Physical modeling and excised larynx experiment of vocal-ventricular fold co-oscillations and their implication for singing, medicine, and language evolution
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20K11875
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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 61010:Perceptual information processing-related
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
Tokuda Isao 立命館大学, 理工学部, 教授 (00261389)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石村 憲意 立命館大学, 理工学部, 助教 (50779072)
西村 剛 京都大学, 霊長類研究所, 准教授 (80452308)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 仮声帯 / 声帯 / 実体模型 / 摘出喉頭吹鳴実験 / 声帯振動数理モデル / 歌唱 / 生物音響 / 仮声帯振動 / 声帯振動 / 喉歌 / 嗄声 |
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| Outline of Research at the Start |
仮声帯は、声帯上部に配置された2つの粘膜ヒダ組織である。通常の発声において、仮声帯は振動しないが、発声障害や特殊な歌唱では、発声時に仮声帯も振動する仮声帯発声が起こる。本研究は、実体模型実験とサル類の摘出喉頭吹鳴実験を基軸に、発声時に仮声帯振動を引き起こし、制御するメカニズムを明らかにすることを目的とする。また、サル類の仮声帯の形態変異と歌声発声への適応を調査し、進化の過程で仮声帯はどのような変化を遂げたかを究明する。仮声帯振動を引き起こす物理的・生理的メカニズムが分かれば、外科的治療法による仮声帯発声抑制の効果を事前予測したり、仮声帯発声を制御する音声言語医学療法の開発につながる。
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| Outline of Final Research Achievements |
Co-oscillations of the vocal and ventricular folds were investigated based on the physical modeling of the ventricular folds. The physical model was newly created to imitate physiological features of the human ventricular folds and used for experiments on flow-induced oscillations of the vocal and ventricular folds. Depending upon the conditions set for the distance between the left and right ventricular folds as well as the ventricle size, the vocal and ventricular folds gave rise to synchronized oscillations with various frequency ratios as well as to chaotic desynchronized oscillations. In excised larynx experiments of rhesus macaques, it was again found that the vocal and ventricular folds co-oscillated in synchrony, while, depending upon the experimental condition, chaotic desynchronized oscillations took place. In-vivo experiments of rhesus macaques further suggested that real animals may frequently use the vocal-ventricular fold co-oscillations in their communications.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
有声音の発声時に、声帯だけでなく仮声帯も振動する「声帯-仮声帯振動」は、発声障害の一種として長年知られてきたが、近年の歌声研究で、喉歌などの特殊な歌唱でも重要な役割を果たしていることが分かり、ホットな話題となっている。本研究で明らかとなった、声帯と仮声帯の同期振動および非同期振動と、その生成条件は、アンダートーンや、スクリーミング、デスヴォイスなどの歌唱テクニック、さらにはマカクザルの発声を支える共通の物理機構を明らかにしたものであり、音声コミュニケーション分野だけでなく、音楽や生物音響にも新しい知見をもたらした意義深い研究と思われる。
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Report
(4 results)
Research Products
(28 results)
