No.191 |
<研究紹介> ISASニュース 1997.2 No.191 |
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まず,三半規管は互いに直交する三つの半規管から成る。それぞれの半規管の内部はリンパ液で満たされ,半規管が回転しリンパ液が流動すると,半規管の取付部でリンパ液をせき止めている平衡頂( Cupula )の毛状細胞が変形し,平衡頂両端間の圧力差が検出される。従って,三半規管は三軸まわりの角加速度検出器である。しかし,リンパ液の粘性が高いので角加速度入力に対する平衡頂の動きの動特性は過減衰の二次系でモデル化することができ,しかも二個の時定数( 16 secと0.005 sec程度 )の差が大きいので,実際には積分ジャイロ的特性が示される。即ち,三半規管はむしろ角速度検出器として働いている。実際,平衡頂の動きと眼球の動き( Nystagmus )が密接な関係があることを利用して,入力角速度と人間が感覚する角速度の間の周波数特性が測定されていて,それによると,0.1 rad/sec〜10 rad/secの広い範囲で振幅比はほぼ0 dBであるが,位相は同じ範囲で+30°位から徐々に遅れていき,1 rad/secあたりで丁度同位相,10 rad/secでは-180°程の遅れを示している。このことから,三半規管は1 rad/sec付近の回転運動に対しては角速度検出器として美事に作動するが,それより低周波や高周波の入力に対しては主観的回転感覚は特に位相の面で信用できないことになる。雲の中など低視程環境での低周波旋回飛行を水平直線飛行と感じたり,スピンを続けて急停止すると逆スピンをしているように感じるのはこのような三半規管の特性から生じる錯覚である。フィギュアスケータの回転感覚には多分に順応( Adaptation )や馴化( Habituation )の作用があると考えられるが,これらの作用は三半規管自体だけでは説明できず,中枢神経系( Central Nervous System )の役割が大きいようだ。
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上述の前庭器官や視覚による情報の他に,人間は触覚や知覚神経端末からの情報を空間識に役立てている。触覚は圧力センサーと見なされるが,日常経験するように,圧力刺戟の微分値の検知がその主な役割である。一方,各知覚神経端末からの情報は定常の空間識を得るために用いられる。例えば,手足の位置,各筋肉の長さや張力などは上下位置関係や外力の認識に役立てられる。
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(ごとう・のりひろ)
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