2018年度日本認知科学会第35回大会

OS11-2

主観的な重力方向の反転を促進させる因子の検討
What Promotes Reversal of Illusory Gravity Direction?
小鷹 研理†
Kenri Kodaka†

名古屋市立大学芸術工学研究科
Graduate School of Design and Architecture, Nagoya-City University
kenrikodaka@gmail.com

Abstract

とっている. すなわち, 典型的な幽体離脱では, 主観This article explores multiple factors that promotes reversalof illusory gravity direction, that may deeply be related tooccurrence of out-of-body experience. Especially, the author
examines the effect of the postures (Supine/Upright/Prone)of HMD’s wearer and the avatar’s body orientation（Front/Back/Above/Below）. Two kinds of subjective
experiments applying the vection paradigm suggest that thereversal of illusory gravity direction in HMD space tends tooccur under the artificial conditions (Supine, Front/Above)that are deeply close to the typical spatial situations reported
for the out-of-body experience.

的に感じられる重力の方向が反転していることがわかる. 以上を踏まえ, 筆者らは, 主観的な重力方向を錯覚させることが, 幽体離脱的な投射を引き起こす上での一つの要件となっているという仮説を採用し, そのような錯覚を生み出すための条件を探るプロジェクトをすすめている.
前記の重力反転は, 実験室において Full Body
Illusion を誘発する VR 環境で確認されている（図１の down group）. Ionta らは, 仰向け状態で HMD を

Keywords ― Out-of-body Experience, Sense of Gravity,Vection, Body Orientation, Full-body Illusion

装着した被験者が, 視線の先に呈示された, （被験者と同じ方向を向いている）アバターをちょうど背面から1.

はじめに凝視するとき, 1/3 程度の被験者が, アバターを上から仮想空間において, 対面や距離的にもレンジの広い見降ろしているような主観状態に転ずることを明らか状況が想定されうるアバターに対して, プレイヤーのにした（Ionta, 2011）. この実験パラダイムは, その後,身体所有感を投射することは原理的に不可能である

Pfeiffer らによる一連の実験に引き継がれ, そのよう（Blanke, 2012）. つまり, 身体所有感の投射に拘るな重力反転の起こる頻度は, 呈示されるアバターの傾限り, プレイヤーは, 仮想空間でアバターに生じた出き（Pfeiffer, C. et al, 2014a）, 視覚的に暗示される重来事を文字通り自分自身の身体に生じたものとして受力の方向（Pfeiffer, C. et al, 2016）によって影響を受け止めることができない. 他方, 幽体離脱は, 身体かけること, さらに, 重力反転の起こりやすさに関わるら視点が空間的に分離してもなお, 大元の身体に対す個人差は, Rod-Frame Test で分類される「場依存 - 場る所有意識が損なわれない認知現象である. 従って,独立」の対立で部分的に説明できることを明らかにし幽体離脱中に自分の身体を俯瞰する認知モードを, プてきた.

レイヤーの視点とアバターの視覚イメージとの関係に適用することは有用である（小鷹, 2017）. しかし, 幽体離脱を実験室で誘発する手法は未だ確立されていな
い.
種々の文献によれば, 健常者が遭遇する幽体離脱の73%, 脳疾患に起因する幽体離脱の 80%が, 仰向けの状態で経験されていることが指摘されている（Blanke,2012）. さらに, この際, 身体から切り離された視点は,多くの場合, （実環境においても実験環境においても）上方へと移動し, 天井からぶら下がるようにして自分自身を見下ろすような主観的状態がとられる（Blanke,
2002）. このとき, 寝ている身体を見下ろす主観的な

図１ Blanke のグループで採用されているFull Body

水準の身体の姿勢（うつ伏せ）は, 実際の物理状態（仰Illusion の実験パラダイムを示した図（Pfeiffer, C.

向け）を（正中線を軸として）180 度回転させた形をet al, 2014b の図２に修正を加えたもの）

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OS11-2以上の知見は, Full Body Illusion の実験パラダイム

2. 実験１2.1. 手順を基礎とするものであるため, アバターと HMD 装着
者の身体の向きが揃っていること（アバターの背面を三つの姿勢「仰向け」「立位」「うつ伏せ」のうち, い後方から眺める）が前提となっている. さらに, Pfeifferずれかの姿勢をとった被験者に対して, HMD を通しらの実験系では, 被験者は常にうつ伏せ状態で Fullて vection（視覚誘導性自己運動感覚）を誘発する映像

Body Illusion を誘発される. 前記のように, 実際の幽を呈示する. このとき, 大量の白の円形のパーティク

体離脱の多くが, うつ伏せ状態かつ対面状況で生じてルが, 地面へと一定速度で降下していく映像（Fall）,いることを鑑みれば, Pfeiffer らが見出した重力反転のあるいは, 重力に反して一定速度で上昇していく映像誘発頻度が, HMD 装着者とアバターとの間でどのよ（Rise）のいずれかの視覚刺激が呈示される. これらうな空間的関係に応じてどのように変化するかを検証の多量のパーティクルの視覚的移動（optical-flow）は,することは, 幽体離脱と重力反転との関係を明らかに被験者に, 生じ得る二つの認知モードのいずれかに対するにあたって有用である. 例えば, Face-to-Face の応する vection を誘発する. 例えば, 仰向け／うつ伏せ対面状況, あるいはうつ伏せ状態において, 重力反転状態で Fall の視覚刺激が提示された場合, 自身の身体の頻度が増加するのであれば, それは幽体離脱と重力が地面から上昇し離れていく重力整合的な vection に反転とで, 共通する認知機構が関わっていることを示加えて, 主観的な姿勢がうつ伏せ／仰向け状態へと反唆するものとなる.

転し, 地面へと降下していく 重力反転的な vection の以上を踏まえて, 本研究は 2 つの実験を行う. 実験 1

二種類の主観状態が取られ得る. これとは逆に, Riseは, アバターを表示しない状態で, 重力反転誘発に関の場合, 重力整合が降下運動に, 重力反転が（姿勢の反わる被験者の姿勢の影響を検証する. 実験 2 では, 被転を伴う）上昇運動に対応する. 同様に, 立位状態にお験者の姿勢をうつ伏せ状態に固定したうえで, 視点のける Fall／Rise は, 重力整合的な上昇／降下運動と重先に呈示するアバターの向きを変えた時の, 重力反転力反転的な降下／上昇運動を引き起こす. このとき,の起きやすさを検証する.

いずれの視覚刺激の向きに対しても, 重力反転運動は,

図２ 実験のセットアップ（上）と実験結果（下）：被験者は三種類の姿勢（SUPINE／UPRIGHT／PRONE）のいずれかをとり, HMD を通して, 大量のパーティクルが降下する映像（FALL-FLOW）, または上昇する映像（RISE-FLOW）に晒される. この際, パーティクルの動きとは逆の方向の VECTION が発生する.

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3. 実験２3.1. 手順

直立した頭上の先に地面があるかのように, 主観的なレベルで身体の上下を逆さまにした状態で移動している運動に対応する. 実験手順は, 映像を見せる前に,被験者は, うつ伏せの状態でちょうど天井を見上げ重力整合または重力反転のいずれかの一方の移動イメるかたちで HMD を装着する. HMD 内の映像は, 実験ージを想像するよう注意を促したうえで, いずれかの1 と同様に, 大量のパーティクルが下降（Fall）, また向きの視覚刺激（Fall or Rise）を 20 秒間呈示した後. 7は上昇（Rise）するものである. またそれらのパーテ段階で移動感覚の強度を評価させた.

ィクルは低速（Low）または高速（High：Low の 3 倍）のいずれかの速さで移動する. 以上の条件によって決定するパーティクルの移動映像とともに, HMD の視2.2. 結果
図２下に実験結果（N=7）を示す. 各要因の効果を点の 1.5m 前方（つまりうつ伏せ状態の被験者のちょ検証するため, 被験者の姿勢と重力反転の有無を要因

うど 1.5m 上方の位置）に, アバターまたはサッカーボとする二要因の被験者内分散分析を, Fall と Rise のそールを固定する（以下では, ボールもアバターのカテれぞれの視覚刺激に対して行った.

ゴリーに含めることに注意）. この際, アバターは, 図

まず, Fall の場合, 重力反転の主効果が得られたが4 に示すように, Front, Back, Above（２種類）, Below（F(1,6)=16.72, p<0.007）, その他の主効果・交互作（２種類）のいずれかの向きで固定される. すなわち,用は確認されなかった. より詳しい分析を行うため,表示されるアバターは Object を含め, 合計で 7 種類で各姿勢における重力反転の効果を対応のある t 検定である. 重力反転がイメージされない場合比較したところ, 立位状態とうつ伏せ状態では, 重力（gravity-congruent）, Fall においてアバターは上昇反転運動と比較して, 重力整合運動に対応する移動感しているように感じられ, Rise ではアバターは下降し覚が有意に高い結果が得られた（立位状態：t(6)=3.32,ているように感じられる. 他方で, 重力反転がイメー

p<0.02; うつ伏せ状態：t(6)=5.55, p<0.01）.

ジされる場合（gravity-incongruent）, すなわち, HMD

Rise の 視 覚 刺 激 の 場 合 , 重 力 反 転 の 主 効 果

装着者の視点の先に地面があるかのような重力の感覚（ F(1,6)=29.17, p<0.003 ） と 姿 勢 の 主 効 果を持つようなイメージを持つ場合, Fall／Rise におい（F(2,12)=3.79, p<0.01）に加え, 交互作用の主効果てアバターは下降／上昇するように感じられる.

（F(2,12)=8.56, p<0.005）が確認された. さらに, 多

被験者は, 特定の視覚刺激の速さ・向き, およびアバ重比較の結果, 立位状態とうつ伏せ状態においては,ターの向きによって決定される, それら 3 つの条件の重力反転によって有意な水準でに移動感覚が減少する

組み合わせに固有の視覚刺激を与えられるとすぐに,ことがわかった（ともに p<0.01）. 加えて, 重力反転

視点の先に見えるアバターが上昇する運動イメージと,運動における移動感覚に着目したところ, 全ての姿勢降下する運動イメージの二つのモードを想像してもら条件間で有意な差を確認した. とりわけ, 仰向け状態う. その後, なるべく早く「どちらの運動イメージが,の移動感覚は, 他の二つの姿勢の移動感覚よりも有意自分にとってより自然に受け入れられやすいか」を,に高い（ともに, p<0.01）. なお, いずれの視覚刺激に上か下かの二択で解答してもらう. このとき, Fall に関しても, 仰向け状態においては, 重力反転の有無が対しては下を回答した場合, あるいは Rise に対しては移動感覚の大きさを有意に変えることはない. 平均値

上を回答した場合に, 被験者は重力反転した運動イメの水準で見ても, 重力反転が vection の強度にどのよージを好むものとみなし, 重力反転の回数としてカウうな影響も与えていないのは一目瞭然である.

ントする. 実験は, 7（アバターの向き）× 2（視覚刺以上の結果は, うつ伏せ状態は, 他の姿勢と比較し激の向き）の 14 の試行を含む 1 つのセッションを 4て, 主観的に反転した姿勢のイメージ（とそれに伴う回繰り返す. つまり, 一種類のアバターの向きに対し重力方向の主観的反転） が経験されやすいことを示すて, 実験を通して合計で 8 回の試行を行う. 各セッシ

ものである.

ョンでは 視覚刺激の速さが固定され（セッション間で交互に切り替わる）, セッション内では視覚刺激の向きが交互に切り替わっていく. なお, 一つのセッシ
ョンの中で, 特定の向きのアバターの向きが連続しないように, 順番を無作為に決定した.

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図４ 実験２の結果（有意差の記号の意味は, 図 3 と同様）

3.2. 結果

4.

考察

図 4 に実験 2 の実験結果（N=24）を示す. 図 4 左は,本実験で扱った主観的な「重力反転」とは, 物理世界その他の条件の違いを全て無視したうえで, 二つのの重力の方向を, 実際とはあべこべに体験すること,「視覚刺激の速さ」条件（Low vs High）における重すなわち, “天井を地面として, 地面を天井として”感じ力反転の頻度を合算したものを比較したものであるることである. 実験 1 の結果によれば, 立位状態およ（各条件に対して重力反転の最大頻度は 28 であるこびうつ伏せ状態では, 通常の重力方向と整合的な移動とに注意）. 対応のある t 検定で比較したところ, 速度感覚（vection）と比較して, 「重力反転」した移動イの違いで有意な差は認められなかった（t(23)=1.15,メージを適用したときの vection の強さが有意に減退

p=0.26, n.s.）. 同様に, その他の条件の違いを無視しするという（ごくごく自然な）結果が得られた一方で,たうえで, 二種類の「視覚刺激の向き」条件（Fall vs

仰向け状態では, 一転, 通常の vection と重力反転Rise）で重力反転頻度を比較したところ, Rise の方が,vection との間で, 主観的な移動感覚の強度が一切変化有意な水準で, より多くの重力反転を引き起こすことしない, という驚くべき結果が得られた. 加えて, Riseが示された（図4中：t(23) = 2.92, p<0.01）. 最後に,「アの視覚刺激を与えられた場合, うつ伏せ状態は, 他のバターの向き」を要因とする被験者内分散分析を行っ姿勢と比較して, より強い重力反転 vection を経験すたところ（Above と Below については平均化し, それる. これらの結果は, うつ伏せ状態が, 他の姿勢と比ぞれ１つの条件として処理した）, アバターの向きの較して, 重力反転に対応する特殊な認知モードにとっ主効果が確認された（F(4,92)=25.61, p<0.01）. さらて親和的であることを示すものであると同時に, 幽体に多重比較（Ryan's Method）により, それぞれの「ア離脱がうつ伏せ状態でより多く報告されている事実とバターの向き」による重力反転頻度を比較したところ,符合する点でも興味深い. 関連して, 実験 2 では, そのAbove は, 他のどの条件と比較しても, 有意な水準で種の重力反転が, Rise の視覚刺激に対して, より生じ頻繁に重力反転を誘発することがわかった（全て,やすいということも示された. この結果は, 一見する

p<0.01）. それとは逆に, Below は, その他の 4 つの条と, 直感に反するように思われる. なぜなら, Fall にお件に対して, 有意な水準で重力反転の頻度が少ないいて多量のパーティクルが一定速度で降下するビジュ（Back に対して p<0.04, それ以外は p<0.01）. それ

アルは, ちょうど雪が降っている状況に近いため, 経以外のペアに着目すると, 唯一, Front と Back の間で験的知識を頼りにすることで, 重力反転イメージ（「空有意な差が確認された（Front vs. Back: 3.17 vs. 2.17,から見下ろしたらこんな風にみえる、、」）を構成しやすp<0.02）.

くなるように思われるからである. しかし, 実際には,そのような経験的なイメージとは結びつけられないであろう, 上昇するパーティクルの重力反転イメージの327

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OS11-2方を, より自然なものと受け入れる傾向にある. こうに符合しており, この点も非常に興味深い.

した結果は, 重力反転に, ボトムアップな認知機構が以上で注目した結果は, いずれも, HMD 環境におい深く関与していることを示唆するものである. なお,て観測される重力反転と幽体離脱とが, 同一の認知機仰向け状態において Rise の視覚刺激を呈示された場構を共有していることを示唆するものである. さらに,合の重力反転は, HMD 装着者自身（もしくは, 装着者

本研究では, Pfeiffer らの実験パラダイムに Vection のの視点の先にいるアバター）が, うつ伏せ状態に転じ実験パラダイムを組み合わせることによって, 新たに,て, 地面から上昇していく運動イメージに対応する.

「上昇感 vs 降下感」に関わる要因を扱えることがわか

実は, この点に関しても, 幽体離脱において指摘されった点についても大きな意義がある. 今後, アバターることの多い「浮遊感」と符合する. 素朴に考えると,の設計や被験者数などを再検討し, より信頼性のある寝ている状況から, それを見降ろすようなかたちで視実験系を構成することが課題である.

点を上方に“引き剥がす”ためには, 上昇する感覚が5.

付随していると考えるのが（空間的な連続性を説明するという意味で）自然である. いずれにせよ, 今回の結謝辞

本研究の一部は,JSPS 科研費 15K21281, 中山隼雄科

果で得られた, 重力反転状況における, 「降下感」と比学技術財団の助成を受けた.

較した際の「上昇感」の優位性は, 幽体離脱における参考文献「浮遊感」の正体を検討する上でも非常に示唆的である.
実験２では, アバターを頭上から見上げている状況で, 最も重力反転の頻度が高くなることがわかった.
この結果は, Pfeiffer らの実験結果を追認するものである（Pfeiffer, C. et al, 2014a）. また, これらの結果は,全身の Own Body Transform において, アバターを上方から眺めるような視点関係をとった際に, より心的回転の Reaction Time が短くなることとも関係している可能性がある（Schwabe, L. et al, 2009, Braithwaite
et al, 2013）. 例えば, 上方視点において心的回転のコストが下がることと, 内的に重力反転を経験していることとに何らかの関係があると考えてみることは興味深い. 本実験では, このようにして観測された上下の非対称性とは別に, 前後の非対称性（Front vs Back）についても興味深い結果が得られた. 実際, 重力反転頻度の差異の絶対値としては少ないものの（3.17 vs2.17）, Front と Back では Front の方が有意な水準で重力反転の頻度が高くなるという結果を得ている. この結果は, Full Body Illusion 誘発における中心的な要件である「自分を背後から見る状況」よりも, 幽体離脱において親和的な対面状況において, より重力反転が起きやすくなることを意味するものであり, 視触覚
同 期 や 空 間 的 整 合 性 に よ っ て 構 成 さ れ る bodyownership の投射が, 重力反転の認知プロセスとは独立した機構であることを鮮やかに示すものである. さらに, Front におけるHMD 装着者とアバターの空間的関係は, アバターがうつ伏せになっている被験者自身であると見立てると, 幽体離脱の空間的な構図と完全

328[1] Blanke, O. Multisensory brain mechanisms of bodily
self-consciousness. Nat. Rev. Neurosci. 13, 556–71(2012).
[2] 小鷹研理, HMD 空間における三人称定位： 幽体離脱とOwn Body Transformation からのアプローチ, 日本認知科学会第 34 回大会, 金沢大学, 2017.9.14（OS, 口頭発表）[3] Blanke, O., Ortigue, S., Landis, T. & Seeck, M.
Stimulating illusory own-body perceptions. Nature419, 269–70 (2002).
[4] Ionta, S. et al. Multisensory mechanisms in
temporo-parietal cortex support self-location andfirst-person perspective. Neuron 70, 363–74 (2011).
[5] Pfeiffer, C. et al. Multisensory Origin of the SubjectiveFirst-Person Perspective: Visual, Tactile, andVestibular Mechanisms. PLoS One 8, (2013).
[6] Pfeiffer, C., Serino, A. & Blanke, O. The vestibularsystem:
aspatialreferencefor
bodilyself-consciousness. Front. Integr. Neurosci. 8, (2014a).
[7] Pfeiffer, C., Schmutz, V. & Blanke, O. Visuospatial
viewpoint manipulation during full-body illusion
modulates subjective first-person perspective. Exp.
Brain Res. 232, 4021–4033 (2014b).
[8] Pfeiffer, C., Grivaz, P., Herbelin, B., Serino, A. &Blanke, O. Visual gravity contributes to subjective
first-person perspective. Neurosci. Conscious. 2016,(2016).
[9] Schwabe, L., Lenggenhager, B., & Blanke, O. (2009).
The timing of temporoparietal and frontal activations
during mental own body transformations fromdifferent visuospatial perspectives. Human Brain
Mapping, 30(6), 1801–1812.
[10] Braithwaite, J. J., James, K., Dewe, H., Medford, N.,
Takahashi, C., & Kessler, K. (2013). Fractionating theunitary notion of dissociation: disembodied but notembodied dissociative experiences are associated withexocentric perspective-taking. Frontiers in HumanNeuroscience, 7, 719.