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形態知覚とは、物体の視覚要素、特に形状、パターン、および以前に識別された重要な特徴に関する要素を認識することです。物体は網膜によって二次元画像として知覚されますが、[ 1 ]同じ物体であっても、観察される状況、物体の見かけの大きさ、観察角度、照明の程度、視野内の位置などによって画像が変化する可能性があります。[2] 物体を観察するたびに網膜の反応パターンは異なりますが、脳の視覚処理はこれらの経験を類似のものとして認識することができ、不変の物体認識を可能にします。[ 3 ] 視覚処理は階層的に行われ、最も低いレベルでは線や輪郭を認識し、少し高いレベルでは境界の補完や輪郭の組み合わせの認識などのタスクを実行します。最も高いレベルでは、知覚された情報を統合して物体全体を認識します。[ 4 ]本質的に、物体認識とは、物体を分類および識別するために物体にラベルを割り当て、それによってある物体を別の物体と区別する能力です。[ 3 ]視覚処理の過程では、情報は新たに生成されるのではなく、刺激の最も詳細な情報を引き出すように再構成される。[ 3 ]
形態知覚は、網膜には大きな盲点があり、光が光を検出する細胞、つまり光受容細胞に到達するのを妨げる網膜静脈があるため、脳にとって困難な作業です。脳は、知覚的グループ化、境界補完、図と地の分離などの境界処理、および可変照明の補償（「光源の割引」）や、残存する光源割引信号で空白領域を埋めるなどの表面処理によって盲点を処理します。[ 5 ]
光受容体に加えて、目が形を認識するためには、正常に機能するレンズ、網膜、および損傷のない視神経が必要です。光はレンズを通過して網膜に到達し、利用可能な光に応じて適切な光受容体を活性化します。光受容体は光を電気信号に変換し、視神経に沿って視床の外側膝状体核に伝わり、そこから一次視覚野へと伝わります。大脳皮質では、成人の脳は線、方向、色などの情報を処理します。これらの入力は後頭側頭皮質で統合され、物体の全体像が表現されます。視覚情報は、背側経路としても知られる後頭頂皮質で引き続き処理され、そこで動きに基づく手がかりを使用して物体の形状の表現が形成されます。同時に、物体の認識、識別、命名が行われる腹側経路としても知られる前側頭皮質でも情報が処理されていると考えられています。物体を認識する過程では、背側経路と腹側経路の両方が活性化されますが、物体を識別して認識するには腹側経路の方が重要です。背側経路は、2つの物体が類似した形状を持ち、画像が劣化している場合にのみ物体認識に寄与します。脳のさまざまな部分の活性化における観察された潜伏時間は、視覚刺激の階層的処理、つまり物体表現が単純なものから複雑なものへと進むという考えを支持しています。[ 5 ]
生後 5 か月までに、乳児は大人と同じように、線分接合情報を使用して奥行きや形状を含む3 次元画像を認識できるようになります。 [ 6 ]しかし、動きや色の手がかりを使用して 2 つの物体を区別する能力には、乳児と大人の間に違いがあります。[ 7 ]視覚情報は、後頭頂皮質（背側経路とも呼ばれる）で引き続き処理され、そこで動きに基づく手がかりを使用して物体の形状の表現が形成されます。[ 7 ]乳児と大人の脳の違いを特定することで、乳児の皮質の機能的再編成があるか、単に乳児に見られる種族の衝動に関連する年齢に関連した違いがあることが明らかになります。乳児の脳は大人の脳と同一ではありませんが、専門化領域と階層的な処理という点で類似しています。[ 7 ]しかし、静止した視覚から形状を認識する大人の能力は完全には理解されていません。[ 8 ]
物体の大きさや形状の違いを識別する機能障害には、脳損傷、脳卒中、てんかん、酸素欠乏など、多くの原因が考えられます。損傷や病気の結果として脳に生じる病変は、物体認識を損ないます。病変が存在する場合に特に物体認識の欠陥につながる領域には、右外側紡錘状回と腹外側後頭側頭皮質が含まれます。これらの領域は、物体認識の基礎となる形状と輪郭情報の処理に不可欠です。[ 9 ]上記の領域の損傷が物体認識の欠陥につながることを裏付ける証拠はありますが、原因に関わらず、脳損傷は通常広範囲にわたり、脳の両半球に存在するため、重要な構造の特定が困難になります。[12] ほとんどの損傷は元に戻すことはできませんが、影響を受けた半球の影響を受けていない領域で再編成の証拠があり、患者が一部の能力を取り戻すことが可能です。[ 10 ]
形態知覚の機能障害は、視覚情報がどのように解釈されるかという視覚処理に関わるいくつかの領域で発生します。これらの機能障害は実際の視力とは関係なく、脳が目が見たものをどのように理解するかに影響します。視覚的閉鎖、視空間関係、視覚記憶、視覚追跡の領域で問題が発生する可能性があります。存在する特定の視覚的問題を特定した後、介入には眼球運動、コンピュータプログラムの使用、神経療法、身体活動、学業上の調整などが含まれます。[ 11 ]
脳の潜在的な損傷には、脳卒中、酸素欠乏、鈍的外傷、外科的損傷などが含まれますが、これらに限定されません。多発性硬化症やてんかんなどの損傷や病気の結果として脳に病変がある場合、さまざまな失認症の形で現れる可能性のある物体認識障害がある可能性があります。[ 9 ]同様の欠損は、鈍的外傷、脳卒中、重度の二酸化炭素中毒を患った成人、および腫瘍の除去後に外科的損傷を受けた成人でも観察されています。[ 10 ]病変の形成に至らないタイプのてんかんを持つ子供でも欠損が観察されています。[ 12 ]これらの場合、発作が物体の処理を妨げる可能性のある機能障害を引き起こすと考えられています。[ 12 ]病変が存在する場合に特に物体認識の障害につながる領域には、右外側紡錘状回と腹外側または腹内側後頭側頭皮質が含まれます。[ 10 ] [ 12 ] これらの構造はすべて、物体認識の基礎となる形状と輪郭情報の処理に不可欠であることが特定されています。[ 10 ]これらの構造に損傷がある人は、物体を適切に認識することはできませんが、物体の動きを識別することはできます。[ 10 ]頭頂葉の病変のみが、物体の位置の識別の障害と関連付けられています。[ 13 ]上記の領域の損傷が物体認識の障害につながることを裏付ける強力な証拠がありますが、原因に関係なく、脳の損傷は通常広範囲にわたり、脳の両半球に存在するため、重要な構造の特定が複雑になります。[ 9 ]ほとんどの損傷は元に戻すことはできませんが、影響を受けた半球の影響を受けていない領域で再編成の証拠があり、患者が何らかの機能を取り戻すことが可能です。[ 9 ]
高齢者において視覚的な形態学習が維持されるかどうかは不明である。研究によれば、トレーニングによって若年者と高齢者の両方で形態知覚が向上することが証明されている。しかし、局所的な要素を統合する学習は加齢によって悪影響を受ける。[ 14 ]加齢は、刺激を効率的に処理して物体を識別する能力を阻害する。より具体的には、物体の最も基本的な視覚的構成要素を認識するのに非常に時間がかかる。物体の構成要素を認識するのにかかる時間が長くなるため、物体自体の認識も遅れる。[ 15 ]部分的に遮られた物体の認識も加齢とともに遅くなる。部分的に遮られた物体を認識するには、見える輪郭と境界に基づいて知覚的推論を行う必要がある。これはほとんどの若年者ができることだが、加齢とともに遅くなる。[ 16 ]一般的に、加齢は中枢神経系の処理能力の低下を引き起こし、形態知覚という非常に複雑なプロセスを遅らせる。[ 15 ]
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