音の情景分析にかかわる聴覚皮質処理の生理学的・工学的研究

2005 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15300057
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 堀川 順生 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (50114781)
• 研究分担者: 細川 浩 琉球大学, 医学部, 助教授 (80181501)
• キーワード: 音の分節 / 音の統合 / 振幅変調 / 音の方向 / 一次聴覚野 / 高次聴覚野 / モルモット / 光学的計測

研究概要

音の分節・統合に関連する可能性のある振幅変調(AM)音の処理機構について、モルモット聴覚皮質活動を光学的に計測し、解析した。刺激には、純音を変調周波数(fm)4〜128Hzで変調したAM音(長さ1秒)を用いた。AM音に対する活動は、音の開始時に現れるon応答、その後に続く変調に同期した活動(追随応答)、および音の終止時に現れるoff応答からなる。on応答はfm周波数にはほとんど依存せず、AI(一次聴覚野)、DC(後背側野)、P(後側野)で純音と比較して大きく、VA(前腹側野)では同じ、VM(内腹側野)では小さかった。追随応答は、周波数分析の結果、DCとPでは32Hz(fm)以上には追随しないのに対して、AIとVAでは32-64Hzに追随した。off応答は、すべての領域で純音に対する応答よりも大きく、さらに、DCとPでの応答はAIとVAよりも大きかった。またDCとPでは、fm周波数を高くすると応答は有意に大きくなった。ヒトの聴覚野では、パルス間隔が長い場合にはパルス毎に現れるが、パルス間隔が短くなるとパルス列の開始時と終止時にのみ現れるようになることが報告されている。今回の結果はこの報告と一致する。AM音への追随性が悪くなることは長い時間窓を持つということに対応し、追随性が領域毎に異なることは、領域毎に処理の時間窓が異なることを示す。長い時間窓をもつということは、その時間内での時間分解能が下がり、周波数分解能が上がることを意味している。これは、その時間内の音を、あるスペクトルをもつ1つの音として処理することを意味する。off応答は、このような音を処理する際に、音の終わりを検知する役割を果たしている可能性があると考えられる。また、このような処理が聴覚皮質の後方の領域で行われることが本研究の結果から示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] PS-ZCPA based feature extraction with auditory masking modulation enhancement and noise reduction for robust ASR. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ghulam, M, Fukuda, T., Katsurada, K., Horikawa, J., Nitta, T.
  • 雑誌名: IEICE Trans.Inf & Syst. E89-D ページ: 1015-1023
• [雑誌論文] Optical imaging of neural activities of the central field of the right and left guinea pig auditory cortices (2006)
  • 著者名/発表者名: Hosokawa, Y., Kubota, M., Horikawa, J.
  • 雑誌名: J.Physiol.Sci. 56 Suppl. ページ: S185
• [雑誌論文] Hemispheric asymmetry of the guinea-pig auditory cortex observed by optical imaging. (2005)
  • 著者名/発表者名: Horikawa, J.Uchiyama, D., Endo, Sugimoto, S., Kubota, M., Hosokawa, Y.
  • 雑誌名: Neurosci.Res. 52 Suppl. ページ: S188
• [雑誌論文] Optical imaging of neural activities in the right and left auditor corteices of the guinea pig evoked by click trains. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hosokawa, Y., Kubota, M., Nasu, M., Horikawa, J.
  • 雑誌名: Jpn.J.Physiol. 55(Suppl) ページ: S160
• [図書] "Behavior and Neurodynamics for Auditory Communication" Spatiotemporal processing in the guinea pig auditory cortex. (2006)
  • 著者名/発表者名: Horikawa, J., Hess, A., Hosokawa, Y., Taniguchi, I.
  • 総ページ数: 400(189-204)
  • 出版者: Cambridge University Press, Cambridge, England (in press)
• [図書] "Auditory Cortex - Towards a Synthesis of Human and Animal Research" Spatio-temporal pattern of responses to pure tones and frequency modulated sounds in the guinea pig auditory cortex. (2005)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi, I., Sugimoto, S., Hess, A., Horikawa, J., Hosokawa, Y., Scheich, H.
  • 総ページ数: 493(316-330)
  • 出版者: Lawrence Erlbaum Associates, New Jersey, USA