視覚記憶

後部頭頂皮質は頭頂葉の一部であり、精神的なイメージを操作し、脳の感覚部と運動部を統合する役割を担っている。

多くの実験は、人間の後部頭頂皮質が視覚的ワーキングメモリと注意において重要な役割を果たしていることを示している。したがって、視覚的記憶と注意を、目標指向的な運動行動の計画に関連するプロセスから明確に区別する必要がある。

私たちは視覚シーンのごく一部しか記憶にとどめることができません。これらの心的表象は視覚短期記憶に保存されます。^{[ 4 ]}後頭頂皮質の活動は、視覚短期記憶に保存できるシーン情報の限られた量と密接に相関しています。^{[ 4 ]}これらの結果は、後頭頂皮質が、私たちの貧弱な視覚世界の心的表象の重要な神経部位であることを示唆しています。^{[ 4 ]}

後部皮質は視覚シーンの表現のための容量制限のある貯蔵庫として機能する可能性があり、前頭皮質／前頭前野は、特に長期間の保持期間中、この貯蔵庫の固定化および／または維持に必要である可能性がある。

脳の各半球には視覚野があり、その大部分は後頭葉に位置しています。左半球の視覚野は主に右視野から、右半球の視覚野は主に左視野から信号を受け取りますが、それぞれの皮質は同側視野からもかなりの量の情報を受け取ります。視覚野は、視床にある外側膝状体などの皮質下領域からも情報を受け取ります。しかし、物体の同一性と位置は、それぞれ腹側（後頭側頭）および背側（後頭頭頂）皮質視覚経路で優先的に処理されることを示す十分な証拠があります。^{[ 4 ]} 2つのタスクの実行中のrCBF の比較は、腹側経路と背側経路の違いを再び明らかにしました。^{[ 4 ]}

脳の後部に位置する後頭葉は、視覚情報を受け取り処理します。後頭葉は色や形も処理します。右後頭葉は左の視覚空間からの画像を解釈し、左後頭葉は右の視覚空間からの画像を解釈します。後頭葉の損傷は視覚認知を永久的に損なう可能性があります^{[ 6 ]。}

視覚短期記憶（視覚ワーキングメモリ）とは、少量の視覚情報を短時間（通常30秒以内）の間、アクティブですぐに利用できる状態で心に保持する能力のことです。視覚短期記憶は、幅広い知覚機能や認知機能の実行に不可欠であり、脳の広範なネットワークによって支えられていますが、その記憶容量は著しく制限されています。^{[ 4 ]}

視覚短期記憶の貯蔵は、後部脳の独特なメカニズムによって媒介され、その容量は固定された物体の数と物体の複雑さの両方によって決定される。^{[ 4 ]}

長期視覚記憶からのパターンの想起は、前頭前皮質と前帯状皮質のさまざまな領域におけるrCBFの増加と関連している。^{[ 4 ]} 長期視覚記憶の想起は、前部および後部側頭皮質の活性化と関連している。後部側頭皮質領域は視覚記憶のカテゴリー固有の側面の想起とより関連しているのに対し、側頭皮質の前部領域はカテゴリーに依存しない視覚記憶とより関連している。^{[ 7 ]}

ベントン視覚保持テストは、視覚認知と視覚記憶能力を評価するものです。^{[ 8 ]} 50年以上にわたる臨床使用の実績が、ベントン視覚保持テストの基盤となっています。^{[ 8 ]}このテストは、読字障害、非言語学習障害、外傷性脳損傷、注意欠陥障害、アルツハイマー病、その他の認知症に対する感度が証明されています。^{[ 8 ]}テスト中、参加者はそれぞれに異なるデザインが描かれた10枚のカードを10秒間提示されます。^{[ 9 ]}時間が経過すると、参加者は視覚記憶を使用して各カードのデザインをすぐに再現するように求められます。^{[ 9 ]}第2段階では、参加者はカードが見える間に10枚のカードのデザインをそれぞれコピーするように求められます。^{[ 9 ]}次に、各タスクの参加者の結果が評価され、省略、歪み、保存、回転、配置ミス、サイズエラーの6つのカテゴリに分類されます。 ^{[ 9 ]}参加者のスコアがベントン視覚保持テストマニュアルに記載されている平均値から大きく乖離するほど、参加者の視覚記憶能力は低いと評価されます。^{[ 9 ]}ベントン視覚保持テストは、8歳から成人までの参加者に正確に実施できる汎用性の高いテストであることが証明されており、^{[ 8 ]}性別による影響はありません。^{[ 9 ]}いくつかの研究では、性別と教育の相互作用が有意であることが示唆されており、年齢に伴う視覚記憶能力の低下は、教育レベルが低い人ほど顕著である可能性があります。^{[ 9 ]}

神経画像研究は、符号化、保存、想起に関わる脳領域を活性化するように設計された手法を用いて、視覚記憶に関わる神経ネットワークに焦点を当てています。これらの研究では、脳内のタイミングや活性化を測定するために設計された1つまたは複数の種類の脳画像技術が使用されます。神経画像研究から収集されたデータにより、研究者は特定の認知視覚記憶課題においてどの脳領域が活性化されているかを視覚化することができます。脳画像装置を使用することで、研究者は正確な反応時間や活性化に基づく標準的なテストを超えて、記憶のパフォーマンスをさらに詳しく調査することが可能になります。

視空間スケッチパッドは、バデリーとヒッチのワーキングメモリモデルの一部です。これは、現在使用または符号化されている視覚情報と空間情報を一時的に保存する役割を担っています。これは、人がどこにいるかの空間的特徴と、集中している領域またはオブジェクトの視覚イメージを含む、 3次元の認知マップと考えられています。^{[ 12 ]}これは、人が実際のオブジェクトを何らかの方法で変更した場合（回転、反転、移動、色の変更など）どのように見えるかを想像するメンタルイメージ操作などのタスクで使用されます。また、画像の鮮明さを表す役割も担っています。鮮明な画像とは、その感覚的な詳細を想起する可能性が高い画像のことです。視空間スケッチパッドは、ワーキングメモリ内で鮮明な画像の視覚的および空間的特性を保持する役割を担っており、鮮明さの程度はスケッチパッドの限界に直接影響されます。^{[ 13 ]}

直観像記憶とは、記憶術を用いずに、画像、音、物体を数分間、高い精度で記憶に呼び起こす能力のことである。これは少数の子供に見られるが、一般的には大人には見られない。^{[ 14 ]}

例えば、テキストのページをちらっと見ただけで完璧に暗唱できるといった、大衆文化における写真記憶の概念は、直観像を見ることとは異なり、写真記憶の存在はこれまで証明されたことがない。^{[ 14 ] [ 15 ]}

視覚記憶は感覚記憶システムの視覚部分である。視覚記憶は非常に速く無意識的に働くため、視覚プライミングを担っている。視覚記憶は非常に速く減衰するが、周囲の刺激の非常に鮮明なイメージを含んでいる。^{[ 16 ]}

空間記憶とは、人が周囲の空間と、その空間における自分の位置について持つ知識のことです。また、場所や領域、そしてそこへの行き方やそこからの帰り方に関するすべての記憶も含まれます。空間記憶は物体記憶とは異なり、脳の異なる部分が関与しています。空間記憶は脳の背側部分、より具体的には海馬が関与しています。しかし、失くした物をどこに置いたかを思い出そうとする場合など、両方のタイプの記憶が一緒に使われることがよくあります。空間記憶の古典的なテストは、コルシブロックタッピング課題です。これは、インストラクターがランダムな順序で一連のブロックを叩き、参加者がそれを模倣しようとするものです。パフォーマンスが平均的に低下する前に叩くことができるブロックの数をコルシスパンと呼びます。空間記憶は、人が体のどこかの部分を動かすときに常に使用されているため、一般的に物体記憶よりも衰えやすいのです。^{[ 13 ]}

物体記憶とは、物体や素材の質感、色、大きさ、向きなどの特徴を処理することです。これは主に脳の腹側領域で処理されます。いくつかの研究では、平均してほとんどの人が、それぞれ4つの異なる視覚的特性を持つ最大4つの項目を思い出すことができることが示されています。これは空間記憶とは別のシステムであり、空間タスクからの干渉の影響を受けません。^{[ 17 ]}

睡眠と視覚記憶に関する知見はまちまちである。睡眠後のパフォーマンスは、同じ覚醒期間と比較して向上したという研究報告がある。これは、睡眠中にゆっくりとしたオフラインプロセスがあり、記憶痕跡を強化し、向上させることを示唆している。^{[ 20 ]}さらに、静かな休息は睡眠と同じ学習効果を示すことが研究で明らかになっている。リプレイは、トレーニング後の静かな覚醒時だけでなく、睡眠中にも発生することがわかっている。最近の研究では、視覚探索課題を実施したところ、1日以内に学習できる構成とターゲット位置間の関連付けの量を増やすには、静かな休息または睡眠が必要であることがわかった。^{[ 20 ]}睡眠中の再活性化は、げっ歯類が慣れた課題で広範囲にトレーニングされた後にのみ観察された。それは急速に消失し、睡眠中に記録された活動全体のわずかな割合を占めるにすぎない。^{[ 20 ]} また、視覚記憶と睡眠に関して、男性と女性の間に性差があることもわかっている。睡眠と写真の記憶をテストした研究では、女性では日中の睡眠が項目の記憶よりも情報源の記憶の保持に寄与し、女性は日中の睡眠によって想起や親近感に影響されなかったのに対し、日中の睡眠をとる男性は親近感が高まる傾向があったことがわかった。^{[ 21 ]}この理由は、異なる符号化戦略から生じる異なる記憶痕跡と、日中の睡眠中の異なる電気生理学的変化に関連している可能性がある。^{[ 21 ]}

脳損傷は、視覚記憶に影響を与えることがわかっているもう 1 つの要因です。記憶障害は、新しい経験と既知の経験の両方に影響します。脳損傷後の記憶障害は、通常、情報が失われたりアクセスできなくなったりすることに起因すると考えられています。^{[ 22 ]}このような障害では、以前に遭遇した情報を新しいものとして誤って解釈することが原因であると想定されています。^{[ 22 ]}ラットの物体認識記憶をテストする実験では、記憶障害は逆の場合もあることがわかりました。つまり、新しい経験を既知のものとして扱う傾向があることがわかりました。この障害に対する解決策として考えられるのは、干渉を減らす視覚制限手順の使用です。^{[ 22 ]}

研究では、加齢に伴い、短期的な視覚記憶に関しては、視覚時間とタスクの複雑さがパフォーマンスに影響を与えることが示されています。遅延がある場合やタスクが複雑な場合、想起は低下します。 ^{[ 23 ]}加齢に伴う視覚低下のある高齢者の視覚記憶が記憶パフォーマンスまたは視覚機能によって引き起こされるかどうかを測定するために実施された研究では、60～87歳の地域在住ボランティア89人を対象に、年齢、視覚活動、視覚記憶と言語記憶の関係が調査されました。その結果、視覚の影響は視覚記憶に特異的ではないことがわかりました。^{[ 24 ]}したがって、視覚は高齢者の一般的な記憶機能と相関しており、モダリティに特異的ではないことがわかりました。

空間構成に関するパフォーマンスは加齢とともに低下する。2つの異なる空間構成を記憶して組み合わせ、新しい空間構成を形成するタスクでは、若者が高齢者よりも優れたパフォーマンスを示した。^{[ 25 ]}視覚もパフォーマンスに影響を与える。視覚に問題のない参加者は、テスト方法に関係なく、視覚障害者よりも優れたパフォーマンスを示した。これは、視覚が記憶の一般的な超感覚的メカニズムを形成する傾向があることを示唆している。^{[ 25 ]}

研究によると、アルコールは視覚記憶に影響を与えることが示されています。最近の研究では、大量のアルコールを断続的に摂取するビンジ飲酒を行う大学生を対象に、視覚ワーキングメモリとその中立的な相関関係が評価されました。 ^{[ 26 ]}研究結果から、ビンジ飲酒に関連した認識ワーキングメモリ機能の変化がある可能性が明らかになりました。これは、ビンジ飲酒者では前頭前野機能の障害が早期に発生する可能性があることを示唆しています。

2004年に実施された別の研究^{[ 27 ]}では、視覚的ワーキングメモリ中のアルコール反応レベルと脳反応が調べられました。この研究では、困難な視覚的記憶課題中に機能的磁気共鳴画像法を用いて、アルコールに対する反応レベルの低さの神経相関を調べました。その結果、効果を感じるためにより多くのアルコールが必要だったと報告した若者は、視覚的ワーキングメモリ中の脳反応レベルが高く、これは個人の認知処理への適応能力が低下し、文脈的要求への認知処理の適応能力が低下していることを示唆しています。^{[ 27 ]}