位 （Pacinian　corpuscle 　unit

，

　PC_）

， 機

械 的 刺 激の速度および変 位に応答 す る 遅順 応工型単 位 （slow ⊥_y　adapting 　t5

・

pe　I　unit

，

　SAI _{）， 主}に 刺激の _{変 位}

量に応 答 する 遅順 応豆 型単 位 （slowly 　adapting 　type　II unit

，

　

SAII

）で ある

．

こ の う ち

RA

と

PC

は 神 経 発 射 閾 値が特に低 く

，

ごく弱い刺 激に も応 答 する （

Johansson

＆ Vallbo

，

1979b_）

．

こ の 2者に正弦 波 振 動 刺 激 を 与 える と， 両 対 数グラ フ上で， RA

．

は20

−

50Hz 付近に最 低 閾 値 を持つ

U

字 型の 閾値 曲 線を， PC は250Hz 付 近に最 低 閾 値 を 持つ

V

字 型の 閾 値曲線を示し （

Mountcastle

　et　al

．

，

1972）， 最 低 閾 値の絶 対値は

PC

の方が小さい

，

結局

，

約40Hz 以 下で は RA が， そ れ 以 上の周 波 数では PCが 最 も敏 感 な 機 械 受 容 単 位 と なっ て いる

．

　

Miyaoka

　et　al

．

（

1985

）の

50Hz

の振 動 検 出 閾 値 と実 験

1

の 50Hz の閾 値の間に有 意 差は なかっ たの で， 両 者 の結 果を申 指 先 端 と母 指 球につ い てそ れ ぞ れ 平 均し， 刺 激 周 波 数111zか ら300Hz まで の振 動検出 閾 値 曲 線 を ま と め て示 す と，

Fig．3

の ようになる

．

こ の図 の 白丸は中 指先 端

，

臼 四 角 は 母指 球の閾 値 曲線で ある

。

両 対 数グラ フ上で これ らの閾 値 曲線のパ タ

ー

ンを見ると， 刺 激 周 波 数 が

1Hz

か ら

16Hz

ま で は， 振 動 検 出 閾 値は減 少し続 け

，

16Hz以 上で

一

度平坦 と な り，

35Hz

以 上で再び 減 少 する 形 を示 す

．

これ らは， Mountcastle 　et　al

．

（1972）が見 出し た

RA

と

PC

の閾 値 曲線の下 縁 部 と 重 な っ て い る

．

　 1

−16Hz

の 範囲の 振 動 閾 値 曲線の勾 配 は， 両 対 数グラ フ上 で

一1

付近 にあり （中 指 先 端で

一

〇

．

8

， 母 指 球で

66 _{基 礎 心 理 学 研 究 第}

₅

_{巻 第}

₂

_号

一

〇

．

9

_）

_，50−

_200ttzで は， 上 記の ごと く閾 値 曲 線の勾 配 は

一2

に近い_値と な っ て いた

．

振 動 刺 激の検 出が刺 激の 速 度に_{依 存}し

，

振動速度が

一

定 値 を 越 えたと き 振 動 検 出 が な さ れ る なら， 振 動 検 出 闕 値 曲 線の勾 配は， 両対 数グ ラフ上で

一

1となるはずで ある

．

ま た

，

振 動刺激検出 が 刺激の_{加 速 度}に依 存し て い るな ら， 振 動 検 出 閾 値 曲 線の 勾配は

一

2とな る はずである

，

RA の神 経 発 射 閾 値 曲 線 と 重なる部 分の振動 検 出 閾 値 曲線の勾配が

一

1 で

，

RA が刺激 速 度に応 答 する受 容 単 位であること， PC の 神 経 発射 閾 値 曲 線と 重 なる部 分の振 動 検 出 閾 値 曲 線の勾配 が

一

_2で

_，

_{PC が刺 激の加 速 度に応 答 する 受} 容単 位で あ る ことを 考 慮 すると， ヒ トの心 理 物 理 学 的に測 定さ れ た振 動 検 出 閾 値 曲 線は RA と PC に よっ て決 定さ れてい る と推i測される

．

　 　 　 実 　 　 　 　験

II

　 Fig

，

3に示し た よ う に

，

中 指先 端と母 指 球の _{振 動 検 出} 閾 値 振 幅の間には有意差は なか っ た

．

他 方， 微 小 電 極 を 用いた神 経生 理学的 実 験の結 果で は， 手 指 と手 掌の機 械 受容 単 位 密 度の間に大 き な差のみ ら れ るこ と が明らか に されて い る _（

JQhang

．

　son ＆

Vallbo，1979a

_）

_．

_{お そら く振}

動 検 出 閾 値レ ベル で は，

一

個ない し数個の機械受 容 単 位 の_{神経 発 射}に よ り刺 激 検 出が行われて い るた め， 機 城受 容単 位の密度差の影 響が み られなか っ た もの と考 えられ る

．

　 実

Wt

　

ll

では_{， 振 動 感 覚 順 応 量 を 振 動 検 出 閾 値 振 幅}の変 化と して とらえ ること を試み た

．

この場 合， 各 機械受容 単 位の密 度な ど が検 出 閾 値 量に影 響を 与 え

，

その結 果 手 指と手 掌で順応 量が異な ることも考えられた

．

そこ で実 験正_では， 中指先 端 部と母 指 球で振 動 感 覚 順 応 量を 測定 し

，

両者の間に差 が み ら れ るか どうか に注 日し た

．

ま た 実 験

1

で明 らか にされたよ うに， 振 動 検 出 閾 値 曲線は約

4

 

Hz

_付近 を境とし て 2つ の部 分に分か れ

，

そ れ ぞ れ 関 与 する受 容 単 位の種 類が異なっ て い ると推 測さ れ る

．

振 動 感 覚 順 応 現 象に おいても， 刺 激 周 波 数 が異な る と順応 パ タ

ー

ンに差がみ ら れるとい う現 象が存 在 す る か ど うか 調べ ることも， 実 験皿 の 目 的で あっ た

．

方 法 　被 験 者 ：心 理_{実 験}の経 験 を有 する22

−

33歳の男 性3 名

，

女性 1名， 計4名が実 験に参 加し た

．

　 装 置 ：装 置の ブロ ッ クダイ ア グラ ムは

Fig．1

に示し た 通 り である

．

発振 器

1

で正 弦 波状の順応刺激を発生 さ せ， 加 振 器を駆 動 するこ とに より， 被 験 者の手 掌 部に 振 動 刺 激を提 示し た

．

順 応 量は発 振 器 2で発 生 させ た正 弦 波状の テス ト刺 激に よ り測 定し た

．

刺 激 振 幅は， 周 波 数 が100三セ _{未 満}の場 合は非 接 触 変 位 計に より測 定し， 周 波 数が 蜘

Hz

以上の場合は加 速 度 計で測 定し た値を積 分し て用いた

．

実 験 中， 被 験 者は防 音 室 内で椅 子に腰かけ， 手 掌支持台に 左手 をの せた

．

支 持 台の構 造は実 験工と 同

一

_{で あり}

_，

_直径2

_，

_5nrnの 接 触子に よ り皮 膚の 当 該 部分を 刺 激し た

．

なお， 正 弦 波 刺 激の 提 示を 保 証 す る た め

，

接 触子はあ らか じめ皮 膚に

1

　mm _くい こむ よ うに

一

．

一一

即 ち

，

手 掌 支 持 台の表 面か ら

1

　nUii　tR _{き 出 す}よ うに調 節され た

．

　実 験 手続き ：振動 感 覚 順 応の測 定 部 位は ， a）左 手 中 指 先 端 と， b）左手 母 指 球 とし た

．

以 前に行っ た研 究お よ び 実験

1

か ら， いず れの周 波 数についても中 指 先 端の振 動 検 出 閾 値と母指球の 振 動 検 出閾 値の間に有意差のない こ とが 明 らか となっ ているの で， 各 周 波 数ごとに両 者 を 幾 何平 均し た値 を OdBSL とし た

．

こ の ときいずれの周波 数 条 件に お い て も， Jlft応刺激の振幅には20dBSL を 採 用 し た

，

　順応 量測 定実験に際し て は， 皮 膚の当 該 部 位に正 弦波 の振動刺激を与え， 順 応 童 をテス ト刺 激の閾 値 変化とし て測 定し た

．

従 来の振 動感 覚 順 応 実 験の 結 果か ら

，

振動 感覚 順 応 曲 線は負に加速 さ れ た 関数と な るこ と が 予 測 さ れた の で， 順 応 刺 激を 7

コ

7e　＝

T

_。十Σ

2t−

1 秒 （

To＝

　

10s，

　 　 　 i

＝

1 n

＝

1

，

2

，……

_{）与 え}る ご とに

，

皮膚 上の同

一

部 位 に 順 応 刺 激と同

一

周 波 数の テ ス ト刺 激を提示して

，

順 応量 を 測 定し た （

F

三g

・

4

_）

．

テ ス ト刺激は， 刺 激 提 示 時 間， 刺 激 間 間 隔が共に50  ms の断 続刺激とし， 1秒 1dB ステ ッ プ で その振幅を 増大方向に変 化さ せ た

．

被 験 者がテス ト刺 激を検 出す る と

i

ちに

，

Fig

．

4

に_{示 す} ご と く， 再 度 順 応刺激が提 示された

．

テス ト刺 激 提 示 時には， テス ト刺 激の on

−

off にあ わせて発 光ダ イ オ

ー

ドを 点 滅 させ， テ ス ト刺 激 が 提 示さ れて い るこ と を被験者に知 らせた

．

申 指 先 端， 母 指 球 と も， 提 示 する刺 激の周 波 数は10， 25， 50

，100，

200

，

300Hz の 6種と し， 50Hz 以 下の刺 激は 50Hz ロ

ー

パ ス フ _{ィ ル} タ を，

1

 OHz 以 上の刺 激は1／3オ ク タ

ー

ブフ _{ィ ル} タを 通 過 させ て用いた

，

い ず れ の 被 験 者 も， 各周 波数につ い てそ れぞれ4回の試 行 を 行っ た

．

各 　 　 　 　 nOAPTLNG 　S下iMUL凵S

厂

一

L

［

副

_卸

一

「

TEsTS 丁IMUtuS

＿＿．

・A

−一

一

」

鷹 ＿ ．

“

一 ．

」

L

［

L7

，

，

Fig

．

4　Ti皿 ing　relationships 　of　adapting 　stimulus

宮 岡

・

間 野 ：_{手 指お}よび手 掌に おける振 動 感 覚 順 応 67 t 　 　 田

囗

」

O

工

切

国

配

詬 卜

く

冒

燉 U 匝 』 α 口 鯤 置 識 　 旧 寓 　 口 」 の 工 uう 国 匿 エ

ト

5卸　 　 　 　 　1日Z　 　 　　ユ5目

TR

杷　工トI　

SECOND2se

Fig

，

_5　Courses　of　vibrotacti 】eadaptation

．

_Aエnpli

騨

　tude　of　adap ヒing　stimulus 　was 　20dBSL

、

　

Stlmu

_］us

　fre卿 encies 　were 　10

，25，50，100，200，

　and 　300Hz

，

　Solid　Iines　show 　the　ada _｝）tation　cottrses 皿 easured

　at　the　thenar 　eminence

．

　DQtted　lines　show 　the

　adaptation 　courses 　meas し1red 　at　the　middle 巨nger

．

試 行の間には 5 分間以 上の _休憩 をお き， 順 応か ら 回復さ せ る よ うに し た

．

また， 振 動 刺 激が聴 覚 的に検知さ れ る のを防ぐた めに ， マ ス ク音 をス ピ

ー

カで提 示し た

．

結 果 　中 指 先 端で得ら れた結果 と 母指 球で_得られた結 果 を そ れ ぞ れの部 位ごとにみ ると， いず れの 刺 激 周波数にっ い て も， 被 験 者の順応パ タ

ー

ン の 個 人 差は少なか っ た

．

そ こ で， 両部位の そ れ ぞれに つ い て， 各 周 波 数ごとに個 人 結 果 を幾 何 平 均し て求め た順応曲 線を Fig

．

5 に 示 す

．

Fig

．

5 の縦 軸で は

，

いずれの周 波 数 条 件の 場合も，　Fig

．

3 の中指と母 指 球の閾 値を幾 何 平 均した値を ］

，

順 応刺 激 振 幅 （20dBSL ）を

10

とし た相 対 値 が 用い ら れ て い る

．

図中の_点線は 申 指 先 端で測 定された順応曲 線で あ り

，

実 線は母 指 球で測 定された順応曲線で あ る

．

両 部 位に おけ る順応 量 を 比較し て み る と， 提 示された順 応 刺 激の 振 幅 は中指 先 端と母 指 球で同

一

である に もか かわ らず， いず れの _{周 波 数}に おい て も， 順 応 刺 激 提 示 開 始 後 190秒 経 過 し た時 点で の順 応 量は， 母 指 球の方が中 指 先 端における より大 ぎ くな り， 両 者の聞に は 明 ら か な有意差があっ た （t （

10

）＝ 7

．

81

，

P

〈

，

001）

．

ま た順応曲線は

，

_いずれ_の部 位， いず れの周 波 数で測 定された もの も負に加 速 さ れ た 増 加 関 数と なり， 上に 凸のパ タ

ー

ンを示してい た

．

考 察 　上に述べ た ごと く， 順 応 曲 線は負に加速 さ れ た増 加 関 数のパ _タ

ー

ン と なっ た

．

これにつ い て， 順 応 速 度が， 順 応開始後の時点 ’に おけ る振 動 検 出 腿 値五_（t_）と順 応 最 大時の振動 検出閾 値

Ama

−

x の差に比 例 すると考 えると，

響

〉

一

÷｛

A ・

・x

一

雌

｝

　 　 　 　

・・｝ と な る

．

よっ て

A

（り

一A

（

O

）・

｛

Ama

＝

HA

（・）

｝

｛

1−

・・

p

←

÷

）

｝　

  が得られ る

．

た だ し

A

（

0

＞は順応前の _閾値

，

τは時定数

である

．

〔2｝式は， Berg正und ＆Berglund （1970）に よ り順

応量 を 褒 わす 式 として提 出 さ れた もの と同 様の形 式 とな

っ て い る

．

  式の 順応曲 線の形 状は， 2っの パ ラ メ

ー

タ

A ？

nua

− A

（

D

）と r に よ り決 定さ れる

．

　Fig

．

5 に示し た

中指と母指球で得 られ た順 応 曲線に

SALS

_（statistica 】

aηalysis 　with 　Ieast　squa 「es　fittin9_{；申 川}

・

_{小 柳}

，1982

_；

Oyanagi

＆ Nakagawa ，

1981

）を 用い て （

2

｝式 を あては め る と， いず れの順 応 曲 線にもよくあて は まっ た

．

その と きの Amax

−

A（O ＞とτ の推 定 値を Table　1に示 す

．

中 指と母指球を 比較する と，すべ ての周波 数 条 件につ いて，

Amax− A

_（

O

）の 値 が 両 者の 間で大 き く異 なっ てい るの が わ か る

．

ま た 50Hz 付近 を境と し て

，

刺激 周波数 が高い と きは， そ れが 低い場合に 比べ， 時 定 数 τが 大 き くな る 傾 向が見 られた

．

こ の ことは， 刺 激 周 波 数が高い場 合の 万が 順 応がゆっ くり 進行 するこ と を示し てい る（Fig

．

6）

．

　同

一

振幅の 順応刺激を提示し た とき， 中指と母指球で 順 応 量 が 異 な っ て い る原 因と し て まず 考 えられるの は， 両 部 位に おける機 槭 受 容 単 位 の 密 度 差 で あ る

．

JDhat

】s30n ＆

Vailbo

_（1979a_）は

，

手 指 先 端 部の機 槭 受 容 単 位 密 度の方が手 掌に おけるそ れよ りも高 く， 特に RA ではその比 が

4

倍に達 すること を 見 出し た

，

両 部 位に お け る機械受 容 単 位の_{密 度 差}につ い ては宮岡

・

間 腎（1983 ） も確認 し てい る

．

　こ の よ う な条件下 で

，

例 えばつ ぎの よ う な仮説が可能 で あろ う

．

即 ち， 順応前は， 振 動刺激に対 する各 機 械 受 容 単 位の神 経発射 闘値は 相 互に かな り異なっ てお り

，

そ

Table　1

。

　Parameters 　estimated 　using 　SALS

．

li

・

4_（o_）

_［

蜘

．

端

1

Iniddle 丘nger 　 　 　 　 lOIIz 　 　 　 　25｝セ 　 　 　 　50Hz 　 　 　 100Hz 　 　 　 200Hz 　 　 　 30QIIz thenar 　en ユ｛nence 　 　 　 　 10Hz 　 　 　 　

25Hz

　 　 　 　 50Hz 　 　 　

lGOHz

　 　 　

20011

，

2 　 　 　

300Hz

1

．

251

．

251

．

／4 ］

．

．

021

．

291

．

13

　 　

15

．

8714

．

89

_；

4

．

77 … 3

．

7815

．

405

，

99

4

．

623

．

643

．

632

，

764

，

114

．

86

T

　　

_．

₀₄₁

11

．

2211

．

371

，

721

．

431

．

06 ．

9

．

337

．

387

．

757

，

8

ポ

8．

288

．

38

4

．

09EOI 3

．

88EO王 3

．

21EOI 4

．

39EO1 5

．

74EO1 7

．

10EOI

　 　 　 8

．

29　ト3

，

07EO1 　 　 　

6．

16 ・

3．

06EO1

6

．

38　3

．

87EO1 6

．

14

　

4 ．

03EO1 6

．

85

　5

．

03EOI

7・

32



16

：

47E

°

1

68 _{基 礎 心 理 学 研 究 第 5 巻 第}

₂

_号 ヨ 呈1a

遷

5

畠

K

告 墅 コ 世

詈

器 出

i

5S 　　　　　工臼 臼　　　　　15匿　　　　2曾臼

TIME

　工N　

SEC

〔ユ

N

［〕

Fig

．

_6　The 　comparison 　of　adaptation 　courses 　when

　stimu ］us　frequencies　are　

25Hz

　and 　300Hz

．

　 The

　solid 　line　shows 　the　adaptation 　courses 　of　

25Hz

　and 　the　dotted　line　shows 　that　of　300Hz　nleasured

’

_{at　the　thenar 　eminence}

_．

れ らの うち感度の よい_数個 以 内の受 容 単 位が神 経 発 射 す るこ とで

，

振 動刺激の存 在が 心理 的に検 出さ れ る

．

こ の と き手指 先 端 部 と 母指 球の 間で， 振 動 検 出閾値に あま り 差は みられ ない

．

これ に対し， 順応 が進 行した時 点に お い て は ， 閾 値の低い機 械受 容 単 位の 順応量は大 き く， 閾 値の高い機 威受容単位の_{順 応 量}は小 さ く， 各 受 容 単 位の 神 経発射閾値の分 散が 減少 する； こ の場 合， ある レベ ル （順 応時の振動 検 出 閾 値 付近）で， かな りの 数の 機 械受 容 単位が

一

斉に神 経 発 射 するよ うに なる

．

しか も順応が 進 行し た時点で は

，

振 動刺激に対 する神 経 発 射は不 規 則 と な り， 刺激 1周 期に

1

パ ル ス とい う状 態には達しに く い

。

中 枢で は， これらの神 経 発射情 報を加算し， それが

一

_{定の基 準を超 えると振 動 刺 激を知覚} するのだ と推 測さ れ る

．

こ の場合は

，

振動 検出に 関 与 する機 械受 容 単 位の 数が振 動 検 出 閾 値 を 決 定 する

．

手 指先 端部と母指球で は 機 械 受 容 単 位の密 度が異 なるた め， 同じ面 積の接 触 子を 用い た ときに は， 両 部 位に おける振 動 検 出 閾 値 が異なっ て くるもの と考 え られる

．

心 理 応 答に関 与 する機 械 受 容 単 位の数が順 応 量 を 決 定 するとい う仮 説の 当否につ い て は

，

皮 膚の同

一

部 位で

，

互い に大 ぎ さの異なっ た接 触子 を用い てJl頂応 下の_{振 動 検 出 閾 値}を測 定 し， そ れ らの値の 高 低 を 比 較 する実 験 を 行 うことに より

，

確かめ ること が 出来よう

．

　 また実 験Eで は， 刺 激 周 波 数に よ り順 応 時 定 数が異 な り， 周 波数が高い方が時定数が大と な る結 果 が得 ら れ た

．

機 械受 容 単 位の種 類 と 順 応 速 度 との間になん らか の 関 係 が ある とも考 えられるが， 順 応 が 進 行し た時 点で振 動検出に関 与 する機 械 受容単 位の種 類を同定するのは難 しく， 明確な原 因は不 明で ある

．

　 　 　 　要　 　 　 　 約 　 10

−

300Hz の正 弦波 振 動刺激 を， 4入の 被 験 者の左 中 指 先 端 部と 左 母指 球に提 示し， 振 動 感 覚 順 応 量 を 振 動 検 出 閾 値の変 化とし て測 定した

．

その結果

，

提示 し た すべ ての周 波 数につい て， 申指と母指球の順 応量 は有意 に異 なっ てお り， 母 指 球の方が 大きか っ た

．

神経生理学の 知 見に よ れば

，

手指 先 端 部の 機 槭 受容 単 位 密 度は 母指 球の 密 度の _{数 倍}に達 する

，

本 研 究における両 部 位の順 応 量の 1 差 は

，

こ の機戚受 容 単 位の密 度 差に起 因 する もの と推 測 さ れ た

．

　 　 　 　引 用 文 献

Berglund

，

　

U ．

，

＆ Berglund

，

　

B ，1970



Adaptation

　and

　recovery 　ill　vibrotactile 　perception

．

　PercePtual 　and 　

Mo

’oア　

Ski

〃s

，30，843−

853

．

Gescheicler

，

　

G ．

　A

．

1976 　Evldence　in　support 　of　the

　duplex　theory 　of　rnecllanoreception

．

　 Senso7y

　1丿_yocesses

，

　1

，

　68

−

76

，

Gescheider，　G

．

　A

．

，　Frishna，　R

．

　D

．

，＆ Verrll王o，　R

．

　T

．

　1979　Se］ect 三ve　adaptation 　of　vibrotactile 　thresh

・

　01c］s

．

　

S613

_εo_彡くy

Processes

，3，



37−48．

Gescheider，

　G

．

　A

．

，

＆

Wright ，

」

．

　II

．

　i968 　Effects　of

　sensory 　adaptation 　on 　the　form　of　the　psycho

−

　physical　magnitude 　function　

for

　cutaneous 　vibra

−

　 tion

．

　

fOitrnal

　of　

ExPeri

｝nental 　

Ps

_，

，

cholog ）

’

，77，

308−−

　313

．

Gescheider

，

　G

．

　A

．

，

＆ Wrigbt

，

　

J．

　H

．

1969　Effects　of

　vibrotactile 　adaptation 　olゴthe　perception　of　stim

−

　uli　of　varied 　

intensity

．

_∫oitrnal

Of

　

Ex

_！）eriηnental

　丿？s夕σん010窪γ

，

81

，

449

−

453

．

Goff

，

　G

．

　D

．

］967　Differential　discri皿

inatioll

　of　

fre−

　 quency　of　cutaneous 　mechanical 　vibration

．

　

four

・

　nag　of　ExPerimentag　PsychoJogy

，

74

，

294

−

299

．

Hahn ，

　

J

．

　

F．1966



Vibrotactile

adaptation and re

−

　covcry 皿 easured 　

by

　two 皿ethods

．

　

fournal

　oゲ

　

E

彫）e「

imentai

　

Psychology

，

　

71，

　

655−・

658．

Hahn ，」

．

　F

．

1968　Low

・

frequency　vibrotactile 　adap

−

　tation

．

　∫Ottr」2alo_{ゾ　ExPerimental 　Psychology}

，



78，

　

655−659．

Johanfson，

　R

．

　

S．

，

＆ Vallbo

，

　

A

．

　

B ，1979a

_Tactile

　sensibility 　in　the　

human

　

hand

_：Relative 　and 　ab

−

　solute 　densjties　of　four　types 　of　皿 echanorecep

−

　tive

　_units　

jn

　_{glabrous　skin}

、

　

fournal

《_ゾ／「んysピo’o加

，

　286

，

　283

−300．

Jollansson

，

　

R ．

　

S．

，

＆

Vallbo，

　

A

，

　B

，

1979b

　

Detection

　of　tactile　_stimuli

．

　

Thresholds

　of　afferent 　 units

　related 　to　

psychophysical

　thresholds 　in　the _hu

−

　man 　

hand．

　

fOttrnal

　

Of

　PhysiologJ

・

，

297

，

405

−

422

．

間 野 忠 明

・

宮 岡　徹

1982

単

一

神経 線 維 の 生 理　神経 　 研 究の進 歩， 26

，

248

−

257

．

宮岡　徹

・

間 野 忠 明

1983

　皮 慮 振 動 感 覚 順 応　バイ オ 　メ カニ ズム学 術 講 演会 論 文 集， 4

，

149

−

₁₅₂

_．

宮岡　徹

・

間 野忠 明

1985

　生体の触 覚　応用 物理

，

54

，

ptma･man:=tHbtts

x

vc

g!\tra

ts0 6

_{fiNmaes)[uai;}

₆₉

368-S72.

Miyaoka, T.,Mano, T,,

&

Ful<uda,

H.

1985

otd curves and equal-sensation contours for

low frequcncy vibrotactile stimuli on the

human

glabrous skin.

Iapanese

Psychogog'ical

Research,

27, 145-153,

Mountcastle,

V,

B.,LaMotte, R.H.,

&

Carli,G. 1972

Detectioll

thresholds

for

stimuli

in

humans

and

monkeys:

Comparison

with threshold events

in

meehanoreceptive afferent nerve fibers

ing the monkey

hand,

lburnal

ofA:'europkysielagy',

35,122-136,

FtiJil

MLdiem#ill

1982

itdN=ftVl?C

eeesE

fimJc\Mwuk

Oyanagi, Y,,& Nakagawa. T. 1981

SALS

user's manual

(version

2,5),

University

oi

Tokyo

puter Centre.

Vallbo, A. B.,&

Johansson,

R.

S.

1984

Properties oi cutaneous mechanoreceptors

in

_the

hurnan

hand relatecl to _touch sensatior]. EIbeman

biogQglu

3,

3-14.

Verrillo,

R.

T.

1962

Investigation of

eters of the cutaneous threshold for vibration.

7'he

fottrnal

of

the Aco"stical Sociely

ofAmerica,

34, 1768--1773.

Verrillo,R. T. 1963 Effect of contactor area on

the vibrotactile threshold. The

Jbt{rnag

of

the Acousticai

Society

of

America,

35,

1962-1966.

Verrillo,

R. T.,

&

Gescheider, G.A. 1977 Effect of

prior stimulation on vibrotactile thresholds.

Sen-sory Processes,1,292-300,