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経験を通した音楽の質感知覚と誘発運動の獲得過程

公募研究

研究領域実世界の奥深い質感情報の分析と生成
研究課題/領域番号 23H04336
研究種目

学術変革領域研究(A)

配分区分補助金
審査区分 学術変革領域研究区分(Ⅳ)
研究機関東京大学

研究代表者

白松 知世  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 准教授 (30750020)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2024年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2023年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード質感 / 音楽 / 身体運動 / 聴覚野 / リズム / ラット
研究開始時の研究の概要

本研究では,聴覚と運動におけるリズム知覚が生得的な能力なのか,それとも,経験を通して後天的に獲得されるのかという,質感研究の主要な問いに答えることを目指す.具体的には,音楽への曝露や,運動の繰り返しが,聴覚野のリズム情報処理と,誘発運動パターンをどのように変化させるかを調べる.音楽聴取や身体運動といった,実際の質感経験が,脳と身体を介して,音楽の感性的価値を成熟させていく過程の解明は,実世界における質感情報処理の理解に大きく貢献すると考える.

研究実績の概要

本研究の目的は,音の質感として音楽のリズムに注目し,リズムに対する知覚 (脳) と運動誘発 (身体) の成熟過程を明らかにすることである.具体的には,ラットを動物モデルとして,音楽への曝露や,音楽に付随した身体運動経験が,聴覚野のリズム情報処理と,誘発運動をどのように変化させるかを調べる.これにより,聴覚と運動におけるリズム知覚が生得的な能力なのか,それとも,経験を通して後天的に獲得されるのかという,質感研究の主要な問いに答えることを目指す.
本年度は,音楽に曝露した成体ラットで,脳の網羅的なリズム情報処理能力の変化を調べた.音楽様刺激を毎日6時間ずつ4週間,飼育ケージ内の成体ラットに曝露した.音楽様刺激は3種類用意し,リズムが明確な音楽 (モーツァルトのピアノソナタK.448) の原曲,同曲のリズムをシャッフルした刺激,音の周波数をシャッフルした刺激とした.ラットを,音楽曝露の無い群,原曲曝露群,リズムシャッフル群,音周波数シャッフル群の4群に分けた.
曝露後,ラットの聴覚野からウレタン麻酔下で,神経活動を多点計測した.リザバーコンピューティングにおける情報処理容量 (information processing capacity, IPC) を得るために,ランダムなクリック列を提示した.なお,クリック列の提示間隔はパラメータとして,10-300 msの範囲の6つから選択した.その結果,音楽曝露の無い群に比べて,音楽様刺激のいずれかに曝露した群では,300 ms間隔の条件において,1次から6次のIPCの総和が有意に大きかった.一方で,曝露した刺激は,IPCには影響しなかった.この結果は,長期の音楽曝露は,脳の情報処理容量に影響し,特に曝露音の刺激間隔の分布が重要であることを示唆する.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の計画の第一段階として,成体において,音楽への長期曝露が脳のリズム情報処理に影響する可能性を示した.また,給水設備を高所に設置することで,成体ラットに,後肢のみで身体を支える姿勢 (立位) を頻繁にとらせることに成功した.

今後の研究の推進方策

本年度に確立した姿勢制御手法を用いて,立位を多くとる環境下で,成体ラットに音楽曝露を施したのち,同様の情報処理容量の変化を調べる.また,音楽様刺激に対する同期運動の強さを定量化する.
幼若ラットに対しても同様の曝露実験を行い,聴覚と運動におけるリズム知覚が生得的な能力なのか,それとも,経験を通して後天的に獲得されるのかという,質感研究の主要な問いに答えることを目指す.

報告書

(1件)
  • 2023 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Quantification of information processing capacity in living brain as physical reservoir2023

    • 著者名/発表者名
      Ishida Naoki、Shiramatsu Tomoyo I.、Kubota Tomoyuki、Akita Dai、Takahashi Hirokazu
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 122 号: 23 ページ: 233702-233702

    • DOI

      10.1063/5.0152585

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Frequency-specific modulation of oscillatory activity in the rat auditory cortex by vagus nerve stimulation2023

    • 著者名/発表者名
      Kumagai Shinichi、Shiramatsu Tomoyo Isoguchi、Matsumura Akane、Ishishita Yohei、Ibayashi Kenji、Onuki Yoshiyuki、Kawai Kensuke、Takahashi Hirokazu
    • 雑誌名

      Brain Stimulation

      巻: 16 号: 5 ページ: 1476-1485

    • DOI

      10.1016/j.brs.2023.09.019

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Common Mechanism Underlying Multimodal Integration2023

    • 著者名/発表者名
      Xu Hexin、Yaron Amit、Shiramatsu Tomoyo Isoguchi、Takahashi Hirokazu
    • 雑誌名

      2023 15th Biomedical Engineering International Conference (BMEiCON)

      巻: 1 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/bmeicon60347.2023.10322007

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The effect of 4-weeks exposure to music on social bonding between rats *2023

    • 著者名/発表者名
      Oshima Karin、Shiramatsu Tomoyo Isoguchi、Takahashi Hirokazu
    • 雑誌名

      Proceedings of 2023 45th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC)

      巻: - ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/embc40787.2023.10340762

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Social stimulus generalization in animal models in schizophrenia2024

    • 著者名/発表者名
      Karin Oshima, Tomoyo Shiramatsu-Isoguchi, Hirokazu Takahashi
    • 学会等名
      The 2024 Society for Social Neuroscience
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ラット感覚野における多点計測を用いた脳機能の探求2024

    • 著者名/発表者名
      白松(磯口)知世
    • 学会等名
      第26回日本ヒト脳機能マッピング学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ラット聴覚系を対象とした神経活動の多点計測とその解析2024

    • 著者名/発表者名
      白松(磯口)知世
    • 学会等名
      第五回サル脳新技術研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 音系列知覚の神経生理メカニズム2024

    • 著者名/発表者名
      白松(磯口)知世
    • 学会等名
      日本音響学会第151回(2024年春季)研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大島 果林,熊谷 真一,白松(磯口)知世,高橋 宏知2024

    • 著者名/発表者名
      統合失調症モデル動物における刺激般化
    • 学会等名
      電気学会 医用・生体工学研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 山木 崚太郎,白松(磯口)知世,森川 勝田,池谷 裕二,高橋 宏知2024

    • 著者名/発表者名
      顕著な刺激に対する側坐核ドーパミンの応答特性
    • 学会等名
      電気学会 医用・生体工学研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 星野 有佐,大島 果林,高木 永遠,白松 (磯口) 知世,高橋 宏知2024

    • 著者名/発表者名
      自由行動ラットを対象としたワイヤレス瞳孔径計測システム
    • 学会等名
      電気学会 医用・生体工学研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 動物モデルの予測行動を促すレバー引き課題の開発2024

    • 著者名/発表者名
      浦 彩人,山木 崚太郎,白松(磯口)知世,高橋 宏知
    • 学会等名
      電気学会 医用・生体工学研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ラット大脳皮質における心拍誘発電位の多点計測2023

    • 著者名/発表者名
      白松-磯口 知世,熊谷 真一,高橋 宏知
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 迷走神経刺激による島皮質の聴覚誘発反応の変化2023

    • 著者名/発表者名
      熊谷 真一,白松-磯口 知世,川合 謙介,高橋 宏知
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ドーパミンによるラット聴覚野の情報処理能力への影響2023

    • 著者名/発表者名
      山木 崚太郎,白松-磯口 知世,石田 直輝,高橋 宏知
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 情報処理容量から見た音楽の時系列構造2023

    • 著者名/発表者名
      秋田 大,石田 直樹,白松 (磯口) 知世,高橋 宏知
    • 学会等名
      日本音響学会聴覚研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 音の個別提示システムを用いた ラットのコミュニケーション音声の検討2023

    • 著者名/発表者名
      高木 永遠,大島 果林,白松 (磯口) 知世,高橋 宏知
    • 学会等名
      日本音響学会聴覚研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Individual Difference in the Perception of Multimodal Illusions2023

    • 著者名/発表者名
      Hexin XU , Amit YARON , Tomoyo Isoguchi SHIRAMATSU, Hirokazu TAKAHASHI†
    • 学会等名
      日本音響学会聴覚研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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