ディスプレイから被験者までの距離を30cm（視野角にして、60x60°）に保った状態で、部屋を薄暗くし回りの光の影響を軽減して心理実験を行った。前節で説明した２次運動刺激パターンをいろいろな方向にランダムに呈示、バンドのスピードを４段階に上げていき、被験者に運動の有無及び方向を口頭で答えてもらった。

　運動のスピードは４段階、すなわちspd1:20(deg/sec),spd2:39(deg/sec),spd3:56(deg/sec)を用意する。図からもわかるとおり、ほとんどの被験者は呈示された刺激パターンに対して運動を認識し方向も知覚した。呈示時間に制限は持たせなかった。しかし、どの程度時間呈示されれば認知できるのかどうかの実験は後述する。

　この結果より、２次運動刺激パターンを見せたとき心理的には、２次運動を運動と認知し、運動方向を認知していることがわかる。運動を認知している以上、脳のどこかに２次運動の情報を運動情報として処理し、検出している細胞が存在しているということである。従って第一に、次のような単純な仮説が立てられる。

仮説１

「２次運動が運動情報として処理されているならば、運動情報のほとんど全てを処理し検出している、ＭＴ野、ＭＳＴ野に２次運動の情報を処理するメカニズムが存在する。」

　そして、この仮説が事実ならば１次運動と、２次運動は共通のメカニズムによって処理されている可能性が高くなる。私たちは、初めにこの仮説を検討するさまざまな実験を試みた。

　

　２次運動がどこで処理され検出されているのか、その経路及び、部位を特定するために、まず運動情報を処理しているＭＴ野、ＭＳＴ野において２次運動に対する反応特性を金属微小電極による単一細胞記録法を用いて調べた。また同時に１次運動に対しての反応特性も調べ、その比較を行った。記録する細胞の最適方向（Stimulus-1a,1b）と最適速度、周辺抑制（Stimulus-2）を予備刺激を用いて確認した後、各細胞に合わせた２次運動刺激パターンを与える。もし、周辺抑制が存在したり、ＭＴ野細胞である場合は、刺激パターンの呈示範囲を興奮性受容野の大きさに合わせる。そして、その時の細胞の活動状態を記録する。最適方向を調べる刺激は、ＭＴ野とＭＳＴ野でそれぞれ別の刺激を与え調べた。測定時には、前の運動刺激に対する細胞の活動が次の運動刺激に対する細胞の活動に与える影響を低減するため、前の運動刺激画像と次の運動刺激画像の間に、基準画像（静止ランダムドットパターン）を一定時間（１秒間）呈示した。運動刺激画像の呈示時間は１秒間である。本来ならば、方向のチューニング特性も調べるために、２次運動を３６０°回転させるべきなのだが、プログラムの作成の都合上、今回は順方向、逆方向のみの順序で呈示した。

生理実験で使用した運動刺激パターンは６種類あるが、基本的には各細胞の最適方向に対しての順方向、逆方向の１次運動刺激パターンと２次運動刺激パターンである。まず１つ目は、バンドの数が４つの２次運動、２つめはバンドの数が８つで、空間周波数を倍にしたもの。そしてそれぞれを荒いドットの動きを固定し、細かいドットをランダムに動かし、バンドがstationaryなものとdynamicなものの２つで構成された２次運動、更に１次運動と２次運動を組み合わせた混合運動。そしてバンドが白と黒で構成された１次運動の計６つである。それぞれの２次運動と１次運動の刺激パターンは、全て時空間プロットで表記してある。この表記ではバンドが傾けば傾くほど、運動速度が速いことを示している。

　私たちは、２匹のマカクサルで１８個のＭＴ野細胞と、１４個のＭＳＴ野細胞に対して１次運動と２次運動に対する反応特性を調べ、比較検討を行った。その結果、まず第一にわかった事は、ＭＴ野、ＭＳＴ野で記録した全ての細胞で、２次運動に対する反応は１次運動に対する反応に比べてほとんど無視できるほど弱いということである。そのわずかな２次運動に対する反応ＭＴ野、ＭＳＴ野の細胞を分類すると３種類に分類できた。TypeAはどの２次運動にも方向選択的に反応した細胞（％）、TypeBは２次運動にも反応したが方向選択性を持たない細胞（％）、TypeCは２次運動に反応しない細胞（％）の３つである。なお、Theta運動に関しては特別な刺激であるため別に示す。

　6ページに、ＭＴ野細胞のうち全ての２次運動に方向選択的に反応した細胞の代表データを示す。２次運動に反応したものの、１次運動に対する反応に比べて非常に弱いということに注目されたい。ここに示した例以外の細胞では、その反応がノイズと間違うほど小さく、ヒストグラムを見る限り、その反応は、テクスチャの切り替わりによるちらつきのＯＮ−ＯＦＦ反応であると考えられるものが多い。