エヴァルト・ヘリング

エヴァルト・ヘリング
生まれる	1834年8月5日 ( 1834-08-05 ) アルト＝ゲルスドルフ、ザクセン王国
死亡	1918年1月26日(1918-01-26)（83歳） ライプツィヒ、ザクセン王国
国籍	ドイツ語
母校	ライプツィヒ大学
知られている	ヘリング管 ヘリング錯視 ヘリング・ブロイアー反射 ヘリング・ヒルブランド偏向 ヘリングの視方向の法則 ヘリングの均等神経支配の法則 トラウベ・ヘリング・マイヤー波 超鋭敏症 拮抗 過程理論 有機記憶+
受賞歴	プール・ル・メリット(1911) ForMemRS (1902)
科学者としてのキャリア
フィールド	生理

カール・エヴァルト・コンスタンチン・ヘリング（1834年8月5日 - 1918年1月26日）は、色覚、両眼知覚、眼球運動、超鋭敏症について多くの研究を行ったドイツの生理学者です。彼は1892年に 反対色理論を提唱しました。

ヘリングはザクセン王国のアルト＝ゲルスドルフに生まれ、ライプツィヒ大学で学び、プラハのドイツ・カール＝フェルディナンド大学の初代学長となった。

ヘリングはドイツのザクセン州アルト＝ゲルスドルフで生まれました。彼はおそらく貧しい家庭で育ち、ルーテル派の牧師の息子でした。ヘリングはツィッタウのギムナジウムに通い、1853 年にライプツィヒ大学に入学しました。そこで彼は哲学、動物学、医学を学び、1860 年に医学博士号を取得しました。

ヘリングがどのようにして研究の訓練を受けたのかは、はっきりしない。当時、ヨハネス・ペーター・ミュラーはおそらくドイツで最も有名な生理学者だった。ヘリングはミュラーの指導の下で学ぶことを申請したが拒否されたようで、^{[要出典]、これがミュラーの弟子である}ヘルマン・フォン・ヘルムホルツに対する敵意につながったのかもしれない。しかし、ライプツィヒでは、EHウェーバーとGTフェヒナーが、精神物理学の分野となるものの基礎となる画期的な研究を行っていた。ヘリングが彼らの指導の下で学んだという証拠はないが、晩年、彼は誇らしげに自分を「フェヒナーの弟子」と認めていた。

卒業後、ヘリングはライプツィヒで医師として開業した。研究する時間はほとんどなく、資金もさらに乏しかったが、両眼視（両眼を一緒に使う）とホロプター（2つの網膜上の解剖学的に同一の点に投影される空間の点）の問題に目を向けた。そこで、全く無名の科学者であったにもかかわらず、当時ドイツ最高の科学者および数学者の一人とされていたヘルマン・フォン・ヘルムホルツとは独立して、ホロプターの独自の数学的導出を発表し、科学界を驚かせた。ヘリングは、ヘルムホルツのホロプター導出における（重要でない）数学的誤りを嘲笑うほどだった。

その後、ヘリングは1870年までウィーン陸軍士官学校の生理学教授に任命された。より豊富な資源を得て、彼は生理学、特に心臓と呼吸器系に関する重要な研究を行った。1870年、彼はヤン・エヴァンゲリスタ・プルキンエの後任としてプラハ大学に着任し、その後25年間その職に就いた。そこで彼は、大学をチェコ語で教えることを望むチェコの民族主義的な人々と、少数のドイツ人教授との間で激しい論争に巻き込まれた。最終的に、1882年にドイツの独立した大学であるカール・フェルディナンド大学が設立され、ヘリングはその初代学長となった。

ヘリングは晩年ドイツに戻り、1895年に61歳でライプツィヒ大学の教授となった。1915年に引退し、3年後に結核で亡くなった。彼は無神論者であった。^[1]

ヘリングは視覚に関する幅広い分野を研究し、その中には両眼視に関する傑出した研究もあった。 ^{[2] [3]}彼はヘルムホルツとほぼ同時にホロプターの理論的な形状を導き出した。結果は同じであったが、ヘリングの導き方は、当時開発された射影幾何学を用いて、はるかに現代的で洗練されたものであった。実際、ヘルムホルツ自身もヘリングのアプローチを「非常に洗練され、包括的で、完全」と評した。その後、ヘリングはホロプターの形状を経験的に推定した。ヘルムホルツやヒレブランドと共に、彼は経験的ホロプターが理論的なホロプターと一致しないことに気付いた。この現象は現在、ヘリング-ヒレブランド偏差と呼ばれている。

ヘリングは、観察者から見た物体の自己中心的な方向を記述する視覚方向の法則でもよく知られています。ヘリングや当時の他の視覚科学者は知りませんでしたが、同様の法則がアルハゼン（1021）^[4]とウェルズ（1792）^[5]によって提唱されていました が、両者の法則は異なっていました。

ヘリングは、現在^{[7] [8] [9]我々が}超視力と呼んでいるもの、つまり特定の視覚課題において視力を約1桁超える空間分解能に関する独創的な研究を行った。1899年の有名な論文「視力の限界について」^{[6]で、彼は1863年に}アルフレッド・ヴィルヘルム・フォルクマン^{[10] [11]}と1892年にエルンスト・アントン・ヴュルフィング^[12]が発表した経験的データを要約した。彼らは、空間分解能が中心網膜の受容体細胞の大きさをはるかに下回る視覚課題があることを発見した。 ^[13]説明モデルで、ヘリングはバーニヤ視力刺激 (2つの線分のずれ) を理想化された受容体アレイに重ね合わせた。彼は、小さな眼球運動を統合するメカニズムによって、関与する受容体によって信号が送られる位置情報は、単一の受容体で可能な精度よりもはるかに高い精度でコード化されると主張したが、この説明は今日でも有効である。^{[6] [14] [15] [16]}

ヘリングは眼球運動をさらに研究した。彼は、動物の眼球運動の共役性を説明するために、ヘリングの等神経支配の法則を開発した。この法則によると、眼球運動は、常に両眼で強度が等しいが、方向が等しいわけではない。したがって、眼球運動は共役（サッカードや平滑追跡運動のように同じ方向）または分離（輻輳眼球運動など）のいずれかになる。ヘリングの等神経支配の法則は、一方の眼では注視点の位置が変わるがもう一方の眼では変わらないミュラーの刺激によって最もよく説明される。単純に考えると、ずれた眼だけが再中心窩形成のために動くはずである。ヘリングの法則によれば、眼は常に同じ量で動かなければならないため、両方の眼が新しい両眼のターゲットの方向（上記のヘリングの視覚方向の法則を参照）に移動し、次に反対方向に動いてターゲットの輻輳に合わせるはずである。言い換えれば、ターゲットから動かなかった眼はターゲットから離れて、再びターゲットに戻る。この予測は、眼球運動に関する独創的な研究の中でヤルバスによって実験的に確認されました。しかし、現在ではヘリングの法則から大きく逸脱する法則が存在することが分かっています。

ヘリングは、トーマス・ヤング、ジェームズ・クラーク・マクスウェル、ヘルマン・フォン・ヘルムホルツが主に開発した有力な理論に反対した。^[17] ヤングは、色覚は赤、緑、青の3原色に基づいていると提唱した。マクスウェルは、どんな色も3原色の混合で実現できることを実証した。ヘルムホルツはこれを、人間が3種類の受容体を通して色を認識し、白と黒は光の量を反映する証拠であると解釈した。

ヘリングは、視覚系は色対立のシステムに基づいて機能すると主張した。彼の証拠は、色順応実験と、特定の色名を 1 つに組み合わせることができないという言語的観察から生まれた。このモデルでは、色は赤と緑、黄と青、白と黒の 3 組の対立色に敏感なメカニズムを通じて認識される。

ヨハネス・フォン・クリースは1905年にゾーン理論を発表した。これは両方の説明を1つに統合するもので、ヤング・ヘルムホルツ理論は光と受容体の相互作用を、ヘリングは画像処理段階を記述している。 [ ^18] その後、1925年にエルヴィン・シュレーディンガーはクリースに触発されて「4色理論と3色理論の関係について」と題する論文を発表した。そこで彼は2つの色彩理論の形式的な関係を調査している。^[18]

どちらの理論にも確固とした経験的証拠があります。この難問は網膜と外側膝状体核における色反対神経節細胞の発見によって解決されました。現在では、人間の目には 3 種類の色感受性受容体 (ヤング、マクスウェル、ヘルムホルツの提唱による) があり、ヘリングの提唱による 3 つの色反対チャネルでそれらの信号が結合されることがわかっています。したがって、ヘリング理論とヤング-ヘルムホルツ理論はどちらも正しいのです。

ヘリングは生理学と心理学の分野に多大な貢献をしました。特に、彼は弟子のブロイアーとともに、ヘリング・ブロイアー反射、つまり人工的に肺を膨らませると自動的に呼気を誘発する信号が発せられることを実証しました。次に肺を収縮させると、呼吸を誘発する新しい信号が発せられます。つまり、吸気と呼気は互いに誘発し合う無限の反射ループなのです。彼はまた、トラウベ・ヘリング反射、つまり肺を膨らませると心拍が加速することを実証しました。

1861 年、ヘリングは、現在彼の名前が付けられている錯視、つまりヘリング錯視について説明しました。2 本の直線で平行な線を放射状の背景 (自転車のスポークに似たもの) の前に表示すると、線が外側に曲がっているように見えます。オービソン錯視はそのバリエーションの 1 つで、ヴント錯視は同様の効果を生み出しますが、反転した効果を生み出します。

ヘリングは1870年にウィーン帝国科学アカデミーで行った講義で初めて有機記憶の考えを提唱した。ヘリングは獲得形質の遺伝という考えに影響を受け、記憶は生殖細胞によって世代を超えて受け継がれる可能性があると提唱した。^[19]

ヘリングは生涯のほとんどをヘルムホルツとの激しい論争に費やした。論争は科学的なだけでなく哲学的な内容でもあった。ヘリングは土着主義者で、ヘルムホルツは経験主義者だった。ヘルムホルツは上流階級の出身で常に天才とみなされていたが、ヘリングはキャリアの初期に苦難を経験しなければならなかった。ヘリングとヘルムホルツはほとんどすべての点で意見が合わず、論争は両者の死後も長く続いた。しかし、ヘリングは2人の中でははるかに攻撃的で、ヘルムホルツが犯したかもしれない間違いを常にすぐに指摘し、時には彼を侮辱することさえあった（「偉大なヘルムホルツが居眠りしているとき…」）。ヘルムホルツ派（おそらくヘルムホルツ本人ではない）は、ヘリングが数学の仕事を行うために助けを必要としており、精神異常者であるという噂を広めた（「私が聞いたところによると、彼は精神を病んでいた」）。^[17]

• 両眼視理論[ Die Lehre Vom Binocularen Sehen ] (1868/1977)
• 空間感覚と目の動き[ Der Raumsinn und die Bewegungen des Auges ] (1879/1942)
• 視力の限界について。 [Ueber die Grenzen der Sehschärfe] (1899/2018)
• 光感覚理論の概要[ Grundzüge der Lehre vom Lichtsinn ] (1905/1964)
• 生理学ハンドブック(1879)
• 記憶と神経系の比エネルギーについて（1897）

• バウマン C (1992 年 6 月)。 「【エヴァルト・ヘリングの対抗色。ある思想の歴史】」。Der Ophysicalmologe: Zeitschrift der Deutschen Ocularmologischen Gesellschaft (ドイツ語)。89 (3): 249–52。ISSN  0941-293X。PMID  1303712。
• Janko J (1995). MachとHeringの感覚生理学. Clio Medica. Vol. 33. pp. 89–96. PMID  9061228.
• オーティス、ローラ（1994年）。『有機的記憶：19世紀後半から20世紀初頭の歴史と身体』リンカーン：ネブラスカ大学出版局。ISBN 0-8032-3561-5. OCLC  29638386.
• Turner RS (1993). 「ドイツにおける視覚研究：ヘルムホルツ対ヘリング」. Osiris . 8 (1): 80–103. doi :10.1086/368719. PMID  11639585. S2CID  42940120.
• Singh, Iona (2012)。Visual Syntax、書籍「Color, Facture, Art & Design」からの章。ハンプシャー、イギリス：Zero Books。pp. 65–82。ISBN 978-1-78099-629-5。

• 誰が名付けたのか？、カール・エーヴァルト・コンスタンティン・ヘリング