メモメモ

 
寝られないからちょいと文章をまとめておこう.(内容はまとまってないけど)
 
眼球運動の計測には以下のような方法がある.

 
・EOG
・角膜反射法
・強膜反射法
・サーチコイル法
・オプティカル・レバー法
 
オプティカル・レバー法やサーチコイル法は,精度は非常に優れるものの,
長時間計測が困難であること,また特殊であるために専門性を要する.
(詳しくは参考文献[2],[4],[5]などを参照)
 
角膜反射法や強膜反射法に関しては,基本的には同じ方法を用いており,
ただ,強膜反射法に関しては反射率の違いを利用しており,
角膜反射法に関しては角膜反射像(第1プルキンエ像)の位置を元に,眼球運動を計測する方法で,
眼球回転中心と,角膜の凸面の中心とが一致しないため,
角膜を凸面鏡とし光源の反射点を凸レンズなどで集光すると,
この集光点は眼球の回転にともなって移動するので,
それを撮影することで眼球運動を計測できるらしい.(参考文献[2],[5])
角度計測によるから,頭部運動などによってかなりの誤差が出る.
 
これらの方法では,瞼を閉じた状態での計測は不可能だろう.
強膜反射法に関しては……解析のほうで何とか出来なくはないかもしれないけど.
尤も,瞼による光の減衰率と反射率の変化を考えて……というのはナンセンスな気がする.
 
やはり,EOGによる計測が尤も現実的であり,また一般的だとは思うのだが,
いかんせん,EOGでは精度に難がある.
 
まあ,そもそもの論点に誤りがあるから(ほぼ断定),
この件に関して,これ以上調べることはやめるけど.
 
とりあえず,REMsについて誤解されているような気がするからその点だけ触れておくと,
 
REMsは,レム睡眠時に脳内運動系が頻繁に活性化していることによる.
脳幹にはレム入眠ニューロンがあり,これがレム睡眠をつくりだす源であると考えられるが,
このニューロンがそれら運動系の各部位に働きかけていることにより,それらが活性化するのではないかと考えられる.
このとき,レム睡眠中の多くの運動は神経伝達物質が関与する2つの互いに補い合う生化学的作用によって抑制される.
レム睡眠中の脳は運動ニューロンを活性化させる神経伝達物質の放出を停止し,
このニューロンの働きを封じる別の神経伝達物質を送り出す.
しかし,この機構は眼球を動かす筋肉を制御する運動ニューロンには影響しないために急速眼球運動が起こることとなる.
 
つまり,REMsそのものに意味を求める行為は,あまり意味があるとは思えないということだ.
 
とりあえずは,理論モデルの妥当性の評価かなあ.
 
夢というのは,厳格に定義するならば2種類あると考えられる.(一般的な定義ではないことを注意しておく*1)
それは,デメントらが発見したREM睡眠期の急速眼球運動(Rapid Eye Movements;REM)が伴うものと,
第一段階の浅いノンレム睡眠中におこる漠然とした「考え」のことである.
一般的に,大人になればなるほど,本人が「夢」と自覚しているのは後者ではないかと考えれる.
よく,起きる間際に"夢"を見ていたりするだろう.あるいは,朝方などに金縛りにあったりするだろう.
それらは,後者のような時期において発生しやすい.
NREM睡眠のステージ1(入眠期;まどろみ期)では,本人は寝ている自覚はなく,往々にして覚醒状態にあると感じる.
しかしながら,体は確かに睡眠状態に移行しつつあり,また脳内活動も睡眠のそれに移行しつつある.
金縛りというのは,本人の自覚状態(精神状態)と肉体的物理的状態の乖離による誤認によって起こる.
また,睡眠中は特に前頭連合野背外側部や頭頂連合野の活動が低下し,
脳幹や大脳辺縁系などの睡眠ニューロンや関係部位の活動は上昇傾向にある.(特にREM期など)
REM期には後頭-側頭葉の活動が上昇するため,鮮やかな視覚イメージを見ることになる.
また,生化学的作用としては,学習, 記憶, 注意(いわゆる環境認識能力)などに関係する
ノルアドレナリン, セロトニン, ヒスタミンなどのモノアミン系が放出されなくなり,
幻覚, 連想, 情動などに関わるコリン系はモノアミン系からの抑制を解かれて相対的に活動が高まる.(特にREM期)
 
レム睡眠の状態にあっても, 急速眼球運動の激しいときとそうでないときがあり,
急速眼球運動が激しいときには, 必ず鮮やかな夢を見るということが分かってきている.
このことから, レム睡眠と夢とは本質的に関係があり, この急速眼球運動が鮮明な
視覚イメージを生み, これが夢をみることになるのではないかと考えられる.
 
覚醒時には, 眼球を動かして物を見るとき, 後頭葉の視覚野でλ波という特徴的な脳波が表れる.
これは, ものを見ていることを示す電気信号であると考えられるが, このλ波がレム睡眠時にも,
眼球運動にともなって出現することが分かっている.
覚醒時における視覚系の処理は, 網膜からの信号が視神経を通り,
視床の外側膝状体を経由して後頭葉にある1次視覚野(BA17)に伝えられる.
これによって, ものを見たという感覚が生じるが,
睡眠時は当然ながら目を閉じているため網膜からの信号はない.
しかし, レム睡眠の中枢(であると考えられる橋の青班核,
ほかに, その周辺の網様体峰線核の FTG 細胞群などが関与していると考えられている)の
電気活動が眼球運動を誘起し, それど同時に,
レム睡眠中枢からの電気信号が視覚系の神経回路に飛び込み,
眠っているのに, 覚醒時にものを見たときと同じような感覚が生じるのだと考えられている.
このとき,脳幹の橋(P:Pons), 視床の外側膝状体(G: lateral geniculate body),
そして後頭葉(O: Occipital lobe)にスパイク活動が見られるため,
これをその発生箇所の名前をとって PGO スパイクと呼んでいる.
この, PGOスパイク活動と夢とは密接な関係にあると考えられる.
 
視覚野の神経細胞って,網膜の光受容細胞の立体位置をそっくり反映したような位置構造になっているが,

目で見た映像と同じ図形イメージが視覚野の神経細胞群で生じる.
これと,記憶との照合,その情報処理過程によって物を視認できる.
 
夢を見ているとき,REM期の場合もあるいは入眠期の夢(漠然とした考え)に関しても,
心的イメージが実際にイメージに拠って発現するのかという疑問は残るが,
おそらくはその方向性で考えていけば何とかなるんじゃないか.
 
単純なモデルとして,1次視覚野と記憶バッファを模倣したニューラルネットワークを考えてみたい.
 
もっとも,そこら辺に関しては,もう少し論文や文献を漁ってみないといけないが.
 
 
参考文献:
[1] 大野 健彦,武川 直樹,吉川 厚,眼球形状モデルに基づく視線測定システム : 視線入力デバイスの実現に向けて,情報処理学会研究報告. ヒューマンインタフェース研究会報告,Vol.2001, No.38,pp. 47-54,20010511
[7] 別冊 日経サイエンス 脳から見た心の世界part2 日経サイエンス社(2006/12)
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