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聴皮質における音の質感と情動情報の神経基盤

公募研究

研究領域質感認知の脳神経メカニズムと高度質感情報処理技術の融合的研究
研究課題/領域番号 23135507
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
研究機関東京大学

研究代表者

高橋 宏知  東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (90361518)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2012年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2011年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワード聴覚 / 大脳皮質 / 情動 / 誘発電位 / 局所電場電位 / 位相同期 / 微小電極アレイ / 学習
研究実績の概要

本研究では,ラットの聴皮質を対象にして,音の質感とそれに付随する情動が,どのような神経活動パターンとして表現されているかを調べた.
まず,ラット聴皮質における,音刺激に対する定常的な神経活動に,音の周波数情報や情動情報が表現されているかを調べた.具体的には,定常的な神経活動の特徴量として,局所電場電位 (LFP) の位相同期 (phase locking value; PLV) から,機械学習により,刺激音の周波数情報の抽出を試みた.その結果,PLVから,刺激音の周波数情報の抽出は可能であった.さらに,抽出精度は古典的条件付けによって向上したことから,定常的な神経活動には,刺激音の周波数情報,ならびに,刺激音と連合した情動情報が表現されている可能性がある.
次に,ラットの聴皮質を対象にし,2つの純音から構成される和音の協和度が,定常的な神経活動のPLVにどのような影響を与えるかを調べた.具体的には,12 kHzの純音を低音,それよりも高い7つの純音を高音として組み合わせ,4つの協和音と3つの不協和音を作製した.麻酔下のナイーブラットに,それぞれの純音と和音を,30秒間ずつ提示して,紡錘波が生じていない時間帯のみのPLVを計算した.和音に対するPLVと,各和音の高音のみを提示した際のPLVとの差を調べた.その結果,すべての帯域において,協和音のPLVは,その和音を構成する高音のPLVよりも高くなったが,不協和音では,そのような違いは認められなかった.これらの結果から,和音の協和度は,聴皮質内の位相同期の強さに表現されていると考える.

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2013 2012 2011 2009 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (29件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 神経工学の潮流2013

    • 著者名/発表者名
      高橋宏知
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 133 号: 3 ページ: 544-549

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.133.544

    • NAID

      10031155345

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 聴皮質の定常的な神経活動における音情報のデコーディング2012

    • 著者名/発表者名
      磯口知世(旧姓)
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 132 号: 10 ページ: 1608-1616

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.132.1608

    • NAID

      10031120105

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tonotopic-column-dependent variability of neural encoding in the auditory cortex of rats2012

    • 著者名/発表者名
      Ryo Yokota
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 223 ページ: 377-387

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2012.07.051

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 聴覚野における音脈分凝に関わる機能的ネットワークの下部構造2012

    • 著者名/発表者名
      野田貴大, 神崎亮平, 高橋宏知
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C電子情報システム部門誌

      巻: 132(印刷中)

    • NAID

      10030778257

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sub-millisecond firing synchrony of closely neighboring pyramidal neurons in hippocampal CA1 of rats during delayed non-matching to sample task.2009

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, S. and Sakurai, Y.
    • 雑誌名

      Frontiers in Neural Circuits

      巻: 3 ページ: 1079-1087

    • DOI

      10.3389/neuro.04.009.2009

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 音列オブジェクト形成に関わる聴皮質の神経活動2013

    • 著者名/発表者名
      雨宮知樹
    • 学会等名
      電気学会研究会 医用・生体工学研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2013-03-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Induced gamma-band synchronization for auditory stream segregation in auditory cortex of the awake rat.2013

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Noda
    • 学会等名
      The 36th annual midwinter research meeting, Aoosication for research in otolaryngology
    • 発表場所
      Baltimore (USA)
    • 年月日
      2013-02-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Consonance-dependent modulation of phase synchrony in the auditory cortex of rats2013

    • 著者名/発表者名
      Tomoyo Isoguchi
    • 学会等名
      The 36th annual midwinter research meeting, Aoosication for research in otolaryngology
    • 発表場所
      Baltimore (USA)
    • 年月日
      2013-02-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 聴皮質の定常的な神経活動による音情報の表現2012

    • 著者名/発表者名
      磯口知世
    • 学会等名
      日本音響学会聴覚研究会
    • 発表場所
      豊橋
    • 年月日
      2012-11-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ラット聴覚野の学習過程に伴う時間的コヒーレンスの変化2012

    • 著者名/発表者名
      横田亮
    • 学会等名
      日本音響学会聴覚研究会
    • 発表場所
      豊橋
    • 年月日
      2012-11-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Emotional valence of sound represented in phase locking value of local field potentials in rat auditory cortex2012

    • 著者名/発表者名
      Tomoyo Isoguchi
    • 学会等名
      The 35th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Synchronization between neuronal ensembles for auditory stream segregation in auditory cortex of the awake rat2012

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Noda
    • 学会等名
      The 35th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Sound-associated emotions represented in phase synchrony pattern in auditory cortex of rats2012

    • 著者名/発表者名
      Tomoyo Isoguchi
    • 学会等名
      4th Conference on Auditory Cortex
    • 発表場所
      Lausanne (スイス)
    • 年月日
      2012-08-31
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Oscillatory Neuronal Synchronization for Auditory Stream Segregation in Auditory Cortex of the Unanesthetized Rat2012

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Noda
    • 学会等名
      4th Conference on Auditory Cortex
    • 発表場所
      Lausanne (スイス)
    • 年月日
      2012-08-31
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 聴覚野での情動情報の表現2012

    • 著者名/発表者名
      高橋宏知
    • 学会等名
      電子情報通信学会ヒューマン情報処理研究会
    • 発表場所
      室蘭
    • 年月日
      2012-06-30
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Functional subnetwork structure in auditory cortex for stream segregation2012

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Noda
    • 学会等名
      Acoustic 2012
    • 発表場所
      香港
    • 年月日
      2012-05-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 覚醒下のラット聴覚野における神経活動の高密度多点同時計測2012

    • 著者名/発表者名
      野田貴大
    • 学会等名
      第51回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-05-10
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ラット聴皮質における音の情動価の情報表現2012

    • 著者名/発表者名
      磯口知世
    • 学会等名
      第51回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-05-10
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Learning-induced plasticity of neural computation in the auditory cortex2012

    • 著者名/発表者名
      高橋宏知
    • 学会等名
      第89回日本生理学会大会
    • 発表場所
      松本(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 聴皮質の定常的な神経活動における音情報のデコーディング2012

    • 著者名/発表者名
      阿久津完, 磯口知世, 野田貴大, 神崎亮平, 高橋宏知
    • 学会等名
      電気学会研究会資料医用・生体工学研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-03-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] てんかん患者の多点皮質脳波における神経活動の雪崩現象の検証2012

    • 著者名/発表者名
      李夏栄, 川合謙介, 神崎亮平, 高橋宏知
    • 学会等名
      電気学会研究会資料医用・生体工学研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-03-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Heterogeneity and plasticity on the tonotopic map of the auditory cortex2011

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Takahashi
    • 学会等名
      NIPS International Workshop 2011 Cutting Edge in Synapse Research
    • 発表場所
      岡崎(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 聴皮質における音の周波数情報符号化の領野依存性2011

    • 著者名/発表者名
      高橋宏知, 横田亮, 神崎亮平, 合原一幸
    • 学会等名
      日本音響学会聴覚研究会
    • 発表場所
      豊橋
    • 年月日
      2011-11-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 音の情動価がラット聴皮質の位相同期に与える影響2011

    • 著者名/発表者名
      磯口知世, 野田貴大, 神崎亮平, 高橋宏知
    • 学会等名
      日本音響学会聴覚研究会
    • 発表場所
      豊橋
    • 年月日
      2011-11-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Representation of acoustic saliency and valence in rat auditory cortex2011

    • 著者名/発表者名
      Tomoyo Isoguchi, Takahiro Noda, Ryohei Kanzaki, Hirokazu Takahashi
    • 学会等名
      Society for Neuroscience
    • 発表場所
      Washington DC, USA
    • 年月日
      2011-11-12
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ワークショップ1『新治療法開発の手がかりを求めて』発作検知と発作予知2011

    • 著者名/発表者名
      高橋宏知
    • 学会等名
      第45回日本てんかん学会
    • 発表場所
      新潟(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Neural representation for emotional valence of sound in rat auditory cortex2011

    • 著者名/発表者名
      T.Isoguchi, T.Noda, R.Kanzaki, H.Takahashi
    • 学会等名
      第26回生体生理工学シンポジウム
    • 発表場所
      草津
    • 年月日
      2011-09-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Substructure of functional network in auditory cortex for stream segregagtion2011

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Noda, Ryohei Kanzaki, Hirokazu Takahashi
    • 学会等名
      第34回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2011-09-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Information processing for acoustic saliency and emotional valence of sound in rat auditory cortex2011

    • 著者名/発表者名
      Tomoyo Isoguchi, Ryohiei Kanzaki, Hirokazu, Takahashi
    • 学会等名
      第34回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2011-09-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 音脈形成に関わる聴覚野の機能的ネットワークの特徴と下部構造2011

    • 著者名/発表者名
      野田貴大, 神崎亮平, 高橋宏知
    • 学会等名
      平成23年電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2011-09-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Acoustic saliency represented in Mismatch Negativity in rat auditory cortex2011

    • 著者名/発表者名
      Tomoyo Isoguchi, Ryohei Kanzaki, Hirokazu Takahashi
    • 学会等名
      8th IBRO World Congress of Neuroscience
    • 発表場所
      Florence, Italy
    • 年月日
      2011-07-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] The global features and substructure of functional network in the auditory cortex for stream segregation2011

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Noda, Ryohei Kanzaki, Hirokazu Takahashi
    • 学会等名
      8th IBRO World Congress of Neuroscience
    • 発表場所
      Florence, Italy
    • 年月日
      2011-07-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 音への受動的曝露または古典的条件付けがミスマッチネガティビティに及ぼす影響2011

    • 著者名/発表者名
      磯口知世, 神崎亮平, 高橋宏知
    • 学会等名
      第50回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-04-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 原始的音脈分凝に関する聴皮質の神経同期性に基づいた特徴的なネットワーク構造2011

    • 著者名/発表者名
      野田貴大, 横田亮, 神崎亮平, 高橋宏知
    • 学会等名
      第50回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-04-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考] 研究代表者のホームページ

    • URL

      http://www.brain.rcast.u-tokyo.ac.jp/~takahashi/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

URL: 

公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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