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発達初期の階層性学習の脳内基盤と発声の階層性構造

公募研究

研究領域共創的コミュニケーションのための言語進化学
研究課題/領域番号 20H05010
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
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

皆川 泰代  慶應義塾大学, 文学部(日吉), 教授 (90521732)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2021年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2020年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワード階層構造 / 人工文法 / 脳機能結合 / fNIRS / 乳幼児 / 新生児 / 階層性 / 言語野 / 乳児 / 前言語 / 音声発話
研究開始時の研究の概要

本提案ではヒト発達初期における特に生得的な「階層性」についての学習能力とその脳内基盤,自発的発話における「階層性」について明らかにする。このために研究1では新生児を対象とし,階層構造を持つ人工文法刺激を用い,人工文法学習と人工文法処理における脳反応と脳機能結合そして脳の安静状態結合変化を明らかにする。6-7ヶ月児の同じ実験において,下前頭部や縁上回が人工文法学習の脳内基盤として機能していることが示されため比較を行う。一方で,研究2では,これまでにデータが極めて少ない3-12ヶ月乳児の発声における階層性を検討するために縦断的な発話の録音を行い,分節化する。発話構造の発達過程を明らかにする。

研究実績の概要

言語という高次な認知機能を獲得するためには,文法構造,特に階層的構造の理解と学習能力が必須となる。本研究はヒト発達初期における「階層性」についての学習能力とその脳内基盤,自発的発話における「階層性」について明らかにする。このために研究1では新生児を対象とし,階層構造を持つ人工文法刺激を用い,人工文法学習と人工文法処理における脳反応と脳機能結合そして安静状態の脳機能結合変化を明らかにすることを目的とした。特に前回行った6-7ヶ月児の結果と比較することで発達変化を明らかにする。一方で,研究2では, 3-12ヶ月乳児の発声における階層性を検討するために縦断的な発話の録音を行い,分節化する予定であった。しかし,コロナ禍の影響でフランスからの録音装置生産,配送が大幅に遅れ,2021年度に録音は開始できたが録音量が当初の目標を大きく下回ったため,今年度は解析は行わず,代替の4歳児実験(心の理論と言語発達の関係性の研究)を実施した。本報告では主に研究1の結果を報告する。
新生児は6-7ヶ月児と同様に人工文法規則学習後に「規則条件」文法に対しては馴化反応である脳活動の低下が見られたのに対し,「違反条件」文法では脳活動の上昇がみられた。しかし,その脳部位は6-7ヶ月児と全く異なり,前頭極,背外側前頭前野,下前頭回を含む左前頭前野であった。新生児では学習中の脳機能結合も測定していたが,学習中には安静状態とは異なる長い結合も多くみられた。学習時の脳機能結合と学習後の「違反―規則」に対する前頭前野活動との関係を解析したところ,学習後の脳活動が強いほど,学習中の縁上回から左前頭前野の脳機能結合が弱まっていることが見いだされた。縁上回は6-7ヶ月児で人工文法学習に強く関係する部位であったため,これら新生児の学習が進むにつれ,学習の脳内基盤が後方言語野に変化する可能性が考えられた。

現在までの達成度 (段落)

令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 4件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 5件、 招待講演 6件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Vienna(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Zurich University(スイス)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Vienna(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Zurich(スイス)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Differential age-dependent development of inter-area brain connectivity in term and preterm neonates2022

    • 著者名/発表者名
      Arimitsu Takeshi、Shinohara Naomi、Minagawa Yasuyo、Hoshino Eiichi、Hata Masahiro、Takahashi Takao
    • 雑誌名

      Pediatric Research

      巻: 91 号: 4 ページ: 1017-1025

    • DOI

      10.1038/s41390-022-01939-7

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The effect of different information sources on prosodic boundary perception2021

    • 著者名/発表者名
      Ludusan Bogdan、Morii Masahiro、Minagawa Yasuyo、Dupoux Emmanuel
    • 雑誌名

      JASA Express Letters

      巻: 1 号: 11 ページ: 115203-115203

    • DOI

      10.1121/10.0007150

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The effect of haptic stimulation simulating heartbeats on the regulation of physiological responses and prosocial behavior under stress: The influence of interoceptive accuracy2021

    • 著者名/発表者名
      Xu Mingdi、Tachibana Takeshi、Suzuki Nana、Hoshino Eiichi、Terasawa Yuri、Miki Norihisa、Minagawa Yasuyo
    • 雑誌名

      Biological Psychology

      巻: 164 ページ: 108172-108172

    • DOI

      10.1016/j.biopsycho.2021.108172

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 幼児の心の理論獲得における人形を用いた見立て遊びの役割2021

    • 著者名/発表者名
      宮原冴佳・山本絵里子・関根和生・白野陽子・増田れい・皆川泰代
    • 雑誌名

      慶應義塾大学大学院社会学研究科紀要

      巻: 90 ページ: 63-77

    • NAID

      120007089781

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tracking Brain Development from Neonates to the Elderly by Hemoglobin Phase Measurement using Functional Near-infrared Spectroscopy2021

    • 著者名/発表者名
      Liang Z, Tian H, Yang HC, Arimitsu T, Takahashi T, Sassaroli A, Fantini S, Niu H, Minagawa Y, Tong Y.
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics

      巻: - 号: 7 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1109/jbhi.2021.3053900

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Prefrontal Responses to Odors in Individuals With Autism Spectrum Disorders: Functional NIRS Measurement Combined With a Fragrance Pulse Ejection System2020

    • 著者名/発表者名
      Xu Mingdi、Minagawa Yasuyo、Kumazaki Hirokazu、Okada Ken-ichi、Naoi Nozomi
    • 雑誌名

      Frontiers in Human Neuroscience

      巻: 14 ページ: 523456-523456

    • DOI

      10.3389/fnhum.2020.523456

    • 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] Interactive live fNIRS reveals engagement of the temporoparietal junction in response to social contingency in infants2020

    • 著者名/発表者名
      Hakuno Yoko、Hata Masahiro、Naoi Nozomi、Hoshino Ei-ichi、Minagawa Yasuyo
    • 雑誌名

      NeuroImage

      巻: 218 ページ: 116901-116901

    • DOI

      10.1016/j.neuroimage.2020.116901

    • 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
  • [学会発表] 二者間コミュニケーションの行動と脳機能:機械学習と情報論的分析を用いて.2022

    • 著者名/発表者名
      皆川泰代
    • 学会等名
      日本音響学会2022年春季研究発表会スペシャルセッション「音声言語と脳神経科学 -基礎から計算論的研究まで-」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] fNIRSで可視化する脳と認知の定型・非定型発達:発達初期の血行動態と代謝,神経活動,ネットワーク.2021

    • 著者名/発表者名
      皆川泰代
    • 学会等名
      第27回医用近赤外分光法研究会・第25回酸素ダイナミクス研究会,キーノート講演
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 乳児と養育者の音声・社会行動の相互作用と言語発達:発達障害リスク児と定型発達児.2021

    • 著者名/発表者名
      皆川泰代
    • 学会等名
      日本赤ちゃん学会第21回学術集会,シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 血流動態関数の差を考慮した母子間 fNIRS 同時計測データ解析.2021

    • 著者名/発表者名
      森本 智志・皆川 泰代
    • 学会等名
      光脳機能イメージング学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 共同作業時の記銘に関わる神経機構.2021

    • 著者名/発表者名
      星野 英一・徐 鳴鏑・森本 智志・皆川 泰代
    • 学会等名
      光脳機能イメージング学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 新生児における非隣接依存文法学習時の脳機能結合と違反文法への脳反応2021

    • 著者名/発表者名
      蔡 林・白野 陽子・秦 政寛・星野 英一・有光 威志・高橋 孝雄・Watson Stuart・Townsend Simon・Mueller Jutta・皆川 泰代
    • 学会等名
      日本赤ちゃん学会第21回学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 認知発達研究における脳活動計測の有効性とその懸念点.2021

    • 著者名/発表者名
      皆川泰代
    • 学会等名
      第32回日本発達心理学会 ラウンドテーブル
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Typical and atypical neurocognitive development: language and social interaction.2020

    • 著者名/発表者名
      Minagawa, Y.
    • 学会等名
      The society of functional NIRS, fNIRS Datablitz 2020, online.
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] fNIRS applications: Shedding light on brain-to-brain synchrony underlying human social interaction.2020

    • 著者名/発表者名
      Minagawa, Y.
    • 学会等名
      Optical Society of America, Biophotonics Congress: Biomedical Optics. Virtual Meeting.
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 人形遊びが与える心の理論理解と言語能力への効果2020

    • 著者名/発表者名
      宮原 冴佳・関根 和生・白野 陽子・北村 千晴・皆川 泰代
    • 学会等名
      日本赤ちゃん学会第20回学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 自閉症リスク児と定型発達児の母子相互行動と言語・社会性の発達2020

    • 著者名/発表者名
      秦 政寛・山本 絵里子・白野 陽子・皆川 泰代
    • 学会等名
      日本赤ちゃん学会第20回学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 6-7ヶ月児と新生児における非隣接依存文法学習の脳内機構2020

    • 著者名/発表者名
      蔡 林・白野 陽子・秦 正寛・星野 英一・有光 威志・高橋 孝雄・Watson Stuart・Townsend Simon・Mueller Jutta・皆川 泰代
    • 学会等名
      日本赤ちゃん学会第20回学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 発達初期における身体運動の産出能力はその後の他者の身体運動の理解能力を予測するか?2020

    • 著者名/発表者名
      山本 絵里子・秦 政寛・石川 直樹・阿部 和大・皆川 泰代
    • 学会等名
      日本赤ちゃん学会第20回学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 乳幼児のグラスプリリース運動の発達に及ぼす要因の解明2020

    • 著者名/発表者名
      梯 絵利奈・阿部 和大・山本 絵里子・秦 政寛・直樹・堀江 秀斗・青木 義満・皆川 泰代
    • 学会等名
      日本赤ちゃん学会第20回学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Cortical activation to interactive contingency in 6-month-old infants: an event-related fNIRS study.2020

    • 著者名/発表者名
      Hakuno, Y., Cai, L., Hata, M., Hachisu, T., Suzuki K., & Minagawa, Y.
    • 学会等名
      vICIS 2020 Congress, P3-B-33.
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cerebral basis of non-adjacency grammar learning: Neonates and 6-to 7-month-old infants.2020

    • 著者名/発表者名
      Cai, L., Hakuno, Y., Hata, M., Hoshino, E., Arimitsu, T., Takahashi, T., Watson, S., Townsend, S., Mueller, J., & Minagawa, Y.
    • 学会等名
      vICIS 2020 Congress, P1-D-63.
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mouth-looking and early vocabulary acquisition: A longitudinal eye-tracking study in infants at-risk for ASD and typically developing infants.2020

    • 著者名/発表者名
      Hata, M., Yamamoto, E., Hakuno, Y., & Minagawa, Y.
    • 学会等名
      vICIS 2020 Congress, P1-E-81.
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] Comprehension of Japanese Passives: An Eye-Tracking Studywith 2-3-Year-Olds, 6-Year-Olds, and Adults.2021

    • 著者名/発表者名
      Isobe, M., Okabe, R., Kobayashi, Y., Kawahara, S., Monou, T., Abe, K.,Masuda, R., Miyahara, S.,& Minagawa, Y.
    • 総ページ数
      270
    • 出版者
      Cambridge Scholars Publishing.
    • ISBN
      1527570541
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 公認心理師の基礎と実践 ⑩ ― 神経・生理心理学 (第15章).2021

    • 著者名/発表者名
      小野田 慶一,皆川 泰代,尾上 浩隆,田中 慶太 ,梅田聡(編)
    • 総ページ数
      272
    • 出版者
      遠見書房
    • ISBN
      9784866160603
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 皆川研究室 研究プロジェクト

    • URL

      https://web.flet.keio.ac.jp/~minagawa/project/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2022-12-28  

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