2015 Fiscal Year Annual Research Report
神経振動子の位相リセットによる音声コミュニケーション原理
| Project/Area Number |
25240019
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
水原 啓暁 京都大学, 情報学研究科, 講師 (30392137)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北城 圭一 国立研究開発法人理化学研究所, その他部局等, 研究員 (70302601)
上野 雄文 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 研究員 (00441668)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-10-21 – 2018-03-31
|
| Keywords | 認知神経科学 / コミュニケーション / 音声知覚 / 神経振動子 / 神経回路 / 脳機能イメージング / 身体性 / 引き込み |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトの音声コミュニケーションにおいて，話者の顔を見ることによる神経振動子の位相リセットが音声理解を促進していることを明らかにするため，脳波と機能的MRIの同時計測，TMS刺激時の脳波計測，統合失調症患者のMEG計測を実施することを目的としている．前年度までに，構築した音声聴取心理実験課題を用いて頭皮脳波計測を実施していた．平成27年度においては頭皮脳波計測の解析を完了するとともに，脳波と機能的MRIの同時計測を開始した．また，音知覚おける統合失調症患者のfMRI計測を実施した．
音声聴取の心理実験課題を遂行時の脳波計測においては，音声と映像が同期呈示される場合において，聴取中の脳波が話者の韻律リズムに引き込み同調する結果を得た．さらに，このリズムの特定の位相において，音声の音節リズムと音素リズムに対応する脳波活動が増大することが明らかになった．このことは，話者の顔を見ることにより聴取者の脳波活動が位相リセットされることで，音声コミュニケーションが促進するという我々の仮説を支持するものである．ただし，頭皮上で観察する脳波のみでは，その活動の空間部位を同定することは困難である．そこで脳波と機能的MRIの同時計測を実施することで，この脳波成分に関連して活動する脳部位の同定を進めている．このことにより，位相リセットによる音声コミュニケーションの促進メカニズムの詳細を検討する．
さらに，統合失調症患者を対象として音知覚に関連する課題遂行中の機能的MRI計測を実施することで，音声聴取課題遂行中の脳波計測により得られたリズム帯域での脳活動が，健常者と比較して異常な状態を示していることを突き止めた．このことは，音声コミュニケーションにおける神経振動子の役割についての我々の仮説を支持する結果である．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定では，音声聴取の心理実験課題の構築，および頭皮脳波計測を実施した後に，機能的MRIと脳波の同時計測，TMS刺激時の脳波計測，統合失調症患者のMEG計測を実施することを計画している．現在までに，音声聴取の心理実験課題の構築，および頭皮脳波計測は予定通り終了し，音声聴取における神経振動子の役割についてその詳細を検討している．その結果，音声聴取において神経振動子が重要な役割を果たすとする我々の当初の仮説を支持する結果を得ている．また，統合失調症患者を対象とした機能的MRI計測を実施することにより，統合失調症においては脳波計側において同定した神経振動子の不全が起きていることが明らかになりつつある．これらの成果は既に国際論文誌に投稿または投稿準備中であり，当初の予定通りの研究進捗であると評価できる．
また，統合失調症を対象としたMEG計測データについては，既に解析方針の検討を進めているとともに，TMS刺激時の脳波計測についても既に準備を完了しており，全体として当初の計画通り研究遂行している．
以上のことから，おおむね順調に計画が進展していると評価できる．
|
| Strategy for Future Research Activity |
音声コミュニケーションにおいては，話者の顔を見ることにより，その音声知覚が促進することが知られている．本研究プロジェクトでは，この音声コミュニケーションの促進が，話者と聴取者の間のリズムの引き込み協調により実現されていると想定している．この仮説を検証するために脳波計測を実施し，音声の音節リズム，音素リズムに対応する脳波成分が，話者の韻律リズムに対応する脳波成分の特定位相において位相-振幅カップリングしていることが明らかになった．また，同一の音声聴取課題を用いたときの脳波とfMRIの同時計測についても完了しており，今後はこの解析結果についての詳細な考察を行う予定である．
また，統合失調症患者を対象とした音知覚実験を遂行中の機能的MRI計測を完了している．この解析により，健常者を対象とした脳波計測により得られた神経振動子成分の不全が，統合失調症の発生に関係していることが明らかになりつつある．今後は，統合失調症患者を対象としたMEG計測データの解析を進めることにより，統合失調症患者において発生するコミュニケーション障害と神経振動子との連関について，その詳細を検討する予定である．さらに，TMS刺激時の脳波計測を音声聴取課題遂行中に実施することにより，これまでの知見により得られた神経振動子と音声コミュニケーションとの因果性について検証する予定である．
以上により，神経振動子協調が脳内のみならず，脳(個体)間の情報伝達にも共通する神経基盤であることを検証する．
|
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Volume reduction in insula and frontal lobe in schizophrenia patients: A confirmatory VBM study2015
Author(s)
F.MEGUMI, H.KUGA, S.MORITA, K.KAWAKAMI, H.YAO, M.HASHIMOTO, Y.TAKASHIMA, N.ORIBE, T.ONITSUKA, S.KANBA, T.YUZURIHA, H.MIZUHARA, G. REES, R.KANAI, T.UENO
Organizer
Society for Neuroscience
Place of Presentation
シカゴ，アメリカ
Year and Date
2015-10-17 – 2015-10-17
Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
