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2020 年度 実績報告書

視聴覚統合の神経基盤:齧歯類スナネズミをモデルとした研究

研究課題

研究課題/領域番号 19J22981
研究機関同志社大学

研究代表者

伊藤 優樹  同志社大学, 生命医科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2022-03-31
キーワード感覚統合 / スナネズミ / 視聴覚
研究実績の概要

本研究の目的は、視覚情報と聴覚情報を統合する神経メカニズムの解明である。本年度は、モデル動物としてスナネズミを対象に、感覚統合の3つの原則を行動実験で評価した。加えてヒトを被験者として、音の3要素が統合に与える影響を検討した。
スナネズミを対象とした実験では、頭部固定下のスナネズミに刺激検出課題を行わせた。その結果、視覚単独刺激・聴覚単独刺激に対する応答よりも視聴覚刺激に対する反応率は高かった。また、個体毎に刺激強度を調整する実験系も構築できた。個体ごとに適切な強度の刺激を用いることで、刺激検出課題におけるスナネズミの行動は時間法則と逆効力の法則に従い、行動性能(刺激検出率の上昇、反応時間の短縮)が向上することが明らかになった。
ヒトを対象とした実験では、音圧情報と周波数情報がダブルフラッシュ錯覚の生起頻度に与える影響を検討した。2回目に提示する聴覚刺激の音圧が1回目の音圧よりも小さくなるほどダブルフラッシュ錯覚が起きにくくなった。また、聴覚刺激の明瞭度がダブルフラッシュ錯覚の生起頻度に関連があることが示唆された。周波数情報に着目すると、2回提示する聴覚刺激の周波数差が大きいほどダブルフラッシュ錯覚が起きにくかった。さらに、1回目に提示した聴覚刺激の周波数成分が2回目に提示する聴覚刺激に含まれている方が2回目に提示する聴覚刺激の周波数成分に含まれていない場合に比べ錯覚は生じにくかった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

当該年度は、スナネズミを被験体として統合の3原則が行動応答に与える影響を検討できた。その結果、刺激検出課題では、時間法則と逆効力の法則に従い刺激の検出率が増加し、反応時間が減少した。一方、空間法則は行動に影響を与えなかった。これらは、ヒト研究で得られた成果と比較的一致していた。加えて、ヒトを対象とした研究では、音圧情報と周波数情報が感覚統合に与える影響を調べることができた。一方、スナネズミに対してはダブルフラッシュ錯覚の行動実験も続けていたが、COVID-19に伴う実験中断のため、予定より遅れが見られる。

今後の研究の推進方策

次年度も引き続き、頭部を固定したスナネズミを対象に行動実験を進める。加えて、課題遂行中の神経活動の記録も行う。一方、COVID-19による大学での実験中断が懸念されるため、麻酔下での神経応答記録も予定している。ヒトを対象とした研究では、より周波数に注目して研究を進めていく。具体的には、個人が持つ周波数の弁別能力と錯覚の起きやすさの関係性を調べる。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] 感覚統合が創る知覚世界2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤 優樹、小林 耕太
    • 雑誌名

      日本音響学会誌

      巻: 77 ページ: 208~214

    • DOI

      10.20697/jasj.77.3_208

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Auditory cortical activity elicited by infrared laser irradiation from the outer ear in Mongolian gerbils2020

    • 著者名/発表者名
      Tamai Yuta、Ito Yuki、Furuyama Takafumi、Horinouchi Kensuke、Murashima Nagomi、Michimoto Itsuki、Hishida Ryuichi、Shibuki Katsuei、Hiryu Shizuko、Kobayasi Kohta I.
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 15 ページ: 0240227~0240227

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0240227

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Detection performance improves based on the three principles of audiovisual integration in head-fixed Mongolian gerbil2021

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ito, Tomoki Osuka, Kohta I. Kobayasi
    • 学会等名
      Society of Neuroscience Global Connectome: A Virtual Event
    • 国際学会
  • [学会発表] Does laser irradiation of auditory nerves create auditory perception?2020

    • 著者名/発表者名
      Yuta Tamai, Miku Uenaka, Yuki Ito, Koji Toda, Takafumi Furuyama, Shizuko Hiryu, Kohta I. Kobayasi
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
  • [学会発表] Audiovisual integration enhances behavioral performance in head-fixed Mongolian gerbil2020

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ito, Tomoki Osuka, Kohta I. Kobayasi
    • 学会等名
      日本動物心理学会第80回大会
  • [学会発表] Acoustic communication between human and rodents2020

    • 著者名/発表者名
      Takahumi Shigeyama, Tomoki Osuka, Yuta Tamai, Yuki Ito, Kohta I. Kobayasi
    • 学会等名
      日本動物心理学会第80回大会
  • [学会発表] Let there be sound: auditory perception evoked trans-tympanic laser stimulation in Mongolian gerbil2020

    • 著者名/発表者名
      Miku Uenaka, Yuta Tamai, Yuki Ito, Koji Toda, Shizuko Hiryu, Kohta I. Kobayasi
    • 学会等名
      日本動物心理学会第80回大会
  • [学会発表] Developming new auditory prosthesis: auditory perception evoked by trans-tympanic laser stimulation in Mongolian gerbil2020

    • 著者名/発表者名
      Miku Uenaka, Yuta Tamai, Yuki Ito, Koji Toda, Shizuko Hiryu, Kohta I. Kobayasi
    • 学会等名
      第42回日本比較生理生化学会

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公開日: 2021-12-27  

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