2017 Fiscal Year Annual Research Report
Underlying mechanism of verbal communication by phase-resetting of neural oscillations
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25240019
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
水原 啓暁 京都大学, 情報学研究科, 講師 (30392137)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北城 圭一 国立研究開発法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 連携ユニットリーダー (70302601)
上野 雄文 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), その他 (00441668)
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| Project Period (FY) |
2013-10-21 – 2018-03-31
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| 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 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
音声に含まれる複数のリズムが音声コミュニケーションに重要な役割を担っている．その中でも，プロソディおよびシラブルと呼ばれる発話ボリュームの抑揚および音節の発生頻度が，それぞれ1-3Hz程度，4-8Hz程度と脳波の周波数帯域と一致することから，音声コミュニケーションにおいて重要であると考えられている．これらの周波数帯域の音声リズムと脳波リズムが，音声聴取中に位相同期することが従来研究において報告されていたことから，その機能的意義を検証するために，音声聴取課題実施中の脳波計測実験を実施した．
音声聴取課題中に計測した脳波の位相の機能的な役割を検証するために，脳波位相により変化する聴取成績を抽出可能な新たな指標の提案を行った．この提案した指標を用いて音声聴取中の脳波解析を実施したところ，音声聴取中のデルタ脳波（1-3Hz）および聴取直前のシータ脳波（4-8Hz）が，音声聴取成績に関係していることが明らかになった．さらに脳波と機能的MRIの同時計測を実施することで，これらの脳波活動が運動皮質の活動と関係していることを明らかにした．運動皮質の活動は，音声コミュニケーション中において話者の発話運動の予測を行っていると考えられてきており，これらの脳波位相により聴取成績が変化した結果は，この神経振動子の位相が話者の運動情報の予測に寄与していることを意味している．
これらの解析に加えて，非線形物理分野で用いられる数理モデルを導入した新たな解析手法を開発することで，音声リズムが脳波の位相を変調させているか検証した．その結果，デルタ脳波およびシータ脳波の位相は音声リズムにより変調されていることが明らかになった．つまり，これらの結果は，音声コミュニケーションにおいては音声リズムが聴取者の神経振動子の位相を変調して最適な状態にすることで，円滑なコミュニケーションを実現していることを示唆している．
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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