視覚探索におけるfbature map間の競合過程

摘要

周囲刺激と色や形などの基本的な特徴次元で異なる刺激は目立ち（visual saliency、視覚的顕在性）、我々の注意を自動的に惹きつける。視覚情報は各特徴次元ごとに用意された二次元脳内地図（feature map）で処理され、それらの信号が統合されることによって特徴次元に依らない視覚的顕在性の地図表現（Saliency map）が形成されると考えられている。この統合過程における計算様式を明らかにするため、色次元のみ、形次元のみ、もしくは色・形次元の両方で目標刺激が妨害刺激と異なる視覚探索課題をヒト被験者に行わせ、特徴次元の組合せによって目標刺激の視覚的顕在性がどのように変化するのかを調べた。視覚的顕在性の強さは、目標刺激へのサッカード眼球運動が開始されるまでの潜時を指標として評価した。その結果、色次元のみで異なる目標刺激と形次元のみで異なる目標刺激への潜時が同程度のときは、潜時の絶対的な大きさにかかわらず、2つの次元を組合せることによってサッカード潜暗が短縮した。しかしながら、組合せ前の潜時が色と形次元で大きく異なっているときはそのような短縮効果が生じなかった。この結果は、複数のfeature mapからの情報がsaliency mapで親合される従来の注意モデルに、feature map間の相互抑制回路による競合過程を新たに付加すると上手く説明することができた。%An object differing from its surrounding objects in basic feature dimensions is salient and automatically draws our attention. In theoretical models of visual search or attention, information on stimulus features is separately computed in parallel in a set of feature-specific, retinotopically organized maps (feature maps) in the early stage of visual processing. Activities in the individual feature maps are then integrated at a later stage to produce activity representing the importance of individual stimuli at each retinal location (saliency map). To know how the brain computes visual saliency using the signals from individual feature maps, we developed a visual search task for human subjects. In this task, subjects were instructed to make saccades to a singleton target, which is different from surrounding stimuli in the color, shape, or both dimension. We used saccade latency as an indicator of visual saliency and examined how the visual saliency of the target changed by combining the shape and color dimensions. Generally, the mean saccade latency was reduced when the target-defining dimension was changed from a single-dimension (either shape or color dimension) to multi-dimensions (both shape and color dimensions). The magnitude of the reduction in saccade latency was large when the average saccade latency for the shape singleton target and that for the color singleton target were almost the same. However, it was small when the average saccade latency for the shape singleton target and that for the color singleton target were quite different. This result may be well explained by mutual inhibitory connections between feature maps.