2020 Fiscal Year Annual Research Report
The Brain of Musicians: A Cross Sectional Functional Neuroimaging Study with MRS, TMS and EEG
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20H04092
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
藤井 進也 慶應義塾大学, 環境情報学部(藤沢), 准教授 (40773817)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中島 振一郎 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (60383866)
野田 賀大 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任講師 (20807226)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 音楽家 / 脳機能 / 認知機能 / 音楽機能 / MRI / MRS / TMS-EEG |
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| Outline of Annual Research Achievements |
音楽家の脳機能の解明、特に音楽機能と認知機能の関連性や両機能を支える神経基盤の解明を目的とし、以下の通り研究を推進した。(1) 研究分担者と連携し、マルチモーダル脳機能イメージング手法(核磁気共鳴画像法 [MRI]、核磁気共鳴スペクトロスコピー法 [MRS]、経頭蓋磁気刺激[TMS]-高解像度脳波[EEG]の同時計測法 [TMS-EEG])を用いた神経科学実験を推進した。(2) 音楽家の認知機能と音楽機能に関して予備的データ解析を実施した。具体的には、音楽家において得られた認知機能評価タスク(RBANS, JART, LNS, EXIT)と音楽機能評価タスク(Harvard Beat Assessment Test: H-BAT)のスコア群について其々主成分分析を施した後、認知機能評価タスク群の第1主成分得点と音楽機能評価タスク群の第1主成分得点間の相関関係を分析した。解析の結果、音楽機能が高いほど、認知機能が高いことが明らかとなった。(3) 協和音の嗜好性と安静時脳機能ネットワークの関連性について予備的解析を行った。その結果、左側坐核ー右上頭頂回、前帯状回ー後上側頭回の安静時脳機能ネットワークが協和音の嗜好性に関連している可能性を得た。(4)演奏評価判断中の視聴覚情報処理過程について調査した。予備的解析の結果、音楽家と非音楽家とで演奏評価判断時の視聴覚情報処理過程が異なる可能性を得た。(5)その他、音楽機能と精神疾患の関連性(本多, 野田, 中島, 藤井, 2021)、歌の科学(北山, サベジ, 藤井, 2021)、コロナ時代の音楽(村井, 真鍋, 藤井, 2021)、音楽表現の発展可能性(田中と藤井, 2021)、巧みな音楽演奏にみられる時間ゆらぎとグルーヴ（藤井, 2020）について総説・解説記事をまとめて発表した。
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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
上記研究実績欄で述べた(1)-(5)の成果を総合的に判断し、「おおむね順調に進展している」と判断した。本研究の目的は、MRSやTMS-EEGなどのマルチモーダル脳機能イメージングを用いて、音楽家の脳機能や音楽機能と認知機能の関連性を解明することであり、音楽家はリズムやピッチ、和音などの音楽的構成要素を高次に処理する脳の働き(=音楽機能)を備えており、音楽機能の高い個人は認知機能にも優れているのではないかという仮説を立てた。上記(1)(2)に記載の通り、実験を推進しながら予備的解析を行い、音楽機能が高い個人ほど認知機能が高いという仮説を支持する結果を得ることができた。また、協和音の嗜好性と安静時脳機能ネットワークの関連性や、音楽家と非音楽家の演奏評価判断時の視聴覚情報処理過程についても研究を推進することができた。加えて、音楽機能と精神疾患の関連性、歌の科学、コロナ時代の音楽、音楽表現の発展可能性、巧みな音楽演奏にみられる時間ゆらぎとグルーヴについての総説・解説記事をまとめ、ジャーナル誌上に発表することができた。また、音楽科学に関する国際研究会議(CLaME Event: Building sustainable global collaborative research networks)に参加し、日本と北米の音楽科学の現状について発表し、国際的に連携して持続的な音楽科学研究をするにはどうすべきか議論をおこなった（藤井, 2021）。これら現在までの進捗状況を俯瞰し、今後の研究につながる成果を得ることができたため、「おおむね順調に進展している」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の推進方針として、まずはマルチモーダル脳機能イメージングを用いた神経科学実験を引き続き推進することを計画している。多様な音楽経験を持つ健常者の音楽機能と認知機能データに加え、精神疾患患者の音楽機能と認知機能についても研究を推進する予定である。またデータ収集と並行して、音楽機能・認知機能データ、マルチモーダル脳機能イメージングデータの予備的分析もさらに推進していく予定である。具体的には、音楽機能評価としては、ハーバードビート評価テスト(Harvard Beat Assessment Test: H-BAT)のスコアだけでなく、ピッチ方向識別課題、和音判別課題、バルセロナ式音楽報酬質問紙(BMRQ)等の音楽機能評価スコアの解析を進める予定である。MRS、TMS-EEGデータについては、まずMRSデータの解析に焦点をあて、グルタミン酸指標と音楽機能・認知機能の関連性について研究を進める予定である。加えて、Voxel-based Morphometry(VBM)解析、Cortical Thickness(皮質厚)解析等を行い、脳イメージング指標と音楽機能評価指標・認知機能評価指標の関連性についても研究を進める予定である。協和音の嗜好性と安静時脳機能ネットワークの関連性や、音楽家と非音楽家とで演奏評価判断時の視聴覚情報処理過程については、これまでの成果をさらに発展させてデータ解析や追加実験を行い、成果を国際音楽神経科学会議（Neurosciences & Music VII）にて発表する予定である。新型コロナウィルス感染症(COVID-19)に関する社会情勢等を踏まえ、オンライン調査の実施、音楽家に関する既取得データの解析、関連文献レビューにも焦点を当てるなど、適宜柔軟に対応しながら音楽家の脳機能について精力的に研究を推進する方策である。
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