2021 Fiscal Year Research-status Report
The influence of inaudible high frequency waves on sound quality and vital activities
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20K12029
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| Research Institution | Future University-Hakodate |
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Principal Investigator |
伊藤 精英 公立はこだて未来大学, システム情報科学部, 教授 (90325895)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 直行 公立はこだて未来大学, システム情報科学部, 教授 (70312668)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 聴覚印象 / 生体反応 / 自然音 / 音楽 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では可聴帯域を超える超高周波を含む空気振動が人の音の質感認知と生体に及ぼす効果の解明を目指す．20年度は超高周波音の知覚が耳介によってどのように変容するのかを明らかにするため，疑似耳介に小型マイクロフォンを装着して超高周波音を含む音波を録音し，録音された音が疑似耳介の有無によりどのように異なるのかを周波数解析したが，特徴的な傾向は認められなかった．
21年度は人の外耳道に挿入可能なバイノーラルマイクロフォンを工夫し再度外耳道周辺の空気振動を録音解析すると共に，可聴域外空気振動の無自覚的な生体活動に対する影響の解明を目的とし，超高周波を含む自然環境音聴取時の皮膚表面温度の変化を測定した．超高周波の有無によるバイノーラル録音のFFTから，マイク装着者により個人差があることが認められ，これは装着者の頭部伝達関数の反映と考えられた．個人内で超高周波の有無を比較すると，可聴帯域中，特定の帯域における違いが明らかになり，これが聴取時の音の変化と関連していることが示唆された．
超高周波の有無による皮膚表面温度の計測では，前額部の体表面温度は比較的恒常的であるのに対し鼻部は自律神経系の影響を受けやすいため，前額部と鼻頂部の皮膚温度比を求めた．超高周波の有無で比較すると，音提示後60秒までは低下傾向を示した．これは暗騒音から音刺激が提示されるという音環境変化によって交感神経優位となるからであると考えられる．しかし60秒以後は超高周波付加条件では上下動を繰り返しながら上昇傾向となり副交感神経が活性化するのに対し，可聴音のみでは下降傾向となり交感神経が活性化した．可聴音のみに曝露されると軽い緊張・ストレス状態が維持されるが，超高周波が付加された空気振動に曝露されると，冒頭60秒は交感神経が亢進傾向になるものの，それ以後は交感神経の活動が低下し，弛緩・リラックス状態へ移行する傾向が示唆された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウイルス感染拡大のため，実験協力者の招集を自粛したため，一部の実験を延期した．さらに，同じ理由により，機材の調達が困難なものがあったため，一部の実験を延期した．
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| Strategy for Future Research Activity |
可聴音のみの条件と，可聴音に超高周波を付加した条件の2条件で，2020年度は耳介周辺の毛細血管血流量の変化を計測し，2021年度は前額部と鼻頂部の表面皮膚温度を計測した．
2022年度は過去の実験結果の示唆を受け，超高周波付加時の可聴音の聴覚印象の変化と生体信号の変化とを結びつけるためのモデル提案を目指す．そのために，超高周波付加の有無という2条件で聴取時の姿勢に着目し，姿勢の測定，聴覚印象の測定，さらに脳波，心拍，手掌の発汗量を測定する．さらに，バイノラールマイクロフォンを実験協力者に装着する場合とダミーヘッドに装着する場合との2条件間のFFTパワースペクトルを比較検討する．姿勢は，加速度センサーで記録する．生体反応は実験協力者の耳たぶ，手指，足指に同時にレーザー血流計を装着し，体表面温度を測定する．加えて，生体信号収録装置により心拍，皮膚発汗量を測定する．あわせて，超高周波音の有無による可聴音の印象評価を行う．聴覚印象評価はABX法による弁別実験及び形容詞対による印象評価とする．これらの知見をもとに，超高周波音と耳介／頭部が可聴音の質感認知に及ぼす効果を明らかにする．
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| Causes of Carryover |
2020年度及び2021年度は，新型コロナウィルス感染予防のために，実験協力者を多数集めることや計測機器を装着しての心理・生理実験を実施することが困難であった．そのため，実験協力者への謝金支払いが生じなかった．さらに，国際学会が延期になったりオンライン開催となったりしたため，学会発表のための国内及び国際旅費に助成金を利用することができなかった．
2022年度は国内の感染状況を踏まえながら実験協力者を募り，過去2年間の実験結果の示唆を受け，超音波付加時の可聴音の聴覚印象の変化と生体信号の変化とを結びつけるためのモデル提案を目指す．そのために，超高周波付加の有無という2条件で生体反応を測定する．脳波，心拍，手掌の発汗量の差異の計測には，PolymateⅡ専用小型生体電極等の購入に助成金を使用する．耳たぶ，手指，足指に同時に新規購入のレーザー血流計を装着し，血流量を計測する．あわせて，新規購入の赤外線サーモグラフィにより体表面温度を測定する．空気振動聴取時に，超高周波音の有無による可聴音の印象評価も行い，これらの知見をもとに，超高周波音と耳介／頭部が可聴音の質感認知に及ぼす効果を明らかにし，国内学会及び国際学会に発表する．
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Research Products
(2 results)
