学習目標
- 視覚システムの基本的な解剖学的構造を説明する
- 杆体と錐体が視覚のさまざまな側面にどのように寄与するかを説明する
- 単眼および両眼の手がかりが、奥行きの知覚にどのように使われるかを説明できる
視覚系は、私たちを取り巻く世界の心的表象を構築します（図5.10）。これは、私たちが物理的な空間をうまく移動したり、環境の中で重要な人や物と交流したりする能力に役立ちます。このセクションでは、視覚系の基本的な解剖学的構造と機能の概要を説明します。さらに、色と奥行きを認識する能力についても説明します。
視覚系の解剖学
眼球は、視覚に関わる主要な感覚器官です（図5.11）。光の波は、角膜を透過して、瞳孔から眼球に入ります。角膜は、眼球を覆う透明な膜です。角膜は、眼の内と外界を隔てる役割を果たしており、眼球に入ってきた光の波を集める役割を果たしています。瞳孔は、光が通過する目の小さな孔で、瞳孔の大きさは、光の量や感情の起伏に応じて変化します。光量が少ない場合、瞳孔はより多くの光が目に入るように拡張されます。光量が多いと、瞳孔は収縮して小さくなり、目に入る光の量を減らします。瞳孔の大きさは、目の色の部分である虹彩につながっている筋肉によって制御されています。
瞳孔を通過した光は、焦点を合わせる役割を果たす、湾曲した透明な構造である水晶体を通過します。水晶体には筋肉がついており、その形を変えることで、近くや遠くのものから反射してくる光を集めることができます。正常な視力を持つ人の場合、水晶体は目の奥にある中心窩と呼ばれる小さなくぼみに完全に焦点を合わせます。中心窩は、光を感知する目の裏である網膜の一部です。中心窩には、特殊な光受容体が密集しています（図5.12）。錐体と呼ばれるこれらの光受容体は、光を検知する細胞です。錐体は、明るい環境下で最もよく働く特殊なタイプの光受容体です。錐体は、鋭敏なディテールに非常に敏感で、驚異的な空間分解能を発揮します。また、色を認識する能力にも直接関与しています。
錐体は、像が集まる焦点に多く存在していますが、もうひとつの光受容体である杆体は、網膜の残りの部分全体に存在します。杆体は低照度下で働く特殊な光受容体で、錐体のような空間分解能や色覚機能はありませんが、薄暗い環境での視覚や、視野周辺部での動きの認識に関与しています。
杆体と錐体の感覚の違いは、明るい場所から薄暗い場所に移るときに、誰もが経験したことがあるでしょう。晴れた夏の日に超大作映画を見に行くことを想像してみてください。明るいロビーから暗い映画館に入ると、すぐに何も見えなくなってしまうことに気がつきます。数分後、あなたは暗さに慣れ始め、劇場の内部を見ることができるようになります。明るい環境では、主に錐体の活動が視界を支配していました。暗い環境に移ると杆体活動が優位になりますが、相の移行には遅れが生じます。また、もし杆体が光を神経インパルスに変換するのがうまくいかないと、薄暗いところでは視力が落ち、夜盲症となります。
杆体と錐体は、（いくつかの介在ニューロンを介して）網膜神経節細胞に接続されています。網膜神経節細胞からの軸索は収束し、目の奥から出て、視神経を形成します。視神経は、網膜からの視覚情報を脳に伝えます。視野の中には盲点と呼ばれる場所があります。盲点に小さな物体の光が当たっても、私たちにはそれが見えません。私たちが盲点を意識することがないのには、2つの理由があります。1つ目は、それぞれの目が少しずつ異なる視野を持っているため、盲点が重ならないこと。2つ目は、視覚系が盲点を埋めることで、視野のその部分で発生する視覚情報に反応できないものの、情報が欠けていることに気づかないことです。
