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人間の認知機能に関する研究（共同研究）

人間の認知機能に関する研究（共同研究）
小串由貴

中澤芽依

藤田美葵

三宅恵未

山本晴菜

（小川嗣夫ゼミ）
人間の認知機能は，外界の情報を手に入れる働実験Ⅰきであり，外界の正しい情報を手に入れなければ，命に係わることもある重要な働きである。生きて私たちの網膜像は外界を左右上下反対に写していくためには外界の情報を瞬時に判断し，適切ないる。しかし，知覚される世界は，正立しており，行動をとらなければならない。そして，経験の中比較的安定している。このような視知覚の安定性から必要な情報を記憶し，それを将来の行動に活は，生後，ものを見る経験によって，ものが整然かす必要がある。と空間に配置されているように知覚することを学

ところで，『話を聞かない男，地図が読めない女』習した結果である。しかし，時には，転倒または，（Pease & Pease，1998）で述べられているように，横向きになった状態で，ものを見なければならな認知機能には性差のあることが知られている。対いこともある。

象物の形や大きさ，空間に占める割合，動き，配そこで，本実験では，福笑いを刺激として，顔置などを思い浮かべる空間情報処理能力は，男性の向きによって顔の要素（部分）の配置のバランが得意とする能力の一つであるのに対して，女性スがどのように影響されるかを調べることを目的の空間情報処理能力は左右両半球にあり，男性ほとした。

ど脳部位の側性化がはっきりしていないといわれ方法ている。空間情報処理能力に長けている女性は，全体の一割程度であるとされており，女性は，頭実験参加者の中で物を見るときに二次元でとらえるのが得意

平均年齢 19.3 歳）が，本実験に参加した。

大学生 28 名（男性 15 名・女性 13 名，なのに対して，男性は，そこに奥行きを加えて立体的に見ることができるといわれている。このよ

要因計画 4（向き：正立・倒立・右横向き・左うな空間情報処理に関して本当に性差があるのか横向き）× 5（顔の要素：眉・目・鼻・口・全体）どうかについても調べる必要があるように思われである。

る。
本研究では，空間情報処理に関する三つの実験刺激

福笑い（Pixta.jp）の顔を A4 版白表紙にを行い，人間の空間情報処理がどのようなもので貼り付け，顔だけを切り抜いた形（26.7㎝× 24.5㎝）あるかを明らかにすることを目的とした。実験Ⅰを刺激として用いた。

では，「福笑い」ゲームを用いて，顔の向きによって顔の配置のバランスが，どのように影響される手続きかを調べることを目的とした。また，実験Ⅱでは，と，テーブルの上に福笑いを正立・倒立・右横向

刺激の色，形，位置を変化させて，どのような刺き・左横向き，のいずれかの向きに配置し，福笑激の変化が，どれくらい速く判断できるかを調べ

いの向きを両手で触らせ，顔の向きを確認させた。

ることを目的とした。さらに，実験Ⅲでは実験Ⅱ

そして，福笑いの左右に眉，目，鼻，口の順に顔の測定時間を広げ，測定方法を変えて実験Ⅱの結の要素を配置した。実験参加者に対して，福笑い果の信頼性を確認することを目的とした。の上に顔の向きに合うようバランスよく顔の要素

実験参加者にアイマスクを付けさせたあを配置するよう教示した。所要時間は 2 分間に制限し，各条件終了ごとに，実験者が携帯電話のカ10メラで実験結果を撮影し，記録した。なお，2 種

た，正立と右向き（t （27）=5.297，p <.001），正類の実施順序を設けて，顔の向きの実施順序が片立と左向き（t （27）=6.332，p <.001），倒立と右向き（t （27）=2.126，p <.043），倒立と左向き（t寄らないよう配慮した。
実験終了後，各実験参（27）=3.946，p <.001），右向きと左向き（t （27）

加者の各配置条件の写真に対して，オリジナルの=2.603，p <.015）にそれぞれ有意差が認められた。

福笑いと比較して，顔の要素（眉・目・鼻・口）が，次に，各顔の向きにおける顔の要素間の比較

どの程度バランス良く配置されていると思うかにを見ると，正立では，眉と目に有意差は認めらついて，全実験参加者及び実験者に 5 点尺度で評

れ な か っ た（t （27）=.228，ns ） が， 眉 と 鼻（t定させた。

（27）=-7.337，p <.001），眉と口（t （27）=-9.540，得られた実験結果の評定

p <.001）， 目 と 鼻（t （27）=-8.869，p <.001）， 目

結果と口（t （27）=-10.644，p <.001），口と鼻（t （27）

本実験参加者全員について，4（向き：正立・倒立・p <.001）にそれぞれ有意差が認められた。
=-5.837，右横向き・左横向き）× 5（顔の要素（眉・目・鼻・倒立では，眉と目に有意差は認められなかっ口・全体）の各条件におけるバランスの良さの評

た（t （27）=1.866，ns ） が， 眉 と 鼻（t （27）定の平均を求めると図 1 のようになる。図 1 を見=-5.857，p <.001）， 眉 と 口（t （27）=-6.296，ると，全体の中で口と鼻の平均評定値が高く，目p <.001）， 目 と 鼻（t （27）=-8.330，p <.001）， 目と眉の平均評定値は低いように思われる。と口（t （27）=-8.485，p <.001），口と鼻（t （27）=4.172，p <.001）にそれぞれ有意差が認められた。

4.00
女性
3.50

男性

p <.001）， 眉 と 口（t （27）=-6.685，p <.001）， 目

3.00
平均
評 2.50定値
2.00と鼻（t （27）=-8.080，p <.001），目と口（t （27）=-8.277，p <.001）， 口 と 鼻（t （27）=-3.580，1.50

p <.001）にそれぞれ有意差が認められた。

1.00

左向きでは，眉と目に有意差が認められた（t0.50
0.00（27=-4.425，p <.001）。そして，眉と鼻（（t 27=-8.139，
眉 目 鼻 口 全 眉 目 鼻 口 全 眉 目 鼻 口 全 眉 目 鼻 口 全体
体体体

p <.001）， 眉 と 口（t （27）=-7.066，p <.001）， 目左向きと鼻（t （27）=-6.881，p <.001），目と口（t （27）

福笑いの向きと顔の要素の各条件における=-6.368，p <.001）にそれぞれ有意差が認められた。

バランスの良さの平均評定値

しかし，口と鼻には有意差は認められなかった（t正立

図1

右向きでは，眉と目に有意差が認められた（t（27）=4.172，
p <.001）。そして，眉と鼻（（t 27=-5.833，倒立右向き（27）=.254，ns ）。
そこで，4（向き：正立・倒立・右横向き・左考察横向き）× 5（顔の要素：眉・目・鼻・口・全体）
×性別（女性・男性）の分散分析を行った。その本実験では，福笑いを刺激として，顔の向きに結果，被験者間要因（性別）に有意な効果は得

よって，顔の要素の配列がどのように影響されるられなかった（F （1，24）=.007，ns ）。しかし，かを調べることを目的とした。各実験参加者につ顔の向きに有意な主効果が得られた（F （3，81）

いて，4（向き：正立・倒立・右横向き・左横向き）。また，顔の要素にも有意＝ 32.129，p ＜ .001）

× 5（顔の要素：眉・目・鼻・口・全体）の条件な主効果が得られた（F （4，108）＝ 55.256，pについてバランスの良さの評定を求め，得られた＜ .001）。しかし，顔の向きと顔の要素の間に有データを分析した結果，上記のような結果が得ら意な交互作用が得られたので，個々の差の検定れた。

（t 検定）を行った。その結果，正立と倒立に有上記のように，有意な性差は得られなかった。

意差が認められた（t （27）=4.542，p <.001）。ましたがって，本実験のような空間情報処理に関し

11
人間の認知機能に関する研究（共同研究）ては，性差はないと考えられる。しかし，顔の向激図形を用いて，知覚の情報処理にどのような違きと顔の要素の間に有意な交互作用が得られたのいが見られるかを調べることを目的とした。

で，個々の差の検定（t 検定）を行った結果，正方法

立は倒立よりも有意にバランスが良く，正立・倒立共に右向き・左向きよりも有意に平均評定値が実験参加者高いことが明らかになった。このような結果は，平均年齢 18.7 歳）が、本実験に参加した。

大学生 52 名（男性 31 名，女性 21 名，

普段見ている顔の向きで顔の要素を配置する方が，倒立や左右に傾いている顔の向きで配置する

要因計画よりもバランスを取り易いからだと考えられる。

位置）である。

1 要因 3 水準（比較刺激の変化：色・形・つまり，このような課題では，顔のイメージを思い浮かべて顔の要素の配置が行われているのでは刺激ないかと考えられる。

である。色は，マイクロソフトの赤・青・黄の標

刺激は，3.1㎝四方の円・三角形・四角形

また，顔の要素に関しては，すべての顔の向き準色を用いた。位置は標準刺激（第 1 刺激）の左において，口と鼻が目や眉の平均評定値よりも有右位置を入れ替えて比較刺激（第 2 刺激）とした。

意に高い結果が得られたが，このような結果は，口と鼻は顔に一つしかないが，目と眉はそれぞれ手続き二つずつあるので，バランスの善し悪しが明確に（FMV DH4N0E1）とディスプレイ（VL-17ASSL）なるためではないかと考えられる。

を 用 い た。 実 験 プ ロ グ ラ ム は，SuperLab

本実験を実施するために，コンピュータさらに，正立と倒立では，眉と目に有意差は認（Cedrus Corporation） を 用 い て 作 成 し， 反 応められなかったが，右向きと左向きでは，眉と目潜 時 を 測 定 す る た め に 反 応 ボ ッ ク ス（Cedrusに有意差が認められた。そのことから，正立と倒Corporation:RB-410 Response Box）を用いた。

立の場合は顔の要素を反転させるだけでイメージ各実験参加者にコンピュータの画面を注視させ像を創り易いが，右向きと左向きの場合には回転るために，注視音（Ding.wav）を 100ms 提示しの角度が複雑になるためイメージ像を創り難いかた後，標準刺激を 1 秒間提示し，標準刺激と色あらではないかと考えられる。

るいは形，位置の異なる比較刺激を 1.5 秒間提示

ところで，人間の空間情報処理は，垂直方向として，色，形，位置のいずれが異なるかをできる水平方向では違いがあるといわれているが，正立・だけ速く正確に判断して，反応ボックスのキーを倒立条件では，顔の要素を水平方向にバランスを押すよう教示した。標準刺激と比較刺激の提示時取るのに対して，右向き・左向き条件では，顔の間間隔は 1 秒，試行間間隔は 2 秒とした。

要素を垂直方向にバランスを取らなければならな

標準刺激と比較刺激について，色，形，位置のいので，バランスを取り難いのではないかと考えいずれかが異なる対を 24 試行ずつ実施し，合計られる。

72 試行実施した。反応ボックスのキーの位置は，以上のように，本実験では，顔の配置および顔右手人差し指，中指，薬指を用いて，それぞれ色・の要素の情報処理に差異のあることがある程度実形・位置が異なる条件と，位置・色・形が異なる証されたと考えられる。

条件の 2 種類設けて，押すキーが片寄らないよう実験Ⅱ眼によって捉えられた情報は網膜で結像し，大配慮した。

結果

脳後頭葉第 1 次視覚野に伝達された後，色と形の本実験参加者について，各実験条件における平情報は内側（腹側）経路で処理され，位置と動き均を求め，全実験参加者の平均を求めると図 2 のの情報は外側（背側）経路で処理されることが知ようになる。図 2 を見ると，位置の変化に対するられている。

反応潜時は短く，形の変化に対する反応潜時はそこで，本実験では，色と形，位置の異なる刺長いように思われる。そこで，比較刺激の変化12（色・形・位置）について 1 要因 3 水準の分散分られなかったということは色の変化が非常に強力析を行った結果，有意な効果が得られた（F （2，だということを示している。

102）=38.275，p <.001）。有意な効果について，個々日常場面においても，位置よりも色で判断するの差の検定（t 検定）を行った結果，色と形及び場合が多いように思われる。たとえば，ある鉄道

t（51）形と位置に有意差が認められた（それぞれ，会社の電車では，電光掲示は，普通電車では白，=-5.935，p <.001；t （51）=9.441，p <.001）。 し か

特急電車では赤に色分けされており，文字を読まし，色と位置には有意差は得られなかった（t（51）

なくても一目で電車の種類が分かるようになって=2.565，ns ）。

いる。このように，日常生活の種々の場面で色刺以上のように，本実験結果では，形の変化は色や位置の変化に比べて反応潜時が長いことが明ら激が多く用いられているのは，「対象」を区別し易いからではないかと考えられる。

かになった。

実験Ⅲ

1,100

実験Ⅱでは，比較刺激の変化に対する反応として反応ボックスを用いたので，実験参加者が反応1,050ボックスでの反応に習熟していない可能性があ

1,000

平均
反応
潜時る。そこで，本実験では，実験参加者が慣れていると思われるコンピュータの 10 キーボードを用950（ms）い，また，反応させる指を変更して実験Ⅱの結果を検証することを目的とした。

900

方法850
色図2形位置各比較刺激の変化における平均反応潜時

実験参加者

大学生 22 名（男性 14 名・女性 8 名，平均年齢 19.9 歳）が，本実験に参加した。

考察

要因計画

実験Ⅱと同様である。

本実験では，色と形，位置の異なる刺激図形を用いて，標準刺激を変化させて比較刺激を提示し，刺激実験Ⅱと同様である。

刺激の変化に対する情報処理の速さを測定することを目的とした。その結果，色と位置の変化は，手続き形の情報処理よりも有意に反応潜時が短いことが（FMV DH4N0E1）とディスプレイ（VL-17ASSL）

本実験を実施するために，コンピュータ明らかになった。色と形は，情報伝達経路の内側を用いた。実験プログラムは，SuperLab（Cedrus（腹側）経路を通じて処理され，位置は外側（背側）Corporation）を用いて作成し，コンピュータの経路を通じて処理されることが知られているが，10 キーボードを用いて反応潜時を測定した。

本実験では，色と形の情報処理が同じように処理

各実験参加者にコンピュータの画面を注視させされるのではなく，色の方が形よりも速く処理さるために，注視音（Ding.wav）を 100ms 提示しれることが明らかになった。しかし，内側経路をた後，標準刺激（第 1 刺激）を 1 秒間提示し，標通じて処理されると考えられている「色」と外側準刺激と色あるいは形，位置の異なる比較刺激（第経路を通じて処理されると考えられている「位置」2 刺激）を 2 秒間提示して，色，形，位置のいずには有意差は得られず，情報伝達経路の差異だけれが異なるかをできるだけ速く正確に判断して，では処理の速さは分からないことが明らかになっ

10 キーボードの 0，1，2 のいずれかのキーを押た。また，位置の変化は色と形の 2 種類の変化をすよう教示した。標準刺激と比較刺激の提示時間伴うのに対して，色の変化は 1 種類のみの変化で間隔は 1 秒，試行間間隔は 2 秒とした。

ある。それにも関わらず，位置と色に有意差が見標準刺激と比較刺激については，実験Ⅱと同様

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人間の認知機能に関する研究（共同研究）に，色，形，位置のいずれかが異なる対を 24 試

10 キーボードを用い，反応させる指を変更して行ずつ実施し，合計 72 試行実施した。10 キーボー実施した。その結果，実験Ⅱの結果と同様に，色ドのキーの位置は，右手人差し指，中指，薬指をや位置の変化の情報処理は形の情報処理よりも有用いて，それぞれ色・形・位置が異なる条件と，意に反応潜時が短いことが明らかになった。

位置・色・形が異なる条件の 2 種類設けて，押すキーが片寄らないよう配慮した。

一般的には，色・形は内側経路を通じて処理されることが知られているに留まり，色と形の情報処理の速さの差異は問題にされていない。しかし，

結果

本実験では，色と形の情報処理の速さに有意差の本実験参加者について，各実験条件における反あることが明らかになり，形よりも色の情報処理応潜時の中央値を求め，全実験参加者の平均を求の方が有意に速いことが実証された。このようなめると図 3 のようになる。図 3 を見ると，位置の結果は大きな成果であるといえよう。

変化に対する反応潜時は短く，形の変化に対する反応潜時は長いように思われる。

（ms）

平均
反応潜時

本実験結果を敷衍すれば，日常場面では，トイレに入る場合にマークの形ではなくマークの色の1050方が判断に影響を及ぼしているのではないかと考1000えられる。また，モノを見て判断するときに，形よりも色に敏感に反応するのではないかと考えら950れる。たとえば，交通信号などの公共の設備では，形や位置よりも色に反応するように設置されてこ900とからも，人が形や位置よりも色に敏感に反応す850ることが経験的に知られているからではないかと

800
色図3

形位置考えられる。

比較刺激の変化における平均反応潜時

引用文献
そこで，比較刺激の変化（色・形・位置）に

アラン・ピーズ ＆ バーバラ・ピーズ 1998『話ついて 1 要因 3 水準の分散分析を行った結果，を聞かない男，地図の読めない女』（藤井有 意 な 効 果 が 得 ら れ た（F （2，42）=14.800，留美訳）主婦の友社（by Allan Pease andp <.001）。有意な効果について，個々の差の検定

Barbara Pease. Why Men Don't Listen and
Women Can't Read Maps. 1998）（t 検定）を行った結果，色と形及び形と位置に有意差が認められた（それぞれ，t （21）=-3.838，p <.001；t （21）=5.296，p <.001）。 し か し， 色と 位 置 に は 有 意 差 は 得 ら れ な か っ た（t （21）=1.089，ns ）。
以上のように，本実験結果は実験Ⅱと同様に，形の変化は色や位置の変化に比べて反応潜時が長いことが明らかになった。したがって，実験Ⅱ及び実験Ⅲの結果は，信頼性の高い結果であることが実証された。

考察
本実験では，実験Ⅱと同様に比較刺激として色と形，位置を変化させた刺激を用いて，実験Ⅱの結果の信頼性を確認することを目的とした。そのために，反応ボックスではなく，コンピュータの