2012年10月31日水曜日

美は脳の中にある　３　リンゴは赤い？ Beauty is in the brain　３　Is the apple red?

りんごがあります
赤く見えます
なぜでしょうか？

 

物が見えるためには
光源、対象物、眼・脳が必要です







出典：「知っておきたい色の話」

１．光
 
 光はどこから来た何者でしょう
 
地球の自然光の大部分は太陽からやってきた光です
 

大気の影響のない宇宙で見る太陽は
色がなく
暗黒の背景の中で真白に輝いています
（毛利さんもおっしゃっています）

太陽からの可視光は
全波長を連続的に含んで白く見え
色がありません
白色光と言われます
エンディバーから見た太陽　（ＮＡＳA提供）
 
地表に届いた太陽光の中身は
下図で示した
連続した波長分布（スペクトル）です
波長の範囲は３００～３０００ｎｍ(ナノメーター）です。

出典：エコサーモコート⇒

１ナノメーター（ｎｍ)は長さの単位で、１ｍの１０の９乗分の１(１０億分の１ｍ）です。
１ｎｍは　１ｍの１０００分の１　（ｍｍ）の
１０００分の１　（μｍ：ミクロンメーター）のさらに
１０００分の１です

また
地球表面の赤道から北極点までの距離（１００００Ｋｍ）を１ｍとすると、
１ｎｍは１円玉の直径（１ｃｍ）に相当します。
 
グラフの縦軸は光の強さです
面積が光の量に相当します

地表に届いた太陽光は
通過した大気の影響を受け
紫外線の量が少なく、
可視光線と赤外線の量が多いことがわかります
 
紫外線の量が少ないのはオゾンがあるためです
 
特に赤外線のグラフのところどころ歯っ欠けになっていますが、
そこは
大気中のおもに水Ｈ２Ｏと炭酸ガスＣＯ２、酸素Ｏ２が
吸収したためです
 
人間の眼が反応する光は
波長が約３８０～７８０ｎｍの範囲の光線です
可視光線と言います
 
紫外線にも赤外線にも人間の視覚は反応しません
 
 
 
 
２．反射光

太陽光がリンゴの表面に当たります
リンゴの表面にある色素アントシアン等が
４９０～５００ｎｍ（青緑）を中心とした光を吸収します
 
反射された光は吸収光を欠いた光です

りんごの反射光を分光測色計で測った結果です

 
出典：色々雑学⇒
http://www.konicaminolta.jp/instruments/knowledge/color/part2/04.html

グラフを見ると
緑・青の領域が最も吸収され
赤が最も反射されています

 
さて、光と色の関係を考えます

 
可視光線そのものには色がありません

「人間の視覚と脳が波長ごとに色を感じるのです」

可視光線の波長と人間が認識する色の関係は下図のようです

全体では無色あるいは白色と感じます

 
出典：可視光線の波長の長さ⇒　http://metalogue.jugem.jp/?eid=1247


もう一度言います
上図の可視光線の色に関して
 
「人間の視覚と脳が波長ごとに色を感じるのです」
 

３．眼・脳 
 
 
反射された４９０～５００ｎｍ（青緑）を欠いた光が目に届き、
網膜に達します

網膜には視細胞があります






網膜の視細胞
出典：「知っておきたい色の話」⇒

 
視細胞の３種の錘状体細胞（青、緑、赤の錘体細胞）が
反射された４９０～５００ｎｍ（青緑）を欠いた光から
それぞれ青緑赤の光に反応して
３つの電気信号に変えて脳におくります。

脳では
信号が
１次視覚野⇒視覚連合野⇒高次連合野
と伝わります
 
脳で初めて
りんごから反射した４９０～５００ｎｍ（青緑）を欠いた光の
３つの信号が
組み合わせられて赤と認識されます

連合野で形の信号と組み合わされて
赤いりんごと認識します
 
実は脳に認識された赤は青緑の補色です
 
ものに吸収される光（色）と反射光の色（脳が認識する色：補色）
の関係を下図に示します
 
　　　　　　　　　　　　　　　・・・吸収光・・・・・・・・　　　反射光　　　　　 
出典：スペクトルと補色⇒

　
物がみえるための情報が伝わる過程は






対象⇒網膜（視細胞）⇒１次視覚野⇒視覚連合野⇒高次連合野
でした
 

つまり

りんごが赤いのではなく
白色光の反射光が青緑の色を欠いており
人間の視覚と脳で赤く見えるということです

また
目と脳が反射光（補色光）と形他の信号を処理し
赤いりんごの映像を作っているともいえます　

まさに
「色は脳の中にある」
 
「美は脳の中にある」
です

私は
「りんごは青緑の光を吸収するのだから、
りんごの実体色は青緑だ
反射光によって赤く見えるだけ」

と言えると思っています

「青緑のりんごを
人は赤いりんごと思っている
赤いりんごは実体ではない」
のです













 
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2012年10月23日火曜日

美は脳の中にある　２　Beauty is in the brain ２

 
 
前回、
「美は観る人の脳の中にある」
"Beauty is in the brain of the beholder."
と書きました
cf.「美は脳の中にある」⇒



まず物（リンゴ）が見える仕組みをたどってみましょう

出典：「知っておきたい色の話」


太陽(光源）の光がリンゴにあたって反射した光が
瞳孔⇒水晶体⇒硝子体を通り
網膜に焦点を結びリンゴの映像ができます

しかし、
未だ物が見えているわけではありません。
 

 
出典：レーシック医療
http://www.ochi-ganka.gr.jp/myopia/index.html
 
 
 
リンゴの映像（光）は網膜上の
絨毯状に並んだ１億個以上の視細胞（錘状体・桿状体）
に分かれて届きます
網膜の視細胞
出典：「知っておきたい色の話」


個々の光は
視細胞で電気信号に変換されて
視神経を通って
大脳の後ろ側にある
１次視覚野に伝わります

１次視覚野では
リンゴの形（輪郭）、色、運動などの
情報データーが抽出されます

抽出されたデーターが
視覚連合野に渡されます

視覚連合野では
りんごの形（輪郭）、色、運動に関する
視覚データーの高度な分析が行われ
ヒトに認知される状態になります

ここで初めて物（リンゴ）が見えた
と言っていいと思います




 
出典：「脳の高次機能」ＥＲＰ総論
http://www2.oninet.ne.jp/ts0905/erp/erp03.htm
 
 

次に
高次連合野（側頭、頭頂、前頭の各連合野が関連）
に送られます

高次連合野では
リンゴの形（輪郭）、色、運動などの視覚情報と
触覚、味、香りなどの感覚情報
記憶された過去の知識
が総合的に組み合わされ（統合され）、
これは何だという認知・判断がなされます
これが真に見えたという状態です
 
次いで 
思い（好き、嫌い、おいしい、美しい、食べたいなど）を感じ
価値判断し
どうしようという行動（採って食べる）を決定します

運動野が指令し行動するわけです


 

ものが見えるためには
 


光が電気信号に変わり

対象⇒網膜（視細胞）⇒１次視覚野⇒視覚連合野⇒高次連合野

の過程を経るわけです


高山氏に寄れば、
脳の部門（野）間には相互作用があって、
いくつかは同時に動いている
とのことです

氏のモデルを示すと

 
以上をまとめると
 
「人間が観ているものは
自分の脳の中で再構築された映像である」
 
ということになります

"The thing which a human being watches
 is a picture rebuilt in one's brain"
 
 
引用文献：
・坂井建雄、久光正　「ぜんぶわかる　脳の辞典」成美堂出版
・筑波大学大学院　高山誉史氏　Ｈ１０修士論文「製品形態に関する人間の認知的考察」
 
・シャープ　「知っておきたい色の話」　http://www.sharp.co.jp/aquos/technology/color/index.html
・レーシック医療　http://www.ochi-ganka.gr.jp/myopia/index.html
・出典：「知っておきたい色の話」
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