視線依存性 ― その仕組みと理由

Listen to this article

視線依存パラダイムは、研究者が視覚的注意を研究する方法を一新しつつある。眼球運動と画面に表示される情報をリアルタイムで結びつけることで、知覚を双方向的なシグナルへと変えるのである。中心視野のマスキング、周辺視野の拡大、プローブ課題といった手法を用いることで、科学者は注意を正確に特定し、バイアスがどのように形成・変化するかを検証することができる。 今日では、このパラダイムはアイトラッキング、脳波(EEG)、行動測定ツールなどと組み合わされることが多く、動的な環境下で私たちがどのように物を見て、判断し、反応するかを解明するのに役立っている。

私たちは、人生において意味のあること、つまり自分にとって重要だったり、自分に関係があったりする事柄に注目します。それが具体的に何であり、なぜ重要なのかは、人によって大きく異なります。こうした注目する対象の違いは、私たちの興味や性格を大きく形作り、最終的には私たちのアイデンティティを形作る一因となります。こうした違いを明らかにすることは、「私たちは誰なのか」「なぜそうなのか」という心理学の核心的な問いへの答えを見つける助けとなるでしょう。

「視線依存パラダイム」は、被験者の視線を特定することで、心理学者たちが被験者が何を見ているかを正確に把握できるようにし、この疑問への答えを見つける手助けとなります。この実験設定は、文字通り「見たままがそのまま結果となる」ものです。人は自分にとって際立った(あるいは予期せぬ)事象により多くの注意を向けることが分かっています。そして、その注意がどこに向けられているかを正確に特定できれば、その理由について問いかけ始めることができるのです。

「視線依存課題」とは、具体的にはどのようなものなのでしょうか?

この実験装置にはさまざまなバリエーションが存在するため、この質問に対する答えもいくつかあります。しかし、それらにはすべて共通点があります。それは、被験者の視線に応じて変化する動的な刺激が用いられているという点です。したがって、刺激の表示は視線に依存しています。

より明確なイメージをつかむために、いくつかのバージョンを見ていきましょう。

この課題にはいくつかの現代的なバリエーションがある(これについては後述する)が、視線依存型手法の初期のものは、1973年にスティーブン・レダーによって構築された。その中で彼は、参加者の視線があらかじめ定められた位置に固定された際に刺激が提示されるという仕組みを中心とした、いくつかのパラダイム(そのうちのいくつかは、コンピュータ化されていない形で既に存在していた)について記述している。

こうして提示された新しい刺激に対する反応を測定し、他の種類の刺激(例えば、さまざまな表情の写真に対する反応時間)や、他の参加者の反応と比較することができる。

まず、レダーは、「注視している間、検索対象の刺激配列のうちごく一部の領域のみが鮮明に表示される」という実験設定について述べた。 これは現在「移動ウィンドウ」パラダイムとして知られており、主に周辺視野を遮断することで、その範囲外の情報を遮蔽することに基づいている(この例や、レダーが記述した他のさまざまな遮蔽パラダイムは、下の図に示されている)。この手法は、画像ベースの刺激とテキストベースの刺激の両方に適用されてきた。

第二に、前述のパラダイムとは逆に、中心窩視野を遮断することで、周辺視野の情報だけが(ある程度)見える状態を作り出すことができる。これにより被験者の視野は大幅に制限され、実験課題を通じて、視野の外側がその光景にどのように反応するかを調べることが可能になる。

第三に、周辺の情報を拡大することも可能です。これは、眼の周辺部(パラフォーヴェアル領域)の視覚解像度が低下していることを補うためです(これにより、焦点が合っている領域の周囲の視覚情報が、中心窩からの距離に比例して拡大されることで、視認できるようになります)。

視線依存手法_ベクトル化
異なる視線遮蔽パラダイムの3つの例。中央の円は中心窩視野を表しています。左の画像は、被験者の周辺視野が遮蔽される「中心窩外(パラフォベアルとも呼ばれる)遮蔽」の例を示しています。中央の画像は、周辺視野のみが見える「中心窩遮蔽」を示しています。 最後に、右の画像は周辺視拡大を示しており、中心窩視野の外側にある文字が、中心窩からの距離に応じて拡大表示されます。

現在、どのように使われているのでしょうか?

視線依存パラダイムは現在も広く用いられており、この実験に伴う技術的な課題が減少したことで、実験のセットアップや実施の容易さも向上しています。計算上の制約が少なくなったため、以前は実現できなかったような、膨大な数の視線依存シナリオが可能になりました。

レダーが提唱したパラダイムは、現在も有用であり、今日の研究で活用されているが、視線依存性を利用した実験手法のレパートリーには、他にも新たな手法が加わっている。

このような設定の一例として、ドット・プローブ課題が挙げられる。この課題では、まず被験者に注視点が提示され、続いて2つの画像(左側と右側)が表示される。その後、いずれかの画像と同じ位置に「プローブ」が現れる(「プローブ」とは、現れた際に被験者が注視するよう指示される画像や図形のことである)。

プローブの位置が、以前に注視された画像と一致している場合、注視に至るまでの時間は短くなる。逆に、プローブが(注視されなかった)もう一方の画像の位置に提示された場合、プローブへの注視に至るまでの時間は長くなる。 注視の速さは、プローブの位置が一致している場合には選好を示唆し、不一致である場合には回避を示唆する。

一致条件の試行と不一致条件の試行の図解
プローブ・ドット課題。各画面は順番に表示されます。緑色のチェックマークが付いたボックスは、被験者が注意を向けるよう求められている刺激を示し、赤色の×印が付いたボックスは、避けるべき刺激を示しています。刺激が画面から消えたら、直ちにプローブに注意を向ける必要があります。

この設定を複数の試行にわたって繰り返すことで、実験者はこのパラダイムのすべてのバージョンを検証し、どの種類の画像が好まれるかについて把握することができる。

これは、参加者の注意バイアスを変える試みとして用いられてきた。「注意バイアス修正」として知られるドット・プローブ課題は、前述のように実施されるが、プローブは中立的な刺激の後にのみ表示され、もう一方の画像には、例えば不快な場面などが表示される場合がある。 したがって、この手法の目的は、参加者がプローブにできるだけ早く注意を向けることを目標とする中で、無意識のうちに中立的な刺激に注意を向け、不快な刺激を暗黙のうちに回避するように訓練することにある。もちろん、非中立的な刺激に向けて訓練を行うなど、逆の方向に作用するように設計することも可能である。

同様の実験設定において、大うつ病性障害と診断された被験者は感情的な刺激から注意をそらすのに長い時間を要することが示されている。被験者には中立的な顔と感情的な顔の両方が提示され、中立的な顔に注意を向けるよう指示された。感情的な顔から注意をそらすまでの時間は、注意の偏りがこの障害の持続に寄与し得ることを示す証拠と見なされている。

また、最近の研究では、視線依存パラダイムを用いて自閉症の児童に対し、視線と注意を持続させる訓練を行ったところ、初期段階ではあるが成果が確認されている。視覚的反応の調整は、視線依存実験の活用の一部に過ぎないが、非侵襲的かつ低コストな行動変容の手法として有用であることが示される可能性がある。

その他のシナリオでは、生成されたデータを補完し、そのような課題に関わるプロセスについてより深い洞察を得るために、脳画像(fMRIなど)や心理生理学的測定を取り入れることが可能になった。

視線依存パラダイムの設定方法

視線依存パラダイムが確立された手法であり、心理学研究において容易に得られる知見を提供することは明らかです。では、どのように設定すればよいのでしょうか?iMotionsを使用し、iMotions API(アプリケーション・プログラミング・インターフェース)を通じてサードパーティ製プラットフォーム(PsychoPyなど)と連携させることで、視線依存パラダイムの設定を簡単に実装できます。 これはまた、iMotions内で多種多様なプログラムを追加・実行できることを意味し、実験設定において非常に高い柔軟性を提供します。

アイトラッキング装置からのデータがAPIを通じて送信されると、その返されたデータに基づいてiMotionsでの刺激提示が調整され、同時に、注意の偏りを把握するために必要な関連指標も記録されます。

このような手法による結果は、下の画像に示されているように、即座に表示されます。関心領域(AOI)を選択し、その領域に関する情報を抽出することができます。これにより、データを迅速かつ直感的に確認することが可能になります。

視線依存性に関する結果

以下に、そのような実験セットアップの一例を示します。これはiMotions上で動作しており、同時に表情分析も実行されています。

視線追跡データに加え、他の生体センサーを視線依存パラダイムと組み合わせることで、より多くのデータを得ることができ、iMotionsでは簡単に実施可能です。表情分析を用いて感情の価値(ヴァレンス)を測定することで、被験者が刺激に接した際の感情に関する情報を得ることができます。これにより、実験から得られる情報に新たな側面が加わり、通常の注意指標の枠を超え、被験者が特定の刺激に注意を向けた(あるいは向けなかった)理由についての結論を導き出す一助となります。

また、脳波(EEG)を用いて前頭部の非対称性を分析し、被験者の関与度を明らかにすることも、注意バイアスの測定をさらに裏付けることができる。皮膚電気反応(GSR)や心電図(ECG)などを通じて生理的覚醒度を記録することは、特に他の心理生理学的記録と組み合わせることで、注意の関与の強さを示す一助となる。

結論

視線依存パラダイムは、さまざまな方法で活用でき、幅広い障害や精神状態におけるバイアスを明らかにするためのツールとして機能します。被験者に明示的な精神的努力をほとんど求めないため、この実験設定は広く活用することが可能です。iMotionsを活用することで、実験を容易に実施し、多角的に拡張することができ、データに深みと正確性を加えることで、研究の結論の信頼性を高めることができます。

iMotionsの視線反応プログラムの使い方について詳しく知りたい場合、あるいはiMotionsがご自身の研究にどのように役立つかについて知りたい場合は、お気軽にお問い合わせください。

「視線依存課題」について、これまでに実施された研究、そしてご自身でどのように活用できるかについて、お読みいただきありがとうございました。優れた研究を行う方法についてさらに詳しく知りたい方は、以下の無料ポケットガイドをご覧ください!


Get Richer Data

About the author


See what is next in human behavior research

Follow our newsletter to get the latest insights and events send to your inbox.