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聴覚皮質における音の時間的構造情報の抽出機構の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K00234
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 知覚情報処理
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

堀川 順生  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), シニア研究員 (50114781)

研究分担者 小島 久幸  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 非常勤講師 (00104539)
杉本 俊二  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50422811)
細川 浩  琉球大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (80181501)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード聴覚皮質 / 音の時間的構造 / 時間逆転音 / 光計測 / 微小電極計測 / STRF(周波数時間応答野) / 条件付け / モルモット / 音の繰り返し間隔 / 時間非対称音 / 逆転音 / 反応選択制 / 抑制機構
研究成果の概要

音の認識では、音の周波数とともに音の時間的構造が重要な手掛かりである。神経系による周波数の情報処理に関しては多くが解明されているが、音の時間的構造の情報処理ついては未解明である。本研究の目的は、音素やモーラを構成する20~100msの間隔およびこれよりも長い100~1000msの間隔おける時間的情報処理の神経機構について光計測と微小電極計測により調べることである。時間的に非対称な自然音(靴音)とその逆転音、および繰り返し音を用いてモルモットに条件付けを行い、動物が靴音と逆転音を識別すること、繰り返し音の時間間隔を識別すること、さらにこれらの識別に聴覚皮質が関わることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、音や音声言語の認識において重要な要因である音の時間的構造の検出に、聴覚皮質がどのように関わるかについて、動物実験を行って調べた研究である。その結果、動物も人と同様に音の時間的構造を検出すること、その検出には聴覚皮質が関わること、および、時間的構造を有する音に対する条件付け訓練により聴覚皮質ニューロンの反応特性が可塑的に変化することが明らかになった。このような研究は世界的に数が少ないこと、本研究は聴覚皮質における音の認識機構の解明に寄与するものであること、また、査読付き国際雑誌に掲載されたことから、学術的意義を有する。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Cortical Activation Patterns Evoked by Temporally Asymmetric Sounds and Their Modulation by Learning.2017

    • 著者名/発表者名
      Horikawa J, Ojima H.
    • 雑誌名

      eNeuro.

      巻: 4(2) 号: 2 ページ: 1-19

    • DOI

      10.1523/eneuro.0241-16.2017

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 聴覚皮質における音の時間的側面の処理2018

    • 著者名/発表者名
      堀川順生
    • 学会等名
      台19回音楽情報科学・第122回音声言語情報処理合同研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Salicylate-induced changes of the tonotopy map in the primary auditory cortex of guinea pigs observed by optical recording.2018

    • 著者名/発表者名
      Hosokawa Y, Kubota M, Sugimoto S, Horikawa J
    • 学会等名
      日本生理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] サリチル酸過剰投与によるモルモット一次聴覚皮質の繰り返し音応答変化2018

    • 著者名/発表者名
      細川浩、杉本俊二、堀川順生
    • 学会等名
      日本音響学会聴覚研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of temporal-information processing of sounds in the primary auditory cortex2016

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Shibata, Satoshi Ohta, Shunji Sugimoto, Hisayuki Ojima and Junsei Horikawa
    • 学会等名
      The 3rd Annual Meeting of the Society for Bioacoustics
    • 発表場所
      Tahara-city, Japan
    • 年月日
      2016-12-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Distribution of neurons' spectortemporal receptive fields along the depth axis in the primary auditory cortex2016

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Ohta, Nodoka Wakabayashi, Shunji Sugimoto and Junsei Horikawa
    • 学会等名
      The 3rd Annual Meeting of the Society for Bioacoustics
    • 発表場所
      Tahara-city, Japan
    • 年月日
      2016-12-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 時間非対称の自然音とその逆転音に対するモルモットAIニューロンの活動特性2016

    • 著者名/発表者名
      堀川順生, 柴田篤志, 太田諭, 杉本俊二, 小島久幸
    • 学会等名
      日本音響学会聴覚研究会
    • 発表場所
      豊橋市
    • 年月日
      2016-05-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Temporal pattern of AI activity changes after training to discriminate intervals of repetitive natural sounds in guinea pigs2016

    • 著者名/発表者名
      K. Hayashi, H. Ojima and J. Horikawa
    • 学会等名
      ARO
    • 発表場所
      San Diego, U.S.A.
    • 年月日
      2016-02-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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