2016 Fiscal Year Annual Research Report
ハイパーソニック・エフェクト発現機構への統合的アプローチ
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16H02892
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| Research Institution | National Center of Neurology and Psychiatry |
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Principal Investigator |
本田 学 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 疾病研究第七部, 部長 (40321608)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 脳・神経 / 神経科学 / 非侵襲脳機能計測 / 報酬系 / 音 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
応募者らはこれまでに、人間の可聴域上限の20kHzを超え複雑に変化する超高周波成分を豊富に含む音は、それを含まない音に比較して、聴取者の報酬系神経回路を活性化するとともに、音質評価を統計的有意に改善することを発見し（ハイパーソニック・エフェクト）、感性脳科学領域のみならず音響産業に大きなインパクトを与えた。本研究では、音響信号の構造解析と、ヒトを対象とした心理物理実験・非侵襲脳機能計測、ならびに動物を対象とした神経生理学的検討を用いた統合的アプローチによって、人間の気導聴覚系では捉えることのできない空気振動がどのように生体に受容され、どのように情動神経系に影響を及ぼすか、ハイパーソニック・エフェクトの発現機構を明らかにすることを目的とする。
I.低拘束・開放型の脳機能計測システムの構築：複数の被験者から同時に脳波を計測するシステムを構築し、報酬系神経回路の活性を反映し、かつ簡易に計測可能な指標を導入した。
II.報酬系活性化効果を導く超高周波振動情報パラメータの同定：可聴音とは異なる音源から得られた超高周波成分を元々超高周波を含まない可聴音と同時に呈示したときの反応を脳波計測と心理評価によって検討したところ、両者が別音源から得られたものでも、主観的評価を改善し、脳波α波を利用した報酬系神経回路活性を反映する指標が増加することが示された。また、ラットに50kHz以上の鳴き声を呈示し、側坐核のドーパミン遊離量を計測するin vivo microdialysis法の実験系を構築した。
III.超高周波振動受容メカニズムの解明：接触振動子を用いた超音波呈示により壊死心筋への血流が改善される効果に着目し、その相同性について検討を開始した。
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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
ヒトを対象とした研究は、計画に従って順調に進行している。動物を対象とした検討では、新たに壊死心筋に対する効果との相同性が浮かび上がり検討を開始するなど、予期せぬ展開が見られる。
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| Strategy for Future Research Activity |
I.低拘束・開放型の脳機能計測システムの構築：今年度構築した複数被験者同時脳波計測システムを高度化する。
II.報酬系活性化効果を導く超高周波振動情報パラメータの同定：①ヒトを対象として、上記脳機能計測システムと音質評価に関する心理物理実験とを組み合わせることにより、報酬系活性化効果を導くために必要な音響情報の時間的複雑性や帯域特性、可聴音との関連性などを明らかにする。②ラットにさまざまな周波数とゆらぎ構造をもった超高周波成分を呈示し、情動神経系の活動をin vivo microdialysis法で検討するとともに、行動や超音波発声に及ぼす影響を評価する。
III.超高周波振動受容メカニズムの解明：ヒトを対象として、聴覚系と体表面のさまざまな部位に可聴音と超高周波成分を呈示し、上記脳機能計測システムと音質評価に関する心理物理実験とを組み合わせることにより、音響放射圧に対する圧覚反応や骨導を含め超高周波振動を呈示する部位と情動神経系との活性の関連を明らかにする。壊死心筋に対する超音波の効果との相同性についても検討を行う。
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