2019 Fiscal Year Annual Research Report
Cortical mechanisms underlying perception of timbre
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16K01960
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
地本 宗平 山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (80324185)
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| Project Period (FY) |
2016-10-21 – 2020-03-31
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| Keywords | 非対称音 / 単一細胞記録 / 高次聴覚野 / 音知覚 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
音固有の心理的性質のうち音色は、その音の識別的情報を持っており、多くの音響的特徴によって決定される。ヒトや動物が環境音から情報を得たり、言語や種特異的音声を使ってコミュニケーションを取ったりするためには、この音色知覚能力が基礎となっており、その重要性が指摘されている。しかし、その神経基盤、特に大脳皮質での音色の神経表現は分かっていない。本研究の目的は音色を決定する音響因子のうち、特に振幅包絡の時間変化パターンが覚醒動物の高次聴覚野によってどのように表現されているかを単一細胞レベルで解明することである。
二次聴覚野と後部聴覚野から単一細胞を記録し、スペクトルは同じであるが、時間と共に刺激音圧が指数関数的に減少する振幅変調音（damp音）とそれを時間軸上で反転させた音（ramp音）に対する応答を調べた。その結果、（１）一次聴覚野（A1）同様、両音の緩徐あるいは急速な音圧変化に活動を増加させる振幅変化の速度感受性を示す細胞群（それぞれ34.3％、13.4％）が存在すること、（２）A1には見られなかった音圧下降スロープあるいは音圧上昇スロープで活動を増加させ、音圧変化の方向感受性を示す細胞群（それぞれ28.4％、11.9％）が存在することを発見した。これらの細胞群が、A1のedge細胞と共に音圧変化の非対称知覚の神経基盤の一部を形成する可能性が強く示唆された。また二次聴覚野（A2）と後部聴覚野（PAF）の各細胞についてramp音とdamp音の両刺激音に対するピーク応答を比較した結果、半数以上（52.5％）がどちらかの音刺激に対して応答特異性を示し、その特異性の指標はA1の細胞群と比較して有意に大きく、音圧変化の情報処理が高次聴覚野において特殊化されていることが明らかになった。以上の結果は非対称性知覚の符号化の機構がA2とPAFのレベルで達成される可能性を示唆する。
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