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脳の時間の単位の進化:ヒト・サル・イルカの無侵襲脳波記録による検討

公募研究

研究領域時間生成学―時を生み出すこころの仕組み
研究課題/領域番号 19H05309
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関新潟大学

研究代表者

伊藤 浩介  新潟大学, 脳研究所, 准教授 (30345516)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード聴覚 / 時間窓 / 脳 / 進化 / 霊長類 / イルカ
研究開始時の研究の概要

脳が外界を知覚する、まさにその機能が、脳の時間の最小単位を規定する。例えば聴覚では、数100 ミリ秒の時間窓(時間幅)が単位となり、この時間窓内の刺激は、ひとつの聴覚イベントに統合されて聞こえる。すなわち、/pa/のような子音と母音からなる音節は、あくまでも全体として/pa/と聞こえるのであり、/p/と/a/に分けて聞くことは、努力しても困難である。この時間窓の長さには、種差があっても何ら不思議ではないが、その可能性はこれまでほとんど検討されたことがない。そこで本研究は、ヒト、サル、イルカを対象とした比較研究により、時間処理がとくに重要な聴覚に注目し、脳の知覚の時間窓の進化を明らかにする。

研究実績の概要

脳が外界を知覚する、まさにその機能が、脳の時間の最小単位を規定する。例えば聴覚では、数100ミリ秒の時間窓(時間幅)が単位となり、この時間窓内の刺激は、ひとつの聴覚イベントに統合されて聞こえる。この時間窓の長さには種差があっても、不思議ではない。そして、もし感覚野の知覚処理に時間窓の種差があるならば、感覚野から情報を受ける連合野や他の脳部位にも、それに応じた時間窓の種差があるはずである。つまり、外界情報の知覚を規定する境界条件としての時間窓は、いわば、脳の時間の単位や秒針のようなものと言える。そのため、知覚の時間窓が進化でどのように変化したか(あるいはしなかったか)は、脳の時間の種差を考える上で、極めて根本的な問題である。
しかし、知覚の時間窓に種差があるかもしれないという可能性そのものが、これまでほとんど検討されたことがない。そこで本研究は、ヒト、マカクザル、マーモセット、そしてイルカを対象とした比較研究により、時間処理がとくに重要な聴覚に注目し、脳の知覚の時間窓の進化を明らかにすることを目的とした。脳活動の指標には、頭皮上から無侵襲で記録できる、聴覚誘発電位(AEP)を利用する。
本年度の研究では、マーモセットの無侵襲AEP波形の形状や潜時を世界で初めて記載した論文を発表し(Itoh et al., 2021)、共同研究により取得したチンパンジーの脳波データと合わせ、ヒト・チンパンジー・アカゲザル・マーモセットの霊長類4種における聴覚処理の時間的側面について種差を検討した。さらにイルカ脳波記録のための吸盤電極の改良を行い、音を骨伝導で提示するためのjawphoneの試作をした。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Noninvasive scalp recording of the middle latency responses and cortical auditory evoked potentials in the alert common marmoset2021

    • 著者名/発表者名
      Itoh Kosuke、Iwaoki Haruhiko、Konoike Naho、Igarashi Hironaka、Nakamura Katsuki
    • 雑誌名

      Hearing Research

      巻: 405 ページ: 108229-108229

    • DOI

      10.1016/j.heares.2021.108229

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evolutionary Elongation of the Time Window of Integration in Auditory Cortex: Macaque vs. Human Comparison of the Effects of Sound Duration on Auditory Evoked Potentials2019

    • 著者名/発表者名
      Itoh Kosuke、Nejime Masafumi、Konoike Naho、Nakamura Katsuki、Nakada Tsutomu
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 13 ページ: 1-1

    • DOI

      10.3389/fnins.2019.00630

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Auditory T-Complex Reveals Reduced Neural Activities in the Right Auditory Cortex in Musicians With Absolute Pitch2019

    • 著者名/発表者名
      Matsuda Masato、Igarashi Hironaka、Itoh Kosuke
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 13 ページ: 1-1

    • DOI

      10.3389/fnins.2019.00809

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Primate non-invasive EEG: a window into human brain evolution2020

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Itoh
    • 学会等名
      The 10th BRI International Symposium: Advanced Brain Imaging for the Future
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] コモンマーモセットにおける頭皮上聴覚誘発電位の無麻酔・無侵襲記録2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤浩介, 岩沖晴彦 , 鴻池菜保 , 五十嵐博中, 中村克樹
    • 学会等名
      第42回日本神経科学会大会 NEURO2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] コモンマーモセットにおける聴覚情報処理に関わる神経応答2019

    • 著者名/発表者名
      鴻池 菜保, 三輪 美樹, 伊藤 浩介, 中村 克樹
    • 学会等名
      第42回日本神経科学会大会 NEURO2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2021-12-27  

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