| 研究課題/領域番号 |
20K12021
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| 研究機関 | 山梨大学 |
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研究代表者 |
地本 宗平 山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (80324185)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 聴覚野 / 単一細胞活動 / 人工音 / 自然音 / 一過性応答 / 持続性応答 |
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| 研究実績の概要 |
外部環境にある音情報を知覚して音声や音源を識別認知することはヒトや動物にとって必要不可欠な生理機能であり、その脳機能の解明は聴覚研究者にとって最も重要なテーマの一つである。これまでの研究により、聴覚野細胞が音の三要素に関連した音響情報を処理していることが明らかになりつつあるが、これらの実験結果はあくまで人工的な純音と複雑音によるもので、実際の自然な音響環境において生じる音や種特異的な音声コミュニケーションに対してこれらの神経細胞群が、それぞれどのような音情報処理を行っているかは不明である。本研究の目的は、大脳聴覚野の単一神経細胞が自然音である環境音と種特異的音声の知覚のためにどのような音響情報を処理しているかを明らかにすることである。
本年度は、一次聴覚野の単一細胞から長時間記録をおこない、人工音と自然音刺激に対する応答特性を計測した。人工音については刺激音の周波数スペクトルや繰り返し周波数を系統的に変化させ記録された反応の大きさ、潜時、時間反応パターンを解析した。同じ細胞から自然音である、環境音や種特異的音声に対する応答を記録し、人工音で明らかになった応答特異性が自然音における応答特性と一致するかを調べた。その結果、純音刺激に対して、一過性ならびに持続性の２つの応答パターンを示す細胞群が、それぞれ、その他の人工音（クリック音、振幅変調（AM）音、周波数変調（FM）音）および自然音に対して、同様に一過性ならびに持続性に応答することを明らかにした。
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| 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
聴覚野細胞の人工音と自然音に対する応答特性を計測した。人工音として、純音、クリック音、AM音、FM音を、自然音として、環境音と種特異的音声とヒトの母音を刺激音とした。一次聴覚野細胞のうち、純音に対して一過性に応答する細胞はクリック音に対して同期的反応を示し、AM音とFM音に対して音のエッジに応答するパターンを示した。また同じ聴覚野細胞は、自然音に対しても同様に急激な音圧包絡変化時に一過性の応答をしめした。
一方、純音に対して刺激の時間中、持続的応答する細胞はクリック音に対して非同期的反応を示し、AM音とFM音に対して音圧包絡のゆっくりとしたスロープに持続的に応答するパターンを示した。また自然音についても、その細胞の周波数応答野に刺激音の周波数特性が一致していれば、持続的に応答した。このことは、ある特定の音刺激に対してのみ反応を示す細胞が一次聴覚野内にばらばらに分布している可能性を否定し、純音刺激に対する一過性ならびに持続性の２つの応答パターンが人工音と自然音に対する多様な反応を説明できることを強く示唆する。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後の研究では、高次聴覚野、特にA1から投射入力を受けている二次聴覚野（Ａ２）、前部聴覚野（ＡＡＦ）、後部聴覚野（ＰＡＦ）において、音の三要素特異性応答細胞の分布を明らかにする。高次聴覚野の内特に、Ａ２とＰＡＦでは振幅変化音の音響パラメータ（最高音圧、長さ）に特異的に応答する細胞の存在が知られているため、音のスペクトル情報に加えて音圧の振幅情報を系統的に変化させて、各高次聴覚野で記録されたニューロン反応を解析する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
既存の設備備品からの更新を予定していたが、進行中の実験を中断してセットアップを行う必要があるため、新規備品の購入を次年度以降に繰り越すこととした。
無線式記録システム、解析用コンピュータと解析データ保存用サーバの購入および音声出力・解析プログラムについて更新を予定している。
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