2015 Fiscal Year Annual Research Report
音声のみで発声個体を識別するための脳内機構：ヒトおよびニホンザルを用いた研究
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14J02073
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
古山 貴文 同志社大学, 生命医科学研究科, 特別研究員(DC1)
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2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | 声道特性 / Go/NoGoオペラント条件付け / fMRI / 音声処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、霊長類が他個体の音声を聞く際に、どのような音声情報を手がかりとして発声者を識別(音声個体識別)しているか、さらに音声個体識別をする際の脳内機構を、神経活動レベルで解明することである。ヒトおよびサルは自然環境下で他個体の音声のみで個体識別を行っており、この能力は社会を維持する上で極めて重要である。現在まで、サルを用いた個体識別のための神経機構の研究は、視覚による顔の知覚・認知を対象とした研究が主に行われてきた。しかし、特定個体の認識は視覚による顔認知や聴覚による音声認識などの、複数の感覚の記憶が合わさって成立するものである。本研究では、ヒトやサルが自然場面でおこなう個体識別の全容を解明を目指している。
当該年度では、被験体となる2匹のニホンザルに、被験体以外の2個体(サルA、サルB)の音声(coo call)を聞かせ、Go/NoGoオペラント条件付けによる弁別訓練を行った。訓練完成後、音声再合成プログラム(STRAIGHT)を用いてサルAとサルBの音声連続体(一方の個体からもう一方の個体に連続的に変化していく音声)を作成した。作成したテスト音声を再び被験体に聞かせ、反応を計測した。連続体音声を用いることで音声情報の変化量は一定であるが、知覚が異なる音声を決定することが可能になる。また、ヒトにもサルの音声の弁別訓練を行い、同様のテスト刺激を提示した。実験の結果、被験体および被験者ともにサルBの音声になるにつれてサルBの音声として反応した。さらに、1匹の被験体については、音声情報の変化量は40%と一定であるが知覚が異なる音声刺激(50%-10%, 50%-90%)の決定が可能であった。この結果は、次年度行う予定である機能的磁気共鳴イメージングによる脳活動を計測する上で重要な音声刺激の決定になった。また、現在この結果をまとめ、論文を執筆中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究の目的は、霊長類が他個体の音声を聞く際に、どのような音声情報を手がかりとして発声者を識別(音声個体識別)しているか、さらに音声個体識別をする際の脳内機構を、神経活動レベルで解明することである。当該年度(平成27年度)では、fMRI計測で用いる音声刺激を決定することであった。
被験体となる2匹のニホンザルに、被験体以外の2個体(サルA、サルB)の音声(coo call)を聞かせ、Go/NoGoオペラント条件付けによる弁別訓練を行った。訓練完成後、音声再合成プログラム(STRAIGHT)を用いてサルAとサルBの音声連続体(一方の個体からもう一方の個体に連続的に変化していく音声)を作成した。作成したテスト音声を再び被験体に聞かせ、反応を計測した。また、ヒトにもサルの音声の弁別訓練を行い、同様のテスト刺激を提示した。実験の結果、サルおよびヒトともにサルBの音声になるにつれてサルBの音声として反応した。この結果より、音声情報の変化量は40%と一定であるが知覚が異なる音声刺激(50%-10%, 50%-90%)を決定した。この音声情報は、次年度行う予定であるfMRIによる脳活動を計測する際に使用する。
さらに、テスト音声として、①声帯振動を変化させず声道特性のみを変化させた音声と、②声道特性を変化させず声帯振動のみを変化させた音声もテスト音声とした。これらのテスト音声をサルおよびヒトに提示した。その結果、サルとヒトではサルの音声を弁別する際に必要とする音声情報が異なった。現在この結果をまとめ、論文を投稿する予定である。
以上のことから、当該年度の計画をおおむね達成していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
当該年度(平成27年度)では、行動実験にてサルおよびヒトのfMRI計測時に使用する音声刺激を決定した。来年度では、サルおよびヒトにおいて音声のみで発声者を識別するための脳部位を特定する。また、サルがヒトの音声を弁別する際の脳部位と比較を行い、ヒトとサルの音声処理様式の相違点を明らかにする予定である。
次年度(平成28年度)では、訓練を行った被験体を用いる。サルAの音声とサルBの音声を順番に聞かせた(違う個体が発声したと認識する)際の脳活動とサルAの音声を2回連続で聞かせた(同じ個体が発声したと認識する)際の脳活動の差を計測する。この差を計測することにより、サルが発声者を識別する際に必要とする脳部位が観測されると予想する。サルAの音声とサルBの音声は、前年度(平成27年度)の行動実験にて使用した音声を用いる。さらにヒトと比較するために、ヒトを被験者としヒトの音声を用いて同様の実験を行う。サルおよびヒトの脳部位の比較を行い、音声処理様式の相違点を明らかにする。
また、サルで観測された脳部位の神経活動の記録を行う。予想される結果として、サルAの音声に特異的に反応する神経や、サルBの音声に特異的に反応する神経が観測されるだろう。またそれらの神経の応答が、音声連続体に対してどのように変化するかを計測する。神経活動の変化は、行動実験から得られる知覚の変化と良く一致すると予想される。
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[Presentation] Sound-induced flash illusion revisited2015
Author(s)
Aya C. Kito, Takafumi Furuyama, Kohta I. Kobayasi, Sizuko Hiryu, Hiroshi Riquimaroux
Organizer
170th Meeting of the Acoustical Society of America
Place of Presentation
Jacksonville, Florida
Year and Date
2015-11-02 – 2015-11-06
Int'l Joint Research
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