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Tomonaga M, Uwano Y, Saito T (2014) How dolphins see the world: A comparison with chimpanzees and humans Scientific Reports 4, 3717
イルカから見た世界:イルカとチンパンジーとヒトにおける図形知覚の比較

Masaki Tomonaga, Yuka Uwano, Toyoshi Saito

How dolphins see the world: A comparison with chimpanzees and humans

Scientific Reports, 4, 3717, doi: 10.1038/srep03717


概要

京都大学霊長類研究所の 友永 雅己(ともなが まさき)准教授、名古屋港水族館の斎藤 豊(さいとう とよし)飼育第2課長、および上野友香(うわの ゆか)課員らのグループの共同研究で、これまでエコロケーション(反響定位)などの聴覚への依存度が大きいと考えられてきたハンドウイルカを対象に、彼らの視知覚の能力について詳細な検討を行い、ヒトやチンパンジー等の陸上に適応してきた動物ときわめて類似した知覚能力を有することがわかりました。本研究では、名古屋港水族館に暮らすイルカ3個体に対して対面式の見本合わせ課題を実施し、〇×△などの9種類の幾何学図形をペアにしてそれぞれのペアにおける正答率をもとに知覚的類似度を算出しました。また、結果の比較のため、京都大学霊長類研究所のチンパンジー7個体を対象にコンピュータ課題で同様の実験を行いました。また、20名のヒトを対象に質問紙を用いた類似度評定を実施しました。その結果、すべての種において、〇や□などの閉鎖図形が類似して知覚されるなどの共通した傾向が見られました。これらの結果は、陸上と水中ということなる環境に適応し、視覚への依存度が大きく異なる種間においても「見ている」世界がよく似ている可能性を示唆する興味深い成果です。

この研究成果が、英国科学誌「サイエンティフィック・リポーツ」誌に掲載されることになりました。

背景

ハンドウイルカなどの鯨類は、海というわたしたちの住む陸上とは全く異なる環境に適応していく中で、わたしたちにはないエコロケーション(反響定位)という方法で環境を認識することを獲得してきました。私たち霊長類とは異なり、視覚よりも聴覚により強く依存して暮らしていると考えられています。複雑な音声コミュニケーションの体系を持ち、エコロケーションによって環境の複雑な構造を認識する。その一方で、視力は空中でも水中でも約0.08程度と、ヒトやチンパンジーにくらべてはるかに劣った精度しか持っていません。しかしながら、水族館で暮らすイルカたちは、トレーナーのサインを正しく理解し、空中に放り投げられたフリスビーをキャッチし、イルカ同士でキャッチボールをすることができます。さらに、鏡に映った自分の映像を自分であると認識することができ、ものの個数の大小を把握することができるのです。これらの事実は、イルカたちも実は私たちが思っている以上に視覚に依存して世界を認識している可能性を示唆しています。

しかしながら、実は、イルカを対象にした基礎的な視知覚・認知研究は十分に進んでいるとは言い難い状況なのです。彼らが視覚情報を処理する仕方は私たちのような陸上に適応した生物と同じなのでしょうか。そこで、わたしたちは、見本合わせ課題という方法を用いて、ハンドウイルカ、チンパンジー、ヒトにおける2次元幾何学図形の知覚を比較しました。

研究手法・成果

参加したのは、名古屋港水族館に暮らすイルカ3頭、京都大学霊長類研究所のチンパンジー7個体、そして名古屋港水族館のボランティアの方々20名です。イルカたちは対面式の見本合わせ課題、チンパンジーたちはコンピュータを用いた見本合わせ課題、そしてヒトは質問紙を用いた類似度評価に参加しました。見本合わせ課題とは、まずはじめに1つの図形を提示し(見本刺激)、そのあとで図形のペアを呈示して、先に見た図形と同じものを選べば成果という課題です(図1)。イルカたちは、この課題を約3000試行で学習しました。チンパンジーたちは、このような課題に長い間従事していたのですぐにテストすることができました。


図1.イルカとチンパンジーの見本合わせ課題

テストでは9種類の幾何学的な図形を用いました。これらの図形は、それぞれ複数の「要素」からなっています。たとえば○だと、「曲線」を含んだ「閉鎖図形」といった感じです(図2)。これらの図形を組み合わせて36種類のペアを作り、それぞれをテストした際の正答率を算出しました。正答率が低いほどよく似ていると考えられます。そこで、この正答率のデータをもとに「多次元尺度構成法」という手法で、図形間の知覚的類似度を分析しました。この多次元尺度構成法は、正答率の低い図形ほど空間的に近くに配置されます。


図2.今回の研究で用いた幾何学図形

イルカたちの正答率は84%、チンパンジーは92%でした。図3には多次元尺度宇更生法の結果を示します。見て明らかなように、3種の結果は非常によく似ていることがわかります。たとえば、閉鎖図形(〇など)が比較的凝集して分布しています(知覚的に類似している)。また、斜め線を含む図形も似ていると判断されているようです。

これらの結果は、水中と陸上という全く異なる環境に適応し、視覚への依存度も全く異なると考えられてきたイルカ類と霊長類の「見ている世界」が実はきわめて類似していることを示唆する貴重な成果であると考えています。このような基礎的な視知覚が同じであることを出発点として、イルカの視覚認知、環境認識についてさらに詳細な検討を加えることにより、イルカが認識している世界をより深く理解でき、イルカを通してわたしたち人間を理解するというユニークな視点をもたらしうるものと考えています。


図3.実験の結果。平面上で近接しているほど類似して知覚されていた(よく誤答していた)

研究組織

友永雅己(京都大学霊長類研究所)、斉藤豊、上野友香(名古屋港水族館)

本研究は、京都大学霊長類研究所と名古屋港水族館の間の学術交流協定に基づき実施されました。 また、科学研究費補助金 基盤研究(S)「海のこころ、森のこころ─鯨類と霊長類の知性に関する比較認知科学─」(課題番号:23220006)などの研究資金の援助のもと本成果を得ることができました。

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アブストラクト

Bottlenose dolphins use auditory (or echoic) information to recognise their environments, and many studies have described their echolocation perception abilities. However, relatively few systematic studies have examined their visual perception. We tested dolphins on a visual-matching task using two-dimensional geometric forms including various features. Based on error patterns, we used multidimensional scaling to analyse perceptual similarities among stimuli. In addition to dolphins, we conducted comparable tests with terrestrial species: chimpanzees were tested on a computer-controlled matching task and humans were tested on a rating task. The overall perceptual similarities among stimuli in dolphins were similar to those in the two species of primates. These results clearly indicate that the visual world is perceived similarly by the three species of mammals, even though each has adapted to a different environment and has differing degrees of dependence on vision.



キーワード

Evolution, Cognitive neuroscience, Psychology



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http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/news_data/h/h1/news6/2013_1/140116_1.htm