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テルヌス錯視またはテルヌス効果は、人間の視覚知覚に関連する、見かけ上の動きを伴う錯覚です。錯覚の一形態を簡略化して説明すると、3つのフレームのシーケンスの最初のフレームとして、2つの円盤（ここでは左をL、中央をCとします）が並べて表示されます。次に、非常に短い可変時間、空白のフレームが表示されます。最後のフレームでは、2つの同様の円盤（中央をC、右をR）がずらした位置に表示されます。フレーム間の時間間隔、間隔、レイアウトなど、さまざまな要因に応じて、観察者は、LがRに移動してCが静止しているように見える要素の動き、またはLとCが一緒にCとRに移動しているように見えるグループの動きを知覚します。要素の動きとグループの動きの両方は、図1と図2の右側のアニメーション例で観察できます。
1926年と1938年に、ゲシュタルト心理学者のジョセフ・テルヌスは「現象的同一性の問題」を観察し定義した。[ 1 ]テルヌスの研究は、1917年にピクラーが行ったこの分野における先行研究に基づいていた。[ 2 ]テルヌスが発見したこの現象的同一性の問題は、対象物の定義属性が劇的に変化し、かつての姿とは似ても似つかないものになったとしても、人間の視覚系が対象物の存在を確立し、それを維持する自然な能力によって生じる。[ 3 ]テルヌスが観察した効果は、実際には、3つのフレームを連続して表示するディスプレイを使用して発見した、見かけの動きの双安定知覚または知覚であった。[ 4 ]
観察者に、2 つの異なる場所に連続して提示される 2 つの静止した刺激が提示されると、刺激は、開始位置から別の位置へ移動する単一の物体として知覚されることがよくあります。この見かけの動きまたは見かけの動きは、知覚される動きが網膜への衝突によって引き起こされる刺激など、視覚の物理的側面から厳密には生じないため、研究者にとって非常に興味深いものです。代わりに、見かけの動きは、知覚の物理的特性の視覚系による処理から生じるようです。このため、見かけの動きは、視覚研究の領域における重要な研究分野となっています。[ 5 ]テルヌス錯視は、おそらくこのような効果の最良の例の 1 つです。
テルヌス錯視/効果を観察するために、観察者はテルヌス表示と呼ばれる見かけの動きの表示を見ます。[ 6 ]テルヌス表示は、空白の刺激間隔（ISI）と呼ばれる間隔で区切られた一連のフレームを特徴としています。標準的なテルヌス表示は、観察者に順番に提示される 3 つのフレームで構成されています。図 3 に示すように、フレーム 1 は、水平方向に均等に配置された 3 つのディスクで構成されています。フレーム 2 は、フレーム 1 と 3 を可変の時間で区切る空白の ISI です。フレーム 3 は、ディスクが右側にあるフレーム 1 の反転です。つまり、フレーム 1 の外側のディスクは、フレーム 1 の一部として中央のディスクが元々あった場所にあるように見えます。[ 4 ]
これら 3 つのフレームが連続して素早く提示されると、被験者は Ternus ディスプレイを観察することによって 2 種類の異なる動きを知覚すると報告します。これらの異なる知覚は ISI の持続時間に依存します。多数の研究により、短い ISI では、観察者は中央の要素が静止しており、外側の 1 つの要素がそれらの要素を飛び越えるという知覚をすることになり、これは要素の動きとして知られています。これらの研究はまた、長い ISI では、要素がすべて左から右に 1 つとして動いているという知覚が生じ、これはグループの動きとして知られ、これらの知覚は同時に発生することはできないという発見を支持しています。[ 7 ]研究では、これらの見かけの動きのバリエーションは、動きの知覚とオブジェクトの同一性の知覚が絡み合うように視覚要素をグループ化することによって達成されることが示唆されています。[ 8 ]
中間的なISIでは、知覚される動きは双安定であり、観察者にとって知覚体験は要素の動きとグループの動きの間で自発的に切り替わります。双安定性が存在する間も、観察者はどちらの知覚がより長く印象に残るかを判断することができます。前述のように、2つの知覚が同時に経験されることはありません。これは、中間的なISIではグループの動きと要素の動きの割合が異なり、それぞれが正確な値に依存するためです。[ 7 ]
ISI が 50 ミリ秒未満で提示されると、要素の動きが観察されます。ただし、この錯覚を実現するために最も一般的に使用される時間枠は通常 20 ミリ秒程度です。要素の動きは、テルヌス ディスプレイの外側のディスクがディスプレイ内の他の 2 つのディスクを「飛び越え」、それらが (内側の) ディスクとみなされ、右側の位置に移動するという特徴があります。[ 4 ]この効果は、図 1 のページ上部の例で動きとして見ることができます。
1980年のブラディックの研究によると、要素の動きは低レベルの短距離運動プロセスに起因するものであり、短いISIが表示されている場合、フレーム1とフレーム3の間のディスプレイの中央にある2つの要素には動きがない、または動きがないことを信号で示している。[ 9 ]これに対して、高レベルの長距離運動プロセスが要素の動きの信号を送る。つまり、外側の要素がディスプレイの反対側に飛び移って戻ってくるように見える。
TernusモーションディスプレイのISI（フレーム2）が少なくとも50ミリ秒という比較的長い間隔で表示されると、集団運動が観察される。[ 4 ]フレーム間隔またはISIが長いほど、集団運動効果が発生する可能性が高くなる。[ 10 ]
グループの動きは、ディスプレイ内のすべてのディスクが同時に右に動き、その後戻っているという錯覚を知覚者に与えます。要素の動きと同様に、この効果は図 3 で確認でき、図 2 で実証されています。1980 年に Braddick は、ISI が長い場合にグループの動きが発生するのは、モーション ディスプレイの中央要素の動きを信号化する短距離モーション プロセスが原因であり、それが 3 つの要素が同時に動いていることを信号化する長距離プロセスにつながると提唱しました。[ 9 ]
テルヌス錯視の発見以来、その発生メカニズムや原因に関する研究が数多く行われてきました。上記の研究からもわかるように、最も重要な要因の一つはISI（刺激間隔）の長さであると考えられます。これは、観察者にどの知覚が現れるかを決定づける大きな要因であるように思われますが、他にも多くの要因が関与しています。この分野の研究の多くは、低レベル（短距離処理）と高レベル（長距離処理）がどの錯視が知覚されるかを決定する上で関与しているという考えなど、経験的に十分に裏付けられているようです。
スコット＝サミュエルとヘスによる研究では、要素の動きの知覚はテルヌスディスプレイ内の空間的外観の変化によって影響を受けることがわかり、見かけの動きは完全に長距離運動プロセスによって媒介されることが示唆されています。1997年にクレイマーとヤンティスが行った研究では、要素の知覚的グループ化も重要な意味を持つことがわかりました。クレイマーとその同僚は、ディスプレイ内の要素が論理的なグループを形成しているように見える場合、独立して配置されている場合と比較して、グループの動きを知覚する観察者が増えることを発見しました。[ 4 ]
ヤンティスは、知覚において短時間中断された要素の連続性が知覚されるかどうかは、視覚系の初期の神経メカニズム（視覚残像など）と3次元表面レイアウトの表現に依存することを発見した。[ 6 ]
前述のように、高レベルの運動メカニズムが知覚が表れる最終決定を決定するという考えが研究で示唆されているが、He & Ooi による最近の研究では、この最終決定はシーン内の要素間の近接性、類似性、共通表面などの多数のグループ化要因を考慮することによっても影響を受けることが示唆されている。[ 5 ]
原因となる要因に関する多くの考えがあるものの、現在の研究でもテルヌス効果が発生する理由を決定的に説明できておらず、どのメカニズムが原因となっているのかはまだ解明されていないようです。2006年にピーターシクとそのチームは、各知覚に対する集中的な脳画像研究が今後の方向性であり、答えを見つける最も可能性の高い方法であると示唆しました。[ 7 ]一方、グロスバーグとラッド（1992年、Psychol. Rev.、99、78-121）は、テルヌス錯視と逆コントラストテルヌス錯視の両方を含む、長距離の見かけの動きの多くの例をシミュレートする運動知覚の神経モデルを開発しました。[ 11 ]