| Project/Area Number |
20K09750
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 56050:Otorhinolaryngology-related
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| Research Institution | University of Miyazaki (2022-2023)
Niigata University (2020-2021) |
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Principal Investigator |
高橋 邦行 宮崎大学, 医学部, 教授 (40452057)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | 大脳聴覚野 / マウス / イメージング / 聴覚時間情報処理 / 時間情報 / 聴覚時間情報 |
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| Outline of Research at the Start |
音の構成要素のうち、言葉の聞き取り(語音認知)には音の時間情報処理が最も大切である。これまでの聴覚心理学的研究から、音の時間情報処理は大脳聴覚野を中心とした聴覚中枢が大きな役割を担っている。また動物でもヒトと同様の音声コミュニケーション、音声信号処理が行われているとされ、本機能は、種を超えて備わる普遍的なものと考えられる。
本研究では、野生型B6マウス、 GCaMPノックインB6マウスを対象に、光学的イメージング法を用いて、大脳聴覚野における音の時間的変化のパターン処理機能、可塑的変化を明らかにし、新しい難聴の発見、聴覚検査へと繋げる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
音の３要素、音圧、周波数、音色のうち、時間変化に伴う波の形状（音波形）によって規定される音色が、音声認識には重要であると言われている。また、先行研究から、音声認識には音波形の最初の部分（Rise）が大切であることもわかっている。聴覚心理学的研究から、音の時間情報処理は蝸牛などの末梢で感知することは難しいこと、神経発火のタイミングだけで規定されるのも難しいと考えられることから、音波形をひとつのカテゴリーとして認識していることが想定され、それには大脳聴覚野を中心とした聴覚中枢が大きな役割を担っていると考えられる。
我々のこれまで行ってきたフラビン蛋白蛍光イメージングを用いた大脳聴覚野イメージングにより、マウス大脳聴覚野には音の周波数の違いにより、異なる部分の神経細胞が活動し列をなしている周波数マップ（tonotopic map）があることを示した。また、大脳聴覚野内のサブ領域のうち、前聴覚野（AAF）、一次聴覚野（AI）、二次聴覚野（AII）、背内側野（DM）と呼ばれる４つの領域にtonotopic mapが見られることを発見した。本研究ではさらに高精度のイメージングを行うために、GCaMP6f遺伝子を導入したマウスも用いたイメージングを行い、刺激音としてはこれまで用いていた純音、ホワイトノイズを基本とし、Riseの部分を細かく変化させた音を用いた。その結果、大脳聴覚野にはこれまで知られていた音の周波数が表現されているだけでなく、音のRiseの違いにより活動する神経活動が列をなして存在することを発見した（Rise ramp map）。また、Rise ramp mapは全てのサブ領域にあるわけではなく、AAF、DM領域にだけ見られ、tonotopic mapと直交する形で存在していた。本研究結果を国内学会で報告を行い、現在国際学術誌に投稿を準備している。
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