Physical modeling, excised larynx experiment, and mathematical modeling of vocal membrane oscillations and their implications to the evolution of human language

• Project/Area Number: 23K28114
• Project/Area Number (Other): 23H03424 (2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 61010:Perceptual information processing-related
• Research Institution: Ritsumeikan University
• Principal Investigator: 徳田 功 立命館大学, 理工学部, 教授 (00261389)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西村 剛 京都大学, ヒト行動進化研究センター, 准教授 (80452308)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000); Fiscal Year 2026: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2025: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2024: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2023: ¥8,970,000 (Direct Cost: ¥6,900,000、Indirect Cost: ¥2,070,000)
• Keywords: 声帯膜 / 声帯振動 / 実体模型 / 数理モデル / 言語の進化

Outline of Research at the Start

声帯膜は、ヒト以外の多様な動物種の声帯上部に存在する膜状組織である。これまでの研究から、声帯膜の存在により、声帯振動が不安定化し、カオスなどの非線形現象を生じ易いことが分かっている。本研究では、声帯膜の実体模型実験を中心に、摘出喉頭を用いた吹鳴実験、解剖学的解析、数理モデリングの多面的な方法論を用いて、多様な種および個体において、声帯膜振動が不安定化するメカニズムを明確にし、その条件を解明する。これにより、人類が声帯膜の消失を許容した適応的意義と、安定した発声を行うことが可能となったことで、言語の進化を加速させたプロセスを解き明かす。