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

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15300057
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Toyohashi University of Technology
• Principal Investigator: 堀川 順生 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (50114781)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 細川 浩 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助手 (80181501)
• Keywords: 音の情景分析 / 音の補完 / gap検知 / 一次聴覚野 / 高次聴覚野 / 光学的計測 / モルモット

Research Abstract

我々は多くの話し声の中から特定の人の話し声だけを聞き取ることができる。これは古くからカクテルパーティ効果として知られてきた。一方、音や音声の一部分を消すとその音は欠落するが、その部分に雑音を挿入すると、欠落している音が補われて聞こえるという現象(音の補完現象)がある。この現象はカクテルパーティ効果に関係する。聴覚系のこのような特性は、多くの音の中から特定の音をグループ化したり分離したりして検知する機構と考えられる。Bregmanは聴覚系のこのような機構を音の情景分析(auditory scene analysis)と呼んだ。彼らによる心理物理学的研究から、このような現象が起きる場合の音のパラメータが明らかになってきた。しかし、その脳内機構については全く分かっていない。
音の情景分析にかかわる聴覚皮質機能を解析する上で、本年度は特に、音の補完にかかわる聴覚皮質処理について調べた。計測は、モルモットの一次聴覚野(AI)とその周辺の高次聴覚野(belt領域)から光学的計測法を用いて行った。刺激音には純音(PT)、白色雑音(WN)、無音区間(gap)を含む純音(PGP)、WNを含む純音(PWP)を用いた。AIのPGPに対する活動はgap前の音に対するon応答(R1)とgap後の音に対するon応答(R2)とからなる。R2はgapが短いと(10-50ms)現れず、長いと(>60ms)現れる。雑音を挿入したPWPに対しては、雑音の区間が長くても(60-100ms)R2は現れない。一方belt領域では、雑音挿入によるR2の抑制がAIよりも強かった。R2の活動がgap検知を表しているとすると,雑音挿入によってgap検知ができなくなる度合いはAIよりもbelt領域で大きいことが示された。これらの結果はR2の活動が音の補完現象に関わる可能性を強く示唆する。

Research Products

• [Publications] Hosokawa, Y., Sugimoto, S., Kubota, M., Taniguchi, I., Horikawa, J.: "Optical imaging of binaural interaction in multiple fields of the guinea pig auditory cortex"NeuroReport. (in press). (2004)
• [Publications] 堀川順生: "聴覚皮質の生理学的研究の動向"信学技報. TL2003-19(2003-9). 19-24 (2003)
• [Publications] Taniguchi, I., Sugimoto, S., Hess, A., Horikawa, J., Hosokawa, Y., Scheich, H.: "Spatiotemporal processing of pure tones and frequency modulated sounds in the guinea pgi auditory cortex"International Conference on Auditory Cortex : Towards a Synthesis of Human and Animal Research. (Proceedings). 67-68 (2003)
• [Publications] Horikawa, J., Hatta, T., Miyamoto, A., Murai, Y., Hosokawa, Y.: "Spatiotemporal responses to vocalized sounds in guinea pig auditory cortex"Jpn.J.Physiol.. 53:Suppl. S243 (2003)
• [Publications] Hosokawa, Y., Kubota, M., Horikawa, J.: "Optical imaging of neural activities in the right and left auditory cortices of the guinea pig evoked by sound stimulation"Jpn.J.Physiol.. 53:Suppl. S242 (2003)
• [Publications] Horikawa, J., Hatta, T., Murai, Y., Miyamoto, A., Hosokawa, Y.: "Response to vocalized sounds in Al and higher auditory cortex of guinea pigs observed by optical recording"Neurosci.Res.. 46:Suppl 1. S160 (2003)