テレビや映画の中で，移動する馬車や自動車の車輪を見ている時，進行方向と逆向きに車輪がゆっくりと回転しているように見えることがある．この現象はwagon-wheel
effectもしくはVusory motion reversalと呼ばれる錯視である．同様の錯視は回転運動だけでなく，周期的なパタンの直線運動においても観察されることが知られている．本稿ではこれらの錯視現象を総称して「車輪の錯視」と呼ぶ．
車輪の錯視は人間の意識の仕組みを理解する手がかりとなるものとして関心がもたれ，その生起メカニズムについては現在も論争が続いている．
車輪の錯視の生起メカニズムに関する説明の一つは，ビトの知覚システムが連続的な視覚情報を断片的な情報として離散的に抽出処理した後にそれらをつなぎ合わせて連続的運動知覚を形成するという仮説に基づいている1).本稿ではこれを離散的サンプリング仮説と呼ぶ．ヒトの知覚システムが離散的サンプリングを行っているとした場合のサンプリング間隔は0.1秒(10Hｚ)から0.07秒(約MHz)程度と推定されているお)．ここでは簡単のために知覚系のサンプリング間隔を0.1秒(10Hz)とした場合の運動知覚について議論する．
図ｌａは時計の秒針が1回転/秒で，図lbは６回転/秒でそれぞれ時計回りに回転した場合に10
Hz離散サンプリングシステムが抽出する秒針のスナップショットである．１回転/秒条件では秒針は0.1秒間に36°時計回りに回転し，主観的にはスムーズな時計回りの回転が知覚されることが予想される．秒針の回転が6回転/秒(図lb)条件では秒針は0.1秒間に216°時計回りに回転する．これは反時計回り方向に0.1秒間に144°回転することと同じである．このとき知覚システムは回転角の少ない反時計回り運動が生じたと解釈し，車輪の錯視が生じる．これは信号処理における折り返し雑音(エイリアシング)またはストロボ効果と呼ばれる現象によって説明される．図１の例では信号周波数(針の回転周波数)がサンプリング周波数10Hzの半分の５回転/秒(5
Hz)以上になると信号処理システム(＝知覚系)は正しく信号情報を検出することができなくなる．したがって６回転/秒の回転運動方向を正しく検出するためには信号周波数(＝6)の２倍の12
Hzよりも高いサンプリング周波数が必要である．このように知覚システムの離散的サンプリングを仮定すると，車輪の錯視を容易に説明できる．
車輪の錯視に対するもう一つの説明は，後述する視覚系の順応現象を仮定する4).ここではこの仮説を順応仮説と呼ぶ．この順応仮説では，回転方向の知覚が，実際の方向の速い回転の検出器(Ａ)と，逆方向の遅い回転運動の検出器(Ｂ)のそれぞれの活動差を反映していると考える(図2a).例えば車輪が規則的に放射状に並んだスポークの時計回り方向の速い回転は，最初は検出器Ａを強く剌激し，Ｂを弱く刺激する．このため時計回りの回転が見える．しかし，一定時間を経過するとＡに順応が生じ活動が低下する．これに対し，反時計回りの運動検出器Ｂはそもそもの活動性が低いために順応が生じず，今度はＢの活動量がＡのそれを上回り，逆向きのゆっくりとした回転が見えるようになる(図2b).実際，連続光の下での実運動刺激に対して車輪の錯視が生じるには数秒から十数秒の観察時間が必要であることが報告されており，順応仮説とよく対応する.
Klineらは視野内に同時提示した円盤クレーデインク刺激の回転運動に対して車輪の錯視は必ずしも同一タイミングで生じるわけではなく，バラバラのタイミングで生じることを報告している4).この報告は離散的サンプリング仮説に対する反証といえる．しかしながら，異なる視野位置におけるサンプリング間隔が必ずしも同一であるという保証はないことから，この実験結果から離散的サンプリング仮説を完全に否定することはできないことも指摘されている。
離散的サンプリング仮説と順応仮説の論争は現在も進行中であるが，両方の仮説に一長一短があり，異なる刺激条件下で生じる車輪の錯視を一方のメカニズムだけで統一的に説明することは困難である．また，両仮説は背反するメカニズムではなく，離散的サンプリングと順応メカニズムは共存可能である．ヒトの知覚系が離散的サンプリングを行っているかどうかは依然として議論の余地があるが，ある刺激条件では視覚系の離散的サンプリングが車輪の錯視の主な原因であり，異なる刺激条件では順応メカニズムが主な原因となっている可能性は十分考えられる．このことから刺激の条件に依存して両者のメカニズムが協調して働くことで車輪の錯視が生じているのではないかと考えられる．