情報処理学会 インタラクション 2017
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Mirror Visual Feedback を活用した鏡の移動による上肢の移動感覚の変調
石原由貴†1	
  小鷹研理†1
概 要 :実験心理の分野では，鏡によって隠された一方の手を，鏡面に映ったもう一方の手の像と誤認させることで，隠された手の移動感覚が変調することが報告されている（MVF : Mirror Visual Feedback）．これらの研究は鏡面に映す手が動いていることが前提とされており，鏡面上の虚像の影響のみを純粋に取り出すことはできなかった．そこ
で，本研究は見えている側の手（左手）を一切動かすことなく，虚像が与える視覚刺激が，隠れている側の手（右手）の移動感覚に与える影響を検証するために，鏡と右手の水平位置をそれぞれ独立に，異なる速度で制御する装置を作成した．被験者実験において，鏡と右手を種々の速度条件で 4 秒間移動させたのちに，右手が左右どちらに動いたかを解答させたところ，被験者の主観的な移動方向は，実際の移動方向に対して，虚像の移動する方向にバイアスを受けることが分かった．さらに，この移動方向の変調の程度は，両手の姿勢が一致している時に，より強くなった．以
上の結果は，MVF によるリハビリテーションに対する新たな応用を示唆するものである．

Mirror's movement distorts sense of hand motion
ISHIHARA YUKI†1	  KODAKA KENRI†1	  	
 Abstract: MVF (Mirror Visual Feedback) is known as the way of affecting sense of hand location using mirror,
whereas how MVF affects illusory sense of motion remains unclear when the visible hand is fixed. We made an
original MVF box containing movable mirror and a movable stand for the right hand, to probe the effect of their
movement on sense of motion. In the experiment, eight participants were asked to answer “right” or “left” for the
subjective motion’s direction of the right hand after their horizontal movements in various situations. The
results showed that the sense of motion in the right hand was strongly affected by the mirror’s motion,
regardless of both hands posture, while the effect of the distortion was especially stronger when both hands areanatomically congruent with each other.

1. 背 景	  	 このように MVF は虚像による視覚と，鏡面手前の手を動かした際に起こる固有感覚の複合感覚により，鏡面背後	  鏡はその表面にもう一つ世界を映し出す．鏡の模倣力をの手の位置感覚や運動感覚を変調させる[11-18]．この変調

利 用 し た 実 験 と し て ， 我 々 の 身 体 を 錯 覚 さ せ る Mirrorの強度は，鏡に映し出された虚像に対し，いかに身体所有

Visual Feedback（MVF）がよく知られている．この実験で感（Body Ownership : 我々が普段自身の身体に対して自然は被験者の両腕の間に鏡を立て，被験者の一方の手のみをに抱いている「これは自分の身体である」という感覚）を鏡に映し出す（以下，この鏡に映り込む手を「鏡面手前の抱くことができるかどうかに関わっている．身体所有感を手」と呼ぶ）．鏡に映る手の像を見ながら鏡面手前の手を動変調する，MVF と類似した認知科学的実験の 1 つに，Rubber

かすと，鏡面上の手の像（以下，虚像と呼ぶ）が，視界か

Hand Illusion (RHI)[19]が挙げられる．RHI は被験者の目のらは隠されているはずのもう一方の手（以下，「鏡面背後の前に置かれたゴムの手を実験者が触るのと同時に，隠され手」と呼ぶ）そのもののように感じられるだけでなく，動た被験者の手に対しても同じ箇所に触覚刺激を与えることいていないはずの鏡面背後の手が動いているかのような感で，ゴムの手に身体所有感を抱くようになる実験である．

覚を生み出す[1][2]．この錯覚は片腕が無い場合や麻痺してMVF も RHI も現実の手から形態の似た偽物の手に身体所いる状態においても起こり，幻肢痛や知覚運動障害，片側有感が移動することにより，被験者は上肢に関する様々な不全麻痺などへのリハビリテーションに応用されている属性を誤認する．Metral らの MVF の実験では，鏡面背後[3-7]．MVF がこうしたリハビリに有効なのは，それまで失の腕の肘部分を固定した状態で，両手の上下運動を行った

われていた脳の運動指令に対する隠された側の手の視覚的際，それぞれの位相のずれが大きくなればなるほど，錯覚なフィードバックが，虚像によって与えられるためと考えの効果が減退することを報告した[11]．これは，疑似身体られている．また近年では，虚像による視覚の影響に加えと実際の身体との距離が大きくなるほど身体所有感変調のて，左右の手の固有感覚が同期し変化することに起因する効果が低下するという，RHI で観測される一般的な特徴と鏡面手前の手の固有感覚の影響も，MVF における錯覚を引

一致している[20]．また，MVF 中の鏡面背後の手の運動意

き起こす要因であるとして関心を集めている[8-10]．

思と視覚的な運動が一致する場合に錯覚がより強く，一致†1 名古屋市立大学
Nagoya City University	  	
 © 2017 Information Processing Society of Japan

しない場合に弱くなる報告もされている[12]．これに関しても，能動的な動作が擬似身体と同期した場合には錯覚が97情報処理学会 インタラクション 2017
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強化されるという RHI の実験の報告と類似している[21]．

移動感覚＞のそれぞれが，複合的な移動感覚に対してどの

さらに，こうした腕の移動感覚の変調は上下運動のみに留ようなバランスで寄与するのかについて詳細に解析するこまらず，平面的な動作に関しても適用される．例えばとが可能である．とりわけ，重要な点は，恒常法を採用す

Holmes らの実験[17][18]では，鏡を挟んで左右に配置されることで，それぞれのモダリティーで矛盾した移動感覚をた手を同時に動かした後に，鏡面背後の手のみを指定され与えたときの均衡点（=主観的な静止ポイント）が割り出た位置まで移動させる課題を与えたところ，虚像をマスクされることにある．加えて，本実験においても先行研究同した対照条件と比べて到達誤差が増大するというという結様，視覚に由来する移動感覚が MVF における身体所有感果が得られている．一方で，左右の手に異なる動作をさせに基づいたものであるか否かを確認するために，左右の手てから課題を行った場合には，ターゲットへの移動精度がの姿勢が同期しているかどうかの要因の影響についても検向上したことから，虚像が誘発する位置感覚の変調の程度証した．

は，身体所有感によって左右されていることが示唆されている．
	  MVF に関するこれらの先行研究は，いずれも視覚的に動2. 実 験

いている虚像を提示するにあたって，鏡面手前の手の動き

本実験では以下の 3 点の検証を行なう．

が伴うことを前提としている．先に述べたように MVF で(1) 鏡面手前の手を完全に動かさない状態で，鏡の移動には，虚像による視覚的影響に加えて鏡面手前の手の固有感

よって運動する虚像を提示した際，鏡面背後の手の移動

覚や運動感覚が，鏡面背後の手の属性に影響を及ぼすこと感覚を生み出すことができるかが知られている．したがって，仮に，鏡面背後の手の運動(2) 本実験において発生した移動感覚において，虚像による感覚の発生において，虚像による視覚的影響のみを取り出

視覚的移動刺激と鏡面背後の手の固有感覚がそれぞれそうとするならば，「鏡面側の手を一切動かさないままに鏡どの程度寄与しているか

面上の虚像のみが動く」というような特殊な機構が必要となるであろう．このような思考実験を具体化する第一歩として，筆者らは昨年度，機械的な機構を用いて，鏡面のみ(3) 純粋な視覚のみに由来する移動感覚が，身体所有感に基づいたものであるかどうか
2.1 被 験 者

を水平方向に移動制御することで，鏡面手前の手の動きに	
  被験者は 8 人の大学生（男性 3 名，女性 5 名）である．

かかわらず虚像を移動させる装置を制作した．この装置を，2.2 装 置

卒業制作展等で複数人に体験してもらったところ，アンケ	  本実験のために制作された可動式のミラーボックスを用ートレベルでは「鏡の向こう側にある手が動いているよういる．これは面に対して垂直の方向に動くことのできる 30に感じる」という感想を多くの人から聞くことができた．

x 45 cm の鏡と，底面の板から 13cm の高さに手を置くこと

本研究の主要な目的は，本装置の効果を，心理実験によりのできる手置台（厚み 1cm）を左右に有している．これら

適切に統制のとれた状態で計測することで，MVF においての台は鏡から左右 15cm ずつ離れた位置に配置される．人発生する擬似的な手の移動感覚における視覚的影響が果た

差し指の先端を置く位置の目印として，台には手前からす役割をより詳細に検証することにある．

30cm の部分にシリコンの突起が貼り付けてある．鏡面側に	
  以上の目的に照らしたときに，最も簡易な実験系は，鏡ある左手を置く台は非可動式であるが，鏡背面にある右手を左右に動かしたうえで「鏡面背後の手」に移動感覚を感を置く台は鏡と同じく可動式となっている．この装置はテじたか否かをアンケートで問う事である．しかしながら，ーブルを前にした被験者に対し鏡面が左側となるよう置か

このような手法では，1)視覚によって確認される鏡の物理れる．また，鏡の右側は黒の布と板で覆われ，被験者が覗的移動の有無を移動感覚の有無と短絡する「肯定バイアス」

き込めないようにした．

の作用が懸念されるとともに，2）仮に虚像のみによる移動	  可動式となっている鏡と右手の台は，リニアアクチュエ

感覚が確認された場合にも，それが固有感覚に由来する移ータ（Firgelli : L16-P Miniature Linear Actuator 140mm 150:1）

動感覚にどの程度影響するものなのかは全く不明のままでを Arduino と Processing で制御することで動作する．動作ある．そこで，本研究では，鏡に加えて鏡面背後の手を短時に起こるモーター音の影響を抑えるため，実験中，被験時間だけ同時に移動させたうえで，鏡面背後の手の移動方

者にはヘッドホンを装着してもらい，モーターが動いてい向を問う二肢強制選択法による恒常法を採用する．ここでる間，ホワイトノイズを聞かせた．このモーターや音の制

重要なのは，鏡と鏡面背後の手の移動方向は独立に決定さ御は Processing によって自動で行われ，被験者が手を動かれるため，視覚的な運動方向と固有感覚に与えられる運動

す等の操作を行なう必要は無い．また，被験者から見た鏡の方向は一致したりしなかったりする点にある．これによ

面への写り込みの影響を少なくするため，無地の壁が鏡のり，肯定バイアスが除去されるとともに，＜視覚に由来す

正面（被験者の左側）となる位置で実験を行った．

る移動感覚＞と＜（鏡面背後の手の）固有感覚に由来する© 2017 Information Processing Society of Japan98

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2.3 刺 激ンを提示できる範囲で，ランダムな順に行っている．また，	  左手の台は固定されているが，鏡と右手の台は被験者か

鏡と右手の台の位置は 1 セットを終える毎に初期位置まで

ら見て左右に動くようになっている．4 秒につき，鏡は戻される．

16(mm)，右手の台は 4，8，12，16，20(mm)の距離を進む

	  また，本装置においても虚像に対する身体所有感の影響ことができる（図 1）．但し，後述する装置の精度の問題で，が現れるかを確かめるため，手の形態同期環境条件として

図 1 の Hand Movement 部分の円に対応する範囲で誤差が見左手と右手の姿勢が共に台を握り込む形である Congruent

られ，目標の距離から前後することがあった（詳細は 3.1

環境，隠された右手が台を握り込み，左手は仰向けに手を節）．これらの移動速度は非常に低速であるが，大部分は移配置した Incongruent 環境の 2 環境を用意した（図 2: 2 環境

動知覚が可能な速度である．Pickett らによると，関節がの違いは白丸の部分）．どちらの環境も，台に付けられた印

passive に変位する際の移動知覚の検出閾値は，およそ秒速が人差し指末節部分に当たる姿勢となるように位置を定め

0.3deg であるとされている[22]．この速さは，本実験の手

た．鏡面手前の手となる左手は 1 セットを終える毎に姿勢の移動速度に換算すると，およそ＜6mm / 4 秒＞に相当すを変え，1 人につき手の形態同期条件を 2 度ずつ，計 4 セる（前腕長を 30cm で計算）．従って，本実験における手のットの 396 試行を行った．
（ 実験者は被験者を半数ずつに分移動速度の大部分（8，12，16，20 mm / 4 秒）は，固有感

け，最初にとる姿勢が Congruent 環境のグループと，最初覚の上で移動感覚として十分に検出可能な速度である．

にとる姿勢が Incongruent 環境のグループに振り分けている．）

Mirror Movement

Congruent-16 16 (mm/4sec)

I n co n g r u e n t

0

Right

Left

Separation-20 20 (mm/4sec)

Attraction

Incongruent
OR-16 16-12 12
-8 8
-4 4

図 2	
  手の姿勢による鏡の見え方の違い

0

Figure 2	
  Appearance of two anatomical conditions

Hand Movement

Congruent
2.4 手 順図 1	  鏡と右手の動作イメージ	  被験者は装置が置かれた机の前に座り，ヘッドホンを装

Figure 1	  Relation between two hands and one

着する．また，鏡の裏側を見ることができないよう，実験

imaginary hand on mirror in two posture conditions

者によって肩に黒い布をかけられる．被験者は左側から鏡面を覗き込む姿勢をとり，鏡面側の台に左手を，裏側の台	  鏡と右手を置く台は 1 試行につき等速かつ同時に 4 秒間に右手を置く．右手を置く際は中身が見えないよう，実験移動する．この時，鏡は初期位置から同方向への動作 2 回者が手の位置へと誘導した．

分・32mm よりも大きく離れない範囲内で動作するように

	  上記の準備を終えた後，実験者は被験者に対し「実験中した．同様に，右手の台は初期位置から一度の移動の最大には常に鏡の中に映る手を眺め，写り込んだ手を自身の右移動量・20mm よりも大きく移動しない範囲内で作動する手だと思うようにしてください」と説明し，鏡と右手の台（ただし，実験装置の移動速度のノイズにより，範囲外にを実際に 1 試行分動かしてみせた．モーターは動き始めてはみだすこともあった）．また，この速度変数には鏡ないしから 4 秒経過すると自動で停止し，同時に鳴っていたヘッ

右手が動かない場合，両方が動かない場合も含まれる．前

ドホンからのホワイトノイズも止まる．被験者にはこの音

述の速度と動かない組み合わせを足し，鏡の移動速度 3 種が鳴り止んだ瞬間，「ノイズが鳴っている時に自分の右手が（図 1:Mirror Movement 部分）x 手の移動速度 11 種（図右と左，どちらに動いたと感じたか」を可能な限り早く口

1:Hand Movement 部分）の計 33 通りの動きのパターンを 3頭で答えてもらった．この際，被験者が「右手は動いてい度，計 99 試行を 1 セットとして扱った．刺激の提示は先にない」「どちらか分からない」と感じた場合であっても，強述べた移動範囲を守りつつ，33 回毎に一通りの刺激パター

制的に右か左かを選ぶよう指示した．また，被験者が実験© 2017 Information Processing Society of Japan99

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2017/3/2の流れを掴むまで装置を動かし，2 回程度左右を答える練件）．緑色は鏡が動かない条件（Pause）である．

習を行った．実験が始まると，実験者は被験者の回答を 1

	  被験者毎の RA 平均を示したグラフが図 3 である．この試行毎に PC に打ち込み，入力後直ちに次の試行を行った．

グラフにおいて算出された近似曲線のうち，RA が 50%を

1 つ 1 つの試行は連続して行ったが，1 セットを終える毎に示 す 部 分 の 右 手 の 移 動 量 を PSS （ Point of Subjective

2 分間の休憩を挟み，被験者には手を台から離してもらい，

Stationary : PSS ）と呼ぶ．これは，これまでモニタ上の視楽な姿勢をとらせた．

覚刺激に対する心理実験で採用されてきた指標[23]である
一方，被験者自身の身体の移動感覚に対して適用されたことはない．移動方向の回答の均等点である PSS は主観的に

3. 結 果左右どちらに動いているのか判断がつかない，主観的な静3.1 分 析 方 法

止ポイントに対応している．これを各条件間で比較するこ	  個々の被験者の結果を付録 A.1 に示す．横軸は右手の移とで，鏡の移動による影響と鏡面背後の手の移動による影

動速度を表している．この値は被験者から見て左方向を正響が及ぼす詳しい割合を確かめることができる．

の値とし，右方向を負の数としている．右手の移動速度は，

	  また，鏡が静止状態の際の PSS を基準として，Attraction・

実験装置の精度上ばらつきが不可避であったため，-22，-18，

Separation 条件における PSS を再計算したものを ΔPSS と-14，-10，-6，0，6，10，14，18，22mm の範囲（-22〜-6する（具体的には各値から Pause の PSS を引いたもの）．

は値+4 未満・値-4 以上，0 は-2 以上・2 以下，6〜22 は値

これにより，鏡が移動することによって，鏡面背後の手の-4 超・値+4 以下の範囲を含む．この範囲は図 3:グラフ下の移動判断の基準がどの程度変化したのかについて，

薄青半円部分に対応）別に集計し，平均値を算出した（移Congruent 環境と Incongruent 環境との間で比較することが動速度はリニアアクチュエータから返ってくる移動前後の可能となる．

位置の値から算出）．0 のみ適用範囲が小さいのは，動きの無い速度であることから，より微細な範囲設定の必要性を

Average
1.00

感じたためである．また，この速度のノイズは被験者の装動かなかったことから，突然大きく動き出す，といった急激な動作があったとは考えにくい．よって，動作の不安定さによる被験者の回答への大きな影響は無かったと考えら

0.75
0.50

いが，速度が低速であること，被験者の手が台の稼動中にCongruent0.25

そのため，移動刺激が 4 秒間一定の速度であった確証は無responce
ratio of “attractive”
Ratio
of “Attractive”
response

置への圧のかけ方等が原因となって起こったと考えられる．

Incongruent
Attraction

れる．また，これらの横軸の値は鏡の移動速度（16mm/4と答えた率，つまり右手が左手側に近づいたと答えた割合（Ratio of “Attractive” response : RA）をとっている．

Separation

0.00秒）を基準とした単位に変換した．縦軸は「左に動いた」

Pause

−1.5

−1.0

−0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

hand movement (1 = 16mm / 4sec)

-22

-18

-14

-10

-6

6

10

14

	
  グラフ内の円は実測値であり，曲線は実測値から算出し

図 3	
  各条件下での RA 平均

た近似曲線（シグモイド曲線）である．これは以下の式を

Figure 3	  Average of RA

18

22 (mm/4sec)用いており，a と b は R を用いて算出されている．
3.2 鏡 の 移 動 に よ る 影 響

y=

1
1+ e

−a(x −b )	  鏡の移動による右手の移動感への影響を調べるため，各条件の PSS を比較した．図 4 グラフは，鏡の移動速度別 PSS

数式 1	
  近似曲線の計算式の平均を手の一致条件毎に示したものである．鏡の動き毎

Equation 1	
  Formula of sigmoidに PSS 値の比較をするため，対応のある 1 次元分散分析を€行ったところ，Congruent，Incongruent 環境ともに，鏡の移この曲線は後述する PSS という値を算出するためにも用い

動速度による PSS 平均に差があることが 0.001%以下の強る．また，実線と塗りつぶされた円は Congruent 条件を，い水準で得られた．そこで各鏡の移動速度別に比較を行な

点線と白抜きの円は Incongruent 条件を表す．さらに，塗りうため，手の形態同期環境毎に Holm 法による多重比較を分けられた 3 色は鏡の移動条件を表している．紫色は鏡が行ったところ，全ての鏡の動作条件下で有意な差が得られ右側に動く，鏡面上の虚像が視点から遠ざかっているようた．（表 1）に見える条件（Separation 条件）．赤色は鏡が左側に動く，虚像が手前に近づいてくるように見える条件（Attraction 条© 2017 Information Processing Society of Japan100

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いるか否かにかかわらず観測されることが示された．
PSS (Congruent)455%+6#"*'&72"8%9'#:;<)#*3%

3.3 手 の 形 態 同 期 の 影 響	  Congruent 環境と Incongruent 環境間の比較を直接に行な
***

***

うため，ΔPSS を比較したのが図 5 のグラフである．先ず，)*+,-./0&*

1,234&
546,+,./0&

Attraction 条件における ΔPSS を手の形態同期環境間比較するため，対応のある t 検定を行った．すると，Incongruent
よりも Congruent 環境の方が有意に低い結果が得られた* p < 0.05*** p < 0.01!"#$%&!"&!'#(%&!'#%&!'#$%&

'&

'#$%&

'#%&

'#(%&

"&

（t(7)=3.53，p<0.01）．鏡面上の虚像が手前に近づいてくる
時，両手の形態が一致している場合の方が，一致していな"#$%&!"#$%&'()&)#*+,-,.&&/01)23%い場合よりも錯覚を受けやすくなるこの結果は，Congruent
環境時，虚像に対する身体所有感が移動感覚の変調に影響

PSS (Incongruent)455%+6#"*'&72"8%9#2'#:;<)#*3%

を及ぼすことを示している．
	  しかし，Separate 条件では ΔPSS における手の形態同期****

条件間の有意な差は見られなかった．
（t(7)=1.51，p=0.17）．
)*+,-./0&

ΔPSS (Attraction)
566&,7899(9&:&;<9#3=($4&*1,234&
546,+,./0&* p < 0.05*** p < 0.01!"&!'#(%&!'#%&!'#$%&

'&

'#$%&

'#%&

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"&

"#$%&

***

!"#$%&!"#$%&'()&)#*+,-,.&&/01)23%)*+,-./+0&
1+2*+,-./+0&

図 4	
  PSS における鏡の移動条件間の比較* p < 0.05*** p < 0.01

Figure 4	  Comparison of PSS among three kinds ofmirror movement!"#$%&!"&!'#(%&!'#%&!'#$%&

'&

'#$%&

'#%&

'#(%&

"&

"#$%&

!"#$%&'()*'*$+,-.-/''012*34&

表 1	
  PSS 値の比較（Holms 法による多重比較:対応あり，

ΔPSS (Separation)
566&,7899(9&:&6*;#9#<($4&df は全て 7）
Table 1	  Comparison of PSS
鏡の速度

p<0.001

Separation-Pause

p<0.05p<0.01p<0.01p<0.05p<0.05

Attraction-Separation
IncongruentpAttraction-Pause

Attraction-Pause
Separation-Pause
Attraction-Separationn.s.(p = 0.17)

手の同期条件Congruent)*+,-./+0&
1+2*+,-./+0&* p < 0.05*** p < 0.01!"#$%&!"&!'#(%&!'#%&!'#$%&

'&

'#$%&

'#%&

'#(%&

"&

"#$%&

!"#$%&'()*'*$+,-.-/''012*34&

	  先に述べたように，PSS は主観的に鏡面背後の手がどちらの方向に動いたのか判断ができない状態の時の右手の移図 5	  ΔPSS における手の一致条件間の比較

動速度を表している．例えば，Congruent 環境における，鏡Figure 5	  Comparison of ΔPSS between Congruent

が手前に移動する際の PSS 平均は-0.62 である．これは，and Incongruent conditions

右手が鏡から離れる方向に動いたとしても，右手の速さが10.0mm/4 秒を超えない限りは，実際とは逆の移動方向が平均的に多く感知されていることを示している．同様に，鏡が視点から離れる際は，右手が手前に近づいていても，その速さが 11.4mm/4 秒を超えない限り，平均的に，感知される手の動きは鏡の動きに従ったものとなる．このような

4. 考 察	  結果の詳細な考察の前に，本実験の課題において被験者が下していた左右の判定が，右手の移動前後の姿勢差分によるものではなく，右手の移動に伴って生じる固有感覚の時間的な知覚に基づくものであることを以下で確認する．

傾向は，Incongruent 環境でも同様に観察されたため，鏡に本実験において，移動前後の右手差分は最大でも 20mm でよる鏡面上の虚像と隠された本物の身体の姿勢が一致してある．この距離は，固有感覚の解像度に照らしたときには，© 2017 Information Processing Society of Japan101

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それほど大きな値とは言えない．実際，RHI の錯覚効果をによる視覚的な移動刺激の強度は鏡面背後の手の固有感覚検証するうえで一般的な指標とされている proprioceptiveの強度と比べ，Congruent 環境下の Attraction の場合 0.31 倍，

drift（固有感覚の移動量）を計測する実験では，錯覚の有Separation の 場 合 0.36 倍 で あ る こ と が 分 か っ た ． ま た

無にかかわらず，手の位置感覚が 20mm 以上の誤差を持つ

Incongruent 環境下の虚像の影響は Congruent 環境よりも低ことは少なくない[24][25]．一方で，第 2 章でも指摘した通くなっている．このことは後述の虚像に対する身体所有感り，移動知覚のための関節角速度の閾値は，上肢の平行移の強度と関係すると考えられる．これまでの移動感覚に関動に変換するとおよそ<6mm / 4 秒>となり，その解像度は，連した MVF 研究において，特定条件下における移動感覚

絶対的な位置感覚と比較すると十分に細かい．さらに，図の強度の計測のみではなく，各条件（本研究での虚像によ3 で確認できるように，鏡の動きを無視できる Pause 条件

る視覚的な移動刺激と鏡面背後の手の固有感覚）が背後のにおける応答曲線の 75%弁別閾値は＜6mm / 4 秒＞付近に手の移動感覚の変調にどのようなバランスで寄与している

存在している．これらの事実は，（少なくとも虚像が動かなのかを算出したことは，本研究が初めてとなる．

い状況下では）被験者の左右判定が，移動前後の右手の姿	  次に，本装置を用いることによって身体所有感が移動感

勢の違いではなく，短い時間の移動中に発生する角速度知の変調の程度にどのように影響するかについて議論する．

覚に基づくものであったことを強く支持している．一方で

図 5 の結果から，視覚と固有感覚が矛盾している場合の錯

右手の移動と同時に，鏡が左右に移動するケースでは，鏡覚効果は，虚像と見えない手の形態が一致していない場合に映された視覚像の時間変化（あるいは位置差分）もまた，でも生じている．通常，錯覚の誘起に身体所有感が関わる

左右判定の基準となり得る．しかし，この場合も，右手の場合，形態的な一致が無い場合には錯覚は起こりづらくな

固有感覚の時間的知覚が無視されているわけではないことることから，この点は，本実験の錯覚効果と身体所有感とは明らかである．実際，仮に視覚のみを判定基準として採の繋がりが希薄であることを示唆する．しかし，本実験で用するならば，鏡が動く条件では，完全に鏡の移動方向には能動的な手の動作が存在しなかったために，手の形状の従った回答となるはずである．しかし図 3 において見られ差異が積極的に顕在化しない状態であったと考えられる．

る応答曲線は，鏡が移動する条件（Attraction，Separation）

そのため，虚像と本物の鏡面背後の手の形状が異なるであっても，Pause 条件において得られたシグモイド曲線

Incongruent 環境であっても，少なからず身体所有感が生じの形状を維持している．すなわち，本実験において鏡面背ていた可能性がある（つまり，異なる形状の手を自分の手後の手に生じた移動感覚は，虚像による視覚的な移動感覚のように感じていた可能性がある）．この点は，今後，例えと，鏡面背後の手の固有感覚に由来する移動感覚とが複合ば，手をマスクするように，物体などを虚像として投影す

的に統合されることで形成されたものである．したがって，ることで，より精緻な解析が可能となるはずである．その固有感覚に由来する移動感覚は，虚像が呈示されたことに一方で，PSS の移動量が，全体的に Congruent 環境の方がより排除されたのではなく，変調されたと考えるのが自然

強かったことは，虚像に生じている運動が自分の身体に生である．

じているものと錯覚させるうえで，虚像に対する身体所有	  本実験によって起こる移動感覚の変調度については，図感の大小が重要なパラメータとなることを示している．

4 の PSS から読み取ることができる．前述の通り，形態同

Incongruent 環境に対する Congruent 環境の錯覚効果の強さ

期環境別に見た鏡の移動速度条件の間には有意な差が見らが，Separation 条件と比較して Attraction 条件でより強かっ

れ，被験者の移動感覚は鏡の移動方向へとバイアスがかかた点も，本実験で観測された移動感覚の変調が，身体所有っていることが分かった．この変調された移動感覚におけ感の変調をトリガーとしていることを示唆するものである．

る，虚像による視覚的な移動刺激と固有感覚の寄与のバラ

なぜなら，そもそも RHI は身体近傍空間外に向かって一定

ンスは，鏡面背後の手の移動速度と応答曲線（図 3）との距離はなれると，生じないとされているためである[20]．

関係性を見ることで算出可能である．鏡の移動距離はアク

なお，個人毎のデータを扱った際，S4 の被験者のみ，鏡のチュエータによる水平移動の量である．虚像は鏡面手前の影響が殆ど出ていなかった．身体所有感の移動を取り扱う

手を反射した像であるため，虚像は常に鏡面手前の手と鏡錯覚において，影響を受けない人がどのような特徴を持っの間の距離を，鏡の奥へととった位置に現れる．つまり，ているのかは議論されているところである．例えば Asai．

虚像による視覚的な移動速度は，鏡の移動速度に対して 2

T の研究では，共感や統合失調症の度合いが高いと RHI は倍となる．それを踏まえると，虚像は Attraction 条件で 2，

起こりやすいと報告されている[26]．本研究においても，

Separation 条件で-2 の速度で移動するため，PSS の値が現行の実験と合わせ，被験者のバックグラウンドをアンケ

Attraction 条件で-2，Separation 条件で 2 の値をとった時に，ート等によって調査することで，視覚刺激が与える固有感

被験者は鏡面背後の手が左右どちらに動いたのか分からな

覚への影響が低いことが何を指し示すのか，調査し，議論い状況となり，虚像による視覚的移動刺激が鏡面背後の手をしていきたい．

の固有感覚を,ちょうど打消す状態となる．実際には，虚像	  本研究は MVF 研究において初めて，鏡面手前の手を一© 2017 Information Processing Society of Japan102

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切移動させず，鏡の移動による虚像の視覚的な動きから鏡ている状況下であっても，鏡面背後の手の移動感覚が変調

面背後の手に移動感を与える手法を提唱し，その効果を確することを確認した．さらに，この効果が，虚像と隠されかめた．これは従来利用されてきた MVF のリハビリテー

た手の姿勢の不一致によって減退することを確認するととションにおいて，鏡面手前の手を動かす必要のない治療方

もに，複合的な移動感覚が生じるうえで，視覚情報と固有法を確立できる可能性を示している．例えば CRPS（複合

感覚の情報がどのようなバランスで統合されるかについて，

性局所疼痛症候群）の治療例では，患者が身体部位の一部

重要な知見を得た．こうした身体性の錯覚の原理・強度をが，従来あるべきはずの場所よりもずれた位置にあるよう明らかにすることは，事実と異なる出来事を，少ない環境に感じ，痛みを感じる病状報告がなされている[27]．この装置によって効果的に生々しい現実として体験させる手段

際，MVF 治療は有効であるものの，患者が怪我や筋肉の衰の発見に繋がる．それは MVF の従来の利用方法であるリえによって鏡面手前の手を動かせないケースは十分に考え

ハビリテーション，また発展途上にある VR 等のコンテン

られる．この時，可動式の鏡を備えた MVF 装置を用いる

ツ設計の基礎的研究につながっていくことが期待される．

ことで，片腕を動かすことなく，リハビリテーションを行

さらにこれらの研究には「我々が揺らぎないものとしてなうことができるだろう．類似の研究として，鏡に特殊な日々感じている身体がいとも容易く変調してしまう面白

レンズを用いて虚像のサイズを変調させることにより，痛味」，そして「容易く変調してしまう自己の存在への問いかみを軽減させたという報告があることからも[28][29]，視覚け」が内包されている．今後も身体性の錯覚研究を通じ，のみの干渉によって病状を改善できる可能性は十分にある．

我々がどのように身体，そして自分自身を感じているのか

また，本研究では装置にリニアアクチュエータによる自動を探っていきたい．

制御を取り入れているが，これを現場に適用させることに

謝 辞 	
  本研究の一部は，JSPS 科研費 15K21281 の助成をよって，補助者無しでの治療を行なうことができる，運用受けたものです．記して謝意を表します.

方法への応用の可能性も秘めている．
	  リハビリテーション以外にも，VR 等の現実の身体空間

参考文献と仮想的な身体空間に差異を引き起こすコンテンツへの応[1]用も十分に考えられる．VR においてよく用いられる手法に，一定方向の視覚的運動パターンを見ている際，パター
ンと逆の方向に観察者が動いているように感じる錯覚
Vection がある．これは身体全体の移動感を作り出すものとして利用されている．対称的に，本実験では単に視覚刺激を与える簡易な手法を用いつつも，従来 VR で行われてきた身体全体での移動感の付与ではなく，特定の身体部位だけを狙って移動感覚を与える手法を用いている．この錯覚を起こすメカニズムを解明し，VR 内のコンテンツ設計に当てはめることは，VR 内の操作体験の自由度を高める環境づくりにつながる．例えば，VR コンテンツ内に提示されたオブジェクトに対しユーザが手を伸ばす操作を行った
際，ある程度の移動方向の齟齬が発生したとしても，コン
テンツ内で表示されるユーザの身体の一部（アバタの手）が正確にオブジェクトに向かって手を伸ばした像を提示することで，ユーザは移動方向の齟齬を感じない可能性がある．これを実現することは，VR 内でのスムーズな操作感を提供することにつながる．但し，本研究では外部の移動装置による受動的な移動感覚を取り扱ったため，隠された身体の能動的な動きによる影響も引き続き調査する必要がある．

5. む す び	  本研究では，MVF 環境において，視覚刺激から得た身体像の移動が，鏡面背後の手の移動感覚に及ぼす影響を検証する実験を行い，鏡の移動により，鏡面手前の手が静止し© 2017 Information Processing Society of Japan

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IPSJ Interaction 2017

© 2017 Information Processing Society of Japandistortion of a limb modulates the pain and swelling
evoked by movement. Current Biology, 18(22), 1047–1048.

付録
付 録 A .1 各 個 人 の R A の 平 均 グ ラ フ	  実験で得られた各個人の RA 平均のグラフをここに示す．
なお, グラフの読み方は 3 章の結果を参考のこと．

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