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2011 年度 実績報告書

聴皮質における音の質感と情動情報の神経基盤

公募研究

研究領域質感認知の脳神経メカニズムと高度質感情報処理技術の融合的研究
研究課題/領域番号 23135507
研究機関東京大学

研究代表者

高橋 宏知  東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (90361518)

キーワード聴覚 / 大脳皮質 / 情動 / 誘発電位 / 局所電場電位 / 位相同期 / 微小電極アレイ / 学習
研究概要

本研究では,ラットの聴皮質を対象にして,音の質感とそれに付随する情動が,どのような神経活動パターンとして表現されているかを調べる.特に,音の情動的価値をラットに学習させた後,聴皮質の定常状態が,情動的価値に対して,どのように変化するかを調べた.恐怖や喜びといった特定の情動と関連する音を検出することは,生物の生存に有利に働くと考えられる.こうした音の情動価に対する情報処理が,聴皮質で行われている可能性がこれまでに示されてきた.我々は,繰り返し刺激を用いたodd-ball課題において,ミスマッチネガティビティ(MMN)は珍しい音に対して大きくなること,したがって,特定の音に暴露すると,その音に対するMMNが小さくなることを示した.逆に,特定の音と報酬や罰を連合すると,MMNは大きくなる.このように,MMNは音の顕著性を表現している.一方で,誘発電位の振幅や潜時のばらつきは,音の情動価に応じて変化する.このように,これらの過渡的な神経反応に,音の顕著性や情動価が反映されている可能性を示した.次に,音の情動価を表現する神経活動の特徴量として,定常的な神経応答において,局所電場電位の位相同期を調べた.具体的には,罰または報酬を用いた古典的条件付けを施したラット聴皮質から,音を連続して提示している際の局所電場電位を計測し,帯域ごとの位相同期を調べた.その結果,条件刺激を提示している際の,聴皮質のalpha,high-gamma帯域の位相同期が,恐怖学習群のラットでは報酬学習群よりも高くなった.このことから,音が有する恐怖の情動価は,聴皮質の定常状態の頑強性に表現されていると考える.

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

本年度の研究により,聴皮質の活動同期パターンとMMNを指標にして,定常的な神経活動から,音の質感情報とそれに付随する情動情報を同定する解析手法を確立できた.これらの成果は研究計画で期待していたものであり,計画は適切で特に問題はなかった.

今後の研究の推進方策

今後は,これまでの研究成果を発展させ,音の情動的情報の表現を明らかにする.特に,音楽的な調性の情報表現を調べ,情動的な情報表現との関わりを考察する.

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (16件)

  • [雑誌論文] 聴覚野における音脈分凝に関わる機能的ネットワークの下部構造2012

    • 著者名/発表者名
      野田貴大, 神崎亮平, 高橋宏知
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C電子情報システム部門誌

      巻: 132(印刷中)

    • 査読あり
  • [学会発表] Learning-induced plasticity of neural computation in the auditory cortex2012

    • 著者名/発表者名
      高橋宏知
    • 学会等名
      第89回日本生理学会大会
    • 発表場所
      松本(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-29
  • [学会発表] 聴皮質の定常的な神経活動における音情報のデコーディング2012

    • 著者名/発表者名
      阿久津完, 磯口知世, 野田貴大, 神崎亮平, 高橋宏知
    • 学会等名
      電気学会研究会資料医用・生体工学研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-03-20
  • [学会発表] てんかん患者の多点皮質脳波における神経活動の雪崩現象の検証2012

    • 著者名/発表者名
      李夏栄, 川合謙介, 神崎亮平, 高橋宏知
    • 学会等名
      電気学会研究会資料医用・生体工学研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-03-20
  • [学会発表] Heterogeneity and plasticity on the tonotopic map of the auditory cortex2011

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Takahashi
    • 学会等名
      NIPS International Workshop 2011 Cutting Edge in Synapse Research
    • 発表場所
      岡崎(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-08
  • [学会発表] 聴皮質における音の周波数情報符号化の領野依存性2011

    • 著者名/発表者名
      高橋宏知, 横田亮, 神崎亮平, 合原一幸
    • 学会等名
      日本音響学会聴覚研究会
    • 発表場所
      豊橋
    • 年月日
      2011-11-25
  • [学会発表] 音の情動価がラット聴皮質の位相同期に与える影響2011

    • 著者名/発表者名
      磯口知世, 野田貴大, 神崎亮平, 高橋宏知
    • 学会等名
      日本音響学会聴覚研究会
    • 発表場所
      豊橋
    • 年月日
      2011-11-25
  • [学会発表] Representation of acoustic saliency and valence in rat auditory cortex2011

    • 著者名/発表者名
      Tomoyo Isoguchi, Takahiro Noda, Ryohei Kanzaki, Hirokazu Takahashi
    • 学会等名
      Society for Neuroscience
    • 発表場所
      Washington DC, USA
    • 年月日
      2011-11-12
  • [学会発表] ワークショップ1『新治療法開発の手がかりを求めて』発作検知と発作予知2011

    • 著者名/発表者名
      高橋宏知
    • 学会等名
      第45回日本てんかん学会
    • 発表場所
      新潟(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-07
  • [学会発表] Neural representation for emotional valence of sound in rat auditory cortex2011

    • 著者名/発表者名
      T.Isoguchi, T.Noda, R.Kanzaki, H.Takahashi
    • 学会等名
      第26回生体生理工学シンポジウム
    • 発表場所
      草津
    • 年月日
      2011-09-20
  • [学会発表] Substructure of functional network in auditory cortex for stream segregagtion2011

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Noda, Ryohei Kanzaki, Hirokazu Takahashi
    • 学会等名
      第34回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2011-09-14
  • [学会発表] Information processing for acoustic saliency and emotional valence of sound in rat auditory cortex2011

    • 著者名/発表者名
      Tomoyo Isoguchi, Ryohiei Kanzaki, Hirokazu, Takahashi
    • 学会等名
      第34回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2011-09-14
  • [学会発表] 音脈形成に関わる聴覚野の機能的ネットワークの特徴と下部構造2011

    • 著者名/発表者名
      野田貴大, 神崎亮平, 高橋宏知
    • 学会等名
      平成23年電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2011-09-07
  • [学会発表] Acoustic saliency represented in Mismatch Negativity in rat auditory cortex2011

    • 著者名/発表者名
      Tomoyo Isoguchi, Ryohei Kanzaki, Hirokazu Takahashi
    • 学会等名
      8th IBRO World Congress of Neuroscience
    • 発表場所
      Florence, Italy
    • 年月日
      2011-07-14
  • [学会発表] The global features and substructure of functional network in the auditory cortex for stream segregation2011

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Noda, Ryohei Kanzaki, Hirokazu Takahashi
    • 学会等名
      8th IBRO World Congress of Neuroscience
    • 発表場所
      Florence, Italy
    • 年月日
      2011-07-14
  • [学会発表] 音への受動的曝露または古典的条件付けがミスマッチネガティビティに及ぼす影響2011

    • 著者名/発表者名
      磯口知世, 神崎亮平, 高橋宏知
    • 学会等名
      第50回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-04-29
  • [学会発表] 原始的音脈分凝に関する聴皮質の神経同期性に基づいた特徴的なネットワーク構造2011

    • 著者名/発表者名
      野田貴大, 横田亮, 神崎亮平, 高橋宏知
    • 学会等名
      第50回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-04-29

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公開日: 2013-06-26  

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