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音声と音楽に対する神経振動帯域間相互作用の解明とその障害

研究課題

研究課題/領域番号 20K12572
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分90030:認知科学関連
研究機関九州大学

研究代表者

光藤 崇子 (齊藤崇子)  九州大学, 医学研究院, 特別研究員(RPD) (70423522)

研究分担者 平野 羊嗣  九州大学, 大学病院, 講師 (90567497)
田村 俊介  九州大学, 医学研究院, 特任助教 (20883333)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード音声知覚 / 時間微細構造 / 振幅包絡成分 / ガンマオシレーション / 統合失調症 / 音声・音楽 / 周波数間相互作用 / γオシレーション / θオシレーション / 帯域間相互作用
研究開始時の研究の概要

音信号には10Hz以下の頻度で生じる振幅包絡成分と50Hz以上の頻度で生じる時間微細構造が含まれ、前者は音の強度変化、後者は声の高さや音程といった音源情報の知覚に重要である。また、脳内には音の時間変動成分と対応する神経振動(γ、θ)が存在する。時間微細構造と振幅包絡成分の処理は互いに影響を及ぼしあうため、脳内でも時間微細構造の処理に関わるγ帯域神経振動と振幅包絡成分の処理に関わるθ帯域神経振動の間に相互作用が生じていると考えられる。本研究では健常群に加え聴覚情報処理に障害を持つ統合失調症者を対象として音声及び音楽刺激聴取時のγ、θ帯域神経振動とそれらの信号源、帯域間神経振動相互作用を検証する。

研究成果の概要

統合失調症(SZ)患者には言語機能障害があることが知られており、それは様々な主要症状と密接に関連している。しかし、言語機能障害の根底にある神経振動のメカニズムは十分に解明されていない。本研究では、時間分解能に優れる脳波用いて①まず健常者において音声・音楽刺激聴取中の神経振動の帯域間相互作用を解析することで、聴覚時間情報処理に係る脳内機構を解明する。②さらに音刺激に対する神経振動に異常が見られるとされる統合失調症を対象として同脳内機構の障害の程度を検出し、障害を予測するためのバイオマーカーの同定を目指した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では音の二つの時間変動成分に対する遅い神経振動と速い神経振動の相互作用に注目し、音声・非音声に共通する神経基盤を検証する。音声と非音声処理に共通する神経振動の脳内メカニズムについてはこれまでに検討されていない。また音声・非音声の聴取によって生じる神経活動や知覚結果を健常者と統合失調症患者とで比較することで複雑に時間変化する音刺激の知覚に関わる神経メカニズムについてより強固な知見を得られると考えられる。音声などの日常的に耳にする機会が多い音刺激を用いて健常者と統合失調者群の間の特徴的な神経活動の違いを見出すことが出来れば生態学的妥当性を満たす統合失調症の新たなバイオマーカーの発見に繋がる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (11件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 海馬回旋異常における構造的MRIの特徴の検討2022

    • 著者名/発表者名
      向野 隆彦, 山口 高弘, 岡留 敏樹, 山田 絵美, 太田 真理, 三笘 良, 光藤 崇子, 田村 俊介, 平野 羊嗣, 栂尾 理, 萩原 綱一, 磯部 紀子, 重藤 寛史
    • 雑誌名

      てんかん研究

      巻: 40(2) ページ: 440-440

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Multimodal imaging of the auditory-larynx motor network for voicing perception2022

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Tamura, Nobuyuki Hirose, Takako Mitsudo, Nobuhiko Hoaki, Itta Nakamura, Toshiaki Onitsuka, Yoji Hirano
    • 雑誌名

      NeuroImage

      巻: 251 ページ: 118981-118981

    • DOI

      10.1016/j.neuroimage.2022.118981

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Late responses in the anterior insula reflect the cognitive component of pain: evidence of non-pain processing2021

    • 著者名/発表者名
      Nami Taniguchi, Naruhito Hironaga, Takako Mitsudo, Shunsuke Tamura, Ken Yamaura, Shozo Tobimatsu
    • 雑誌名

      PAIN Reports

      巻: 7 号: 2 ページ: e984-e984

    • DOI

      10.1097/pr9.0000000000000984

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Oscillatory brain network changes after transcranial magnetic stimulation treatment in patients with major depressive disorder2021

    • 著者名/発表者名
      Ryo Mitoma, Shunsuke Tamura, Hiroshi Tateishi, Takako Mitsudo, Ichiro Tanabe, Akira Monji, Yoji Hirano*
    • 雑誌名

      Journal of Affective Disorders Reports

      巻: 7 ページ: 100277-100277

    • DOI

      10.1016/j.jadr.2021.100277

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Prospects for Future Methodological Development and Application of Magnetoencephalography Devices in Psychiatry2020

    • 著者名/発表者名
      Hironaga Naruhito, Takei Yuichi, Mitsudo Takako, Kimura Takahiro, Hirano Yoji
    • 雑誌名

      Frontiers in Psychiatry

      巻: 11 ページ: 863-863

    • DOI

      10.3389/fpsyt.2020.00863

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 統合失調症者における自発-聴覚関連課題間のγ帯域神経振動異常2022

    • 著者名/発表者名
      三笘良, 田村俊介, 成儒彬, 光藤崇子, 高井善文, 中村一太, 中尾 智博, 鬼塚 俊明, 平野 羊嗣
    • 学会等名
      第118回 日本精神神経学会学術総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Magnetoencephalography of processing mosaic and checkerboard speech2022

    • 著者名/発表者名
      Takeichi Hiroshige, Ueda Kazuo, Mitsudo Takako, Wolf Alexandra, Hirano Yoji
    • 学会等名
      38th Annual Meeting of the International Society for Psychophysics
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Information processing abnormalities among patients with schizophrenia in a decision-making task2022

    • 著者名/発表者名
      Alexandra Wolf, Shunsuke Tamura, Takako Mitsudo, Kazuo Ueda, Yoji Hirano
    • 学会等名
      The 38th Annual Meeting of the International Society for Psychophysics
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] A preliminary study on evaluative responses toward naturalistic food images among patients with schizophrenia and healthy controls2022

    • 著者名/発表者名
      Alexandra Wolf, Shunsuke Tamura, Takako Mitsudo, Kazuo Ueda, Yoji Hirano
    • 学会等名
      European Conference on Visual Perception 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 海馬回旋異常における構造的MRIの特徴の検討2022

    • 著者名/発表者名
      野隆彦, 山口高弘, 岡留敏樹, 山田絵美, 太田真理, 三笘良, 光藤崇子, 田村俊介, 平野羊嗣, 栂尾理, 萩原綱一, 磯部紀子, 重藤寛史
    • 学会等名
      第55回日本てんかん学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] The imaging characteristics of incomplete hippocampal inversion2022

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Mukaino, Takahiro Yamaguchi, Toshiki Okadome, Emi Yamada, Shinri Ohta, Ryo Mitoma, Takako Mitsudo, Shunsuke Tamura, Yoji Hirano, Osamu Togao, Koichi Hagiwara, Noriko Isobe, Hiroshi Shigeto
    • 学会等名
      14th Asian & Oceanian Epilepsy Congress
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Magnetoencephalography elucidates processing mosaic and checkerboard speech2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroshige Takeichi, Kazuo Ueda, Takako Mitsudo, Alexandra Wolf, Yoji Hirano
    • 学会等名
      日本音響学会聴覚研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 聴覚ミスマッチ検出におけるガンマオシレーションの役割2021

    • 著者名/発表者名
      田村俊介, 平野羊嗣, 光藤崇子, 鬼塚俊明
    • 学会等名
      第51回日本臨床神経生理学会学術大会 2021年12月16日
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Spatiotemporal brain mechanism of auditory and tactile time shrinking2021

    • 著者名/発表者名
      Takako Mitsudo, Naruhito Hironaga, Hiroshige Takeichi, Yoshitaka Nakajima, Shozo Tobimatsu
    • 学会等名
      Fechner Day 2021: The 37th Annual Meeting of the International Society for Psychophysics 2021年10月20日
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 音刺激への注意は背景γ活動を抑制させ刺激への同期度を高めるか2021

    • 著者名/発表者名
      光藤崇子, 田村俊介, 平野羊嗣
    • 学会等名
      日本音響学会 2021年秋季研究発表会 2021年9月10日
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 音声の時間情報に同期する θ・γ帯域神経オシレーションの帯域間相互作用とその障害2021

    • 著者名/発表者名
      田村俊介, 光藤崇子, 平野羊嗣
    • 学会等名
      日本音響学会 2021年秋季研究発表会 2021年9月7日
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 治療抵抗性うつ病の症状を改善させる新しい治療法「rTMS」で脳活動が変化する様子を解明!

    • URL

      https://www.kyushu-u.ac.jp/ja/researches/view/711/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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