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2011 年度 実績報告書

脳機能にもとづく言語習得メカニズムの解明:学童期の横断的研究

研究課題

研究課題/領域番号 22242012
研究機関首都大学東京

研究代表者

萩原 裕子  首都大学東京, 人文科学研究科, 教授 (20172835)

研究分担者 檀 一平太  自治医科大学, 医学部, 准教授 (20399380)
星野 崇宏  名古屋大学, 経済学部, 准教授 (20390586)
キーワード言語脳科学 / 事象関連電位(ERP) / 近赤外線トポグラフィ(NIRS) / 外国語学習 / 母語獲得 / 小学生
研究概要

本研究はヒトの言語習得のプロセスを、脳機能イメージング法を用いて脳の発達という観点から明らかにすることを目的とする。文法機能に焦点を絞り、6歳から12歳までの学童を対象として、事象関連電位(ERP)と光トポグラフィ(NIRS)を同時併用した横断的研究を行った。今年度は、習熟度の異なる英語イマージョン教育を受けている小学校2、4、6年生約90名を対象として、各種英語能力テスト、認知能力テスト、言語・社会環境調査、脳機能計測データの取得を完了した。現在、脳データの解析手法の最適化を図りつつ、各種データの解析を進めている。刺激文としては、英語の句構造規則に従った正文と規則に違反した非文、及びフィラー文を用いた。これまでの予備的な解析の結果、ERP反応としては、句構造規則に違反した句の刺激提示後、150-300ミリ秒と200-350ミリ秒区間におけるF7,Fz電極、及び250-400ミリ秒区間におけるF7電極において主効果がみられた。この非文に対する前方左優位の陰性成分は、英語母語話者が句構造違反に示す早期陰性成分(ELAN)に相当すると考えられる。しかし、本実験の陰性成分はELANとしては開始潜時が僅かに遅く、さらに比較的長く続くことが特徴であり、このデータを元に、今後、外国語学習の熟達度と潜時との関連性を検討する予定である。NIRSデータの解析では、一般に用いられている成人の血流動態を仮定しているが、今後小学生の血流動態反応が成人の仮定と同等であるか否かも検証し、さらに解析を進める予定である。子供脳の外国語習得を可視化した研究は初めてであり、これらの成果は、学童期における言語発達の基礎資料となるもので、小学校における国語教育や、言葉の発達・学習障害の支援への貢献、さらには効果的な英語活動や、脳科学的な根拠に基づく英語学習法の開発へ道を開くものと期待される。

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

本研究は、小学生の非母語文法機能の脳反応をみること、比較的新しい計測機器である近赤外線トポグラフィ(NIRS)を用いて文法課題を行っていること、さらにERP(脳波)-NIRSの同時計測、という3点において前例のない極めて新規性が高い研究である。そのため、実験プロトコルの開発からNIRSの解析手法の開発に至るまで探索的・試験的な要素が多く、各プロセスで条件の最適化等に多くの時間を要する。今回は、提示される刺激の種類やタイミングを予測できないようにした事象関連の刺激提示法を使用しているため、一般線形モデル(GLM)を使用した新たな解析方法の開発が必要である。予備的な解析を行いつつ、解析手法の最適化を図っている。これまでに、ほぼ予定通りのデータ数の取得が完了し、解析も順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

データ解析であるが、これまでに脳波データは順調に行われている。一方、近赤外線トポグラフィは比較的新しい計測器であり、かつERP-NIRS同時計測ということもあり、解析手法の最適化を進めている。この問題をクリアできれば当初の目標は達成できると考える。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Stable and convenient spatial registration of stand-alone NIRS data through anchor-based probabilistic registration2012

    • 著者名/発表者名
      Tsuzuki D, Cai DS, Dan H, Kyutoku Y, Fujita A, Watanabe E, Dan I
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 72(2) ページ: 163-71

    • DOI

      10.1016/j.neures.2011.10.008

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multichannel fNIRS assessment of overt and covert confrontation naming2012

    • 著者名/発表者名
      Moriai-Izawa A, Dan H, Dan I, Sano T, Oguro K, Yokota H, Tsuzuki D, Watanabe E
    • 雑誌名

      Brain and Language

      巻: (Epub)

    • DOI

      10.1016/j.bandl.2012.02.001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An event-related potential investigation of lexical pitch-accent in auditory Japanese2011

    • 著者名/発表者名
      Koso, A., Ojima, S., and Hagiwara, H
    • 雑誌名

      Brain Research

      巻: 1385 ページ: 217-228

    • DOI

      DOI:10.1016/j.brainres.2011.02.008

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Age and amount of exposure to a foreign language during childhood: Behavioral and ERP data on the semantic comprehension of spoken English by Japanese children2011

    • 著者名/発表者名
      Ojima, S., Hoshino, T., and Hagiwara, H
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 70(2) ページ: 197-205

    • DOI

      DOI:10.1016/j.neures.2011.01.018

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sound to language : different cortical processing for first and second languages in elementary school children as revealed by a large-scale study using fNIRS2011

    • 著者名/発表者名
      Sugiura, L., 他2名, Dan, I., 他2名, Hagiwara, H.
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex

      巻: 21(10) ページ: 2374-2393

    • DOI

      10.1093/cercor/bhr023

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The acceleration of spoken-word processing in children's native-language acquisition : An ERP cohort study2011

    • 著者名/発表者名
      Ojima, S., 他2名, Hagiwara H.
    • 雑誌名

      Neuropsychologia

      巻: 49(5) ページ: 790-799

    • DOI

      10.1016/j.neuropsychologia.2011.01.007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neural correlates of foreign-language learning in childhood : A 3-year longitudinal ERP study2011

    • 著者名/発表者名
      Ojima, S., 他2名, Hoshino, T., Hagiwara, H.
    • 雑誌名

      Journal of Cognitive Neuroscience

      巻: 23(1) ページ: 183-199

    • DOI

      10.1162/jocn.2010.21425

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Semantic relatedness between words in each individual brain : An event-related potential study2011

    • 著者名/発表者名
      Hata, M., Homae, F., Hagiwara, H.
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 501(2) ページ: 72-77

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2011.06.044

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 脳科学と言語習得2011

    • 著者名/発表者名
      萩原裕子
    • 雑誌名

      生存科学B

      巻: 21(B) ページ: 19-30

  • [雑誌論文] 脳機能から見た外国語としての英語教育2011

    • 著者名/発表者名
      萩原裕子
    • 雑誌名

      全英連會誌

      巻: 49 ページ: 53-37

  • [雑誌論文] 思考するための言語2011

    • 著者名/発表者名
      萩原裕子
    • 雑誌名

      生存科学B

      巻: 21(B) ページ: 119-130

  • [学会発表] A cohortstudy on language acquisition and brain development2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroko Hagiwara
    • 学会等名
      Evolang IX 2012 Workshop
    • 発表場所
      Campus Plaza Kyoto, Kyoto(invited lecture)
    • 年月日
      2012-03-13
  • [学会発表] 英語の現在形と過去形の処理:脳波実験から分かること2012

    • 著者名/発表者名
      立田夏子、萩原裕子
    • 学会等名
      公開ワークショップ『日本人英語使用者の時制習得の問題点』
    • 発表場所
      宮城学院女子大学、仙台
    • 年月日
      2012-01-21
  • [学会発表] 脳科学から見た小学校英語2012

    • 著者名/発表者名
      萩原裕子
    • 学会等名
      外国語教育メディア学会
    • 発表場所
      成城ホール、東京(招待講演)
    • 年月日
      2012-01-14
  • [学会発表] Foreign language learning and brain science : a cohort study2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroko Hagiwara
    • 学会等名
      Biennial IMBES Conference 2011
    • 発表場所
      Catamaran Resort, San Diego, CA, USA(invited lecture)
    • 年月日
      20110602-20110604
  • [学会発表] 言語進化研究の実証的かつ生産的な方法とは2011

    • 著者名/発表者名
      萩原裕子
    • 学会等名
      日本英語学会第29回大会シンポジウム
    • 発表場所
      新潟大学、新潟
    • 年月日
      2011-11-13
  • [学会発表] 脳機能から見た外国語としての英語習得2011

    • 著者名/発表者名
      萩原裕子
    • 学会等名
      全国英語教育研究団体連合会(全英連)平成23年度夏季全国理事会高校部会・研究協議会
    • 発表場所
      北とぴあ、王子、東京(招待講演)
    • 年月日
      2011-07-28
  • [学会発表] Causal Inference Framework for Latent Variable Modeling2011

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Hoshino
    • 学会等名
      International Meetings of the Psychometric Society 2011
    • 発表場所
      Hong-Kong Institute of Education, Hong-Kong
    • 年月日
      2011-07-22
  • [学会発表] Hierarchical Bayes Granger Causality Analysis for Understanding Purchase Behaviors2011

    • 著者名/発表者名
      Kei Miyazaki, Takahiro Hoshino
    • 学会等名
      International Meetings of the Psychometric Society 2011
    • 発表場所
      Hong-Kong Institute of Education, Hong-Kong
    • 年月日
      2011-07-21
  • [学会発表] 言語発達の脳科学-小学生のコホート研究を中心に-2011

    • 著者名/発表者名
      萩原裕子
    • 学会等名
      関西言語学会第36回大会シンポジウム
    • 発表場所
      大阪府立大学・中百舌鳥キャンパス(招待講演)
    • 年月日
      2011-06-11
  • [備考]

    • URL

      http://www.comp.tmu.ac.jp/hagiwara

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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