Anatomy of Visual System

The eye is major sensory organ involved in vision (figure 1). 光波は角膜を透過して、瞳孔から眼球に入る。 角膜は眼球を覆う透明な覆いである。 角膜は、眼球の内側と外界を隔てるバリアの役割を果たし、入ってきた光波を集める働きをしている。 瞳孔は、光が通過する目の小さな穴で、光量や感情の高まりによって大きさが変化します。 光量が少ないと、瞳孔は拡張し、より多くの光が眼に入るようになります。 光量が多い場合、瞳孔は収縮して小さくなり、目に入る光の量が減ります。 瞳孔の大きさは、目の色彩部分である虹彩につながる筋肉によって制御されている

図1. 目の解剖学は、この図に示されている。

瞳孔を通過した後、光は水晶体、さらに焦点を提供する役割を果たす湾曲した、透明な構造を横切っている。 水晶体は筋肉に取り付けられており、その形状を変えることで、近くの物体や遠くの物体から反射される光の焦点を合わせるのに役立ちます。 正常な視力の人の場合、水晶体は、光を感知する網膜の一部である窩洞と呼ばれる目の奥の小さなくぼみに完璧に焦点を合わせます。 窩には、特殊な視細胞が密集しています（図2）。 これらの視細胞は錐体（すいたい）と呼ばれ、光を感知する細胞です。 錐体は、明るい光のもとで最もよく働く特殊なタイプの視細胞です。 錐体は、鋭敏な細部に非常に敏感で、驚異的な空間分解能を発揮します。 また、色を認識する能力にも直接関与しています。

錐体は、画像の焦点が合いやすい窩に集中しているのに対し、杆体は、視細胞の別のタイプで、網膜の残りの部分全体に位置しています。 杆体は暗いところでよく働く特殊な視細胞で、錐体のような空間分解能や色の機能はありませんが、薄暗いところでの視覚や、視野の周辺にある動きの知覚に関与しています

図2． 2種類の視細胞を示したものである。 錐体は緑色、杆体は青色です。

明るい環境から薄暗い環境へ移行するときに、杆体と錐体の感度が異なることを誰もが経験したことがあるはずです。 晴れた夏の日に、大ヒット映画を見に行くことを想像してみてください。 明るいロビーから暗い映画館に入ると、すぐに何も見えなくなってしまうことに気がつきます。 数分後、あなたは暗闇に慣れ始め、劇場の内部を見ることができるようになります。 明るい環境では、あなたの視界は主に錐体活動によって支配されていたのです。 暗い環境に移ると、杆体活動が優位になりますが、相転移に遅れがあります。 杆体が光を神経インパルスに思うように変換できないと、薄暗いところで見えにくくなり、夜盲症と呼ばれる状態になります。

杆体と錐体は、（いくつかの介在ニューロンを介して）網膜神経節細胞に接続されています。 網膜神経節細胞からの軸索は収束し、目の裏側を通って視神経を形成するために出ていきます。 視神経は、網膜から脳へ視覚情報を伝達する。 視野の中には、死角と呼ばれるポイントがあります。 この盲点に小さな物体の光が当たっても、私たちはそれを見ることができません。 私たちが死角を意識しないのには、2つの理由があります。 1つは、左右の眼がそれぞれ微妙に異なる視野を持つため、死角が重なり合わないこと。

両目からの視神経は、脳のすぐ下の視交叉という場所で合流します。 視交叉は、図3に示すように、脳の前面にある大脳皮質のすぐ下にあるX字型の構造である。 視交叉では、両目から入った右の視覚野の情報は脳の左側に、左の視覚野の情報は脳の右側に送られる。

図3. この図は、脳の前部にある視交叉と、脳の後部にある後頭葉への経路を示しており、ここで視覚的感覚が意味のある知覚に処理される。

一旦脳内に入ると、視覚情報は処理のために多くの構造を介して脳の後部にある後頭葉に送信される。 視覚情報は、一般に「何を見るか」という経路（腹側経路）と「どこで、どのように見るか」という経路（背側経路）が並行して処理されることがあります。 何を」経路は物体の認識と識別に関与し、「どこで／どのように」経路は空間における位置と特定の視覚刺激との相互作用に関与する（Milner & Goodale, 2008; Ungerleider & Haxby, 1994）。 例えば、道路を転がるボールを見たとき、「何が」経路はその物体が何であるかを特定し、「どこで／どのように」経路は空間におけるその位置や動きを特定する。