2020 Fiscal Year Annual Research Report
Experimental studies of the phonation in non-human primates for elucidating the speech evolution
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19H01002
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
西村 剛 京都大学, 霊長類研究所, 准教授 (80452308)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
徳田 功 立命館大学, 理工学部, 教授 (00261389)
宮地 重弘 京都大学, 霊長類研究所, 准教授 (60392354)
香田 啓貴 京都大学, 霊長類研究所, 特定准教授 (70418763)
森本 直記 京都大学, 理学研究科, 准教授 (70722966)
伊藤 毅 京都大学, 霊長類研究所, 助教 (20711485)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 霊長類 / 話しことば / 進化プロセス / 喉頭 / 声帯振動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、サル類の声帯振動パターンの特性と、声帯を含む喉頭器官の解剖学的特徴との機能的関係を、実験と観測データの解析により明らかにする。その両者を、新たな声帯振動の計算モデルを立てることにより理論的に結びつけて、サル類に声帯振動パターン操作への機能形態学的適応を実証的に見いだす。2020年度は、声帯振動の吹鳴実験とEGG解析、および声帯を含む喉頭器官の解剖学的解析を進めるとともに、神経生理学的・解剖学的実験を開始した。
声帯振動の吹鳴実験とEGG・高速度カメラ解析では、前年度までに収集したチンパンジーとマカクザルの吹鳴実験データの解析を進め、ヒト以外の霊長類の声帯構造に起因する特有の振動パターンを見出した。また、サル類の声帯振動パターンの特性を再現する数理シミュレーションモデルを確立し、それら振動パターンの振動特性と音響効果について解析を進めた。また、マカクザルの追加実験を行い、その結果を参照して、サル類の声帯の形態及び組織特性を反映した物理モデル実験の手法を検討し、確立した。そのモデルを用いて同様の振動実験を行い、声帯振動パターンの変異が、呼気流量、声門の開閉の程度、声帯の弾性等のパラメーターによってどう変化するのか、またそれぞれの音響効果について検討を始めた。
声帯を含む喉頭器官の解剖学的解析では、葉山コレクションにある喉頭標本の高解像度CT/MRIデータを追加し、画像解析ソフトウェアによる解析を通じて、三次元形態デジタルデータを得て、その系統進化を明らかにした。
生体サル類で神経生理学的、解剖学的実験に着手した。海外共同研究者ともオンライン等で連絡調整し、実験手法を確立した。生体においても、振動パターンの変異のうちいくつかは確認でき、吹鳴実験の成果の妥当性、真実性を立証することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
声帯振動の吹鳴実験とEGG・高速度カメラ解析では計画以上の進展が見られ、物理モデルによる実験も開始することができた。また、喉頭器官の解剖学的解析は計画通りである。生体サル類での神経生理学的、解剖学的実験では、新型コロナウィルス感染症の世界的流行により、予定していた海外研究者の招聘等が実施できなくなったが、その後、オンラインによる意見交換やデータ交換等を進めて、計画自体は半年の遅れはあったが、計画したことはおおむね順調に進められた。
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度の計画の一部は半年の遅れをもって完了した。しかし、そのほかは当初計画以上に進んでいる。2021年度は、収集されたデータを着実に解析し、サル類の声帯振動に関する理論的枠組みを確立する。サル類の声帯振動の特性を、解剖学的、生理学的側面から明らかにし、シミュレーションモデルにより検証した結果を統合して、理解する。モデル実験結果の解析や、数値シミュレーションの解析結果の検討、電気生理学的実験を着実に進めて、早期に計画達成を見込む。また、サル類の声帯構造の多様性とその音響効果についての解析に着手する。
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