﹄ ﹄ 赫

5‐

4.考

察

May and Tiitinen(2010)は

呈 示 間 間 隔 が 短 い 刺 激 に 対 して

,誘

発 成 分 に 発 振 現 象 が 生 じて そ れ が 持 続 性 の 反 応

(sustained response:SR)を

生 じ させ る と して い る .欠 落 に よ つ て そ の

SRが

基 線 に も ど る 現 象 を

rebOund現

象 と して,

MMNは

見 か け の 陰 性 成 分 で あ る と主 張 して い る 。しか し

May and Tiitinenは rebound現

象 を 生 じ させ る 要 因 と して highttpassフ ィル タ ー が

l Hzで

あ る こ

と を 前 提 と して い る と述 べ て い る .本 実 験 で は^high‐

passフ

_{ィル タ ー は}

0.05 Hz

を 通 過 させ て い る 。 しか しな が ら

,特

^{に 実 験}

^2で

^は

^10 Hz条

件 で は 陰 性 成 分 が 顕 著 に 確 認 され る 。 こ の 陰 性 電 位 は

May and Tiitinen(2010)で

示 され た も の よ り も

,急

^{峻 で あ り}

,マ

ス トイ ドの 極 性 反 転 か ら も

,MMNで

あ る と考 え られ る(実験 ^2)。 ま た

,5 Hz条

件 で 陰 性 電 位 が 認 め られ な い 結 果 も

,MMNと

^{同 じ}

特 性 を 支 持 す る も の で あ っ た

.さ

ら に

,MMNの

^{出 現 に よ らず}

,10 Hz条

^{件 も 5}

Hz条

件 も潜 時

300 msに

か け て 陽 性 波 が 認 め られ た 。これ ら の 前 頭 部 で 見 られ た 陽 性 成 分 は

MMNの

出 現 を 前 提 と は しな い た め

,見

^{か け 上 の}

rebound反

応 で あ る 可 能 性 が 示 唆 され た

.ま

た

,内

因 性 の 変 化 検 出 過 程 を 反 映 した

MMNな

ど の 先 行 す る 陰 性 電 位 を 伴 わ な い た め

,P3成

分 の よ うな 高 次 機 能 の 反 映 で も な い

と考 え られ る^.

以 上 の 結 果 よ り

,刺

激 欠 落 に よ つ て 出 現 す る 陰 性 電 位 は

,SRの ^rebound現

象 を 伴 う

,見

か け 上 の 陰 性 成 分 で は な い こ と が 明 ら か と な っ た 。 Omission‐

MMNが

出 現 す る と され る 実 験 事 態 で は

,reboud現

象 よ り先 の 潜 時 に 急 峻 な 陰 性 電 位 の 立 ち 上 が りが 認 め られ

,rebOund現

^{象 は}

MMNの

生 起 と は 無 関 係 で あ つ た^.

rebound現

象 が 示 唆 す る 刺 激 の 再 取 り込 み の 過 程 に 関 して は

,本

実 験 か ら支 持 す る も の は な い が

,再

取 り込 み が 必 要 で あ る な ら

,そ

れ を ト リガ ー す る よ う

な 認 知 過 程 が 必 要 と な り

,変

化 検 出 に 関 連 した 認 知 過 程 が 想 定 され る が

,5 Hz

条 件 で 見 られ た よ うに

rebound現

象 の み で は

,そ

の 認 知 過 程 の 記 述 は 説 明 され な い 。 これ ら の 問 題 は

Ross,Herdman and Pantev(2005)が

示 した よ うな,

SSRを

指 標 と した 検 討 と

ERPの

検 討 を 行 う こ と に よ つ て

,研

究 ^2‐

3に

お い て 検 討 され る

.す

な わ ち

,同

期 的 反 応

,あ

る い は 同 期 的 発 振 に お け る

,一

^{過 性 の}

反 応 と

TWIで

の 照 合 と

,TWI形

成 に 伴 う入 力 不 応 期 に つ い て 検 討 す る も の で あ る^.

6.研

究 ^2‐

3 

不 応 期 と

SSRに

つ い て

6‐1。

TWIと

関 連 した

ERPと SSR

研 究

1よ

り

,刺

激 欠 落 に お け る反 応 は

TWIに

よ る 照 合 過 程 で あ る こ と が 示 さ れ た

.ま

た

,持

続 音 と し て 知 覚 さ れ る 条 件 に お け る

gapで

は transient

detectorで

あ る

Nlが

逐 次 的 に 駆 動 す る こ と が 示 され た 。 一 方

,TWIに

^{お け る}

照 合 ,あ る い は

TWIの

形 成 や 照 合 過 程 に は 一 定 の 期 間 入 力 刺 激 に 対 す る 不 応 期 が あ る 可 能 性 が 示 唆 され た^.

本 研 究 ^2‐

3で

は

Nlが

示 した 不 応 期 に つ い て 検 討 す る も の で あ る 。 本 研 究 1

に お い て

,検

出 ・ 照 合 過 程 に お い て 約

160 ms程

度 の

Nlの

不 応 期 が 確 認 され た 。 こ の 時 間 長 は 先 行 研 究 が 示 す

TWIの

時 間 長 と対 応 して い る と考 え られ る^. 刺 激 が 連 続 音 と して 知 覚 され る よ うな 条 件 に お け る 欠 落 で は

,即

^{座 に}

Nl成

分 が 確 認 され た

.一

方

,40 Hz条

件 よ り低 い 呈 示 率 の 連 続 音 と断 続 音 の 知 覚 の 境 界 あ た りで は

,gapに

対 す る 即 座 な 反 応 で は な く

,頂

点 潜 時 は 後 続 刺 激 の 入 力 時 点 に 従 う よ うに 遅 延 を 見 せ た

.こ

れ ら の 結 果 か ら

transient detector駆

動 の 際 は 入 力 に 対 す る 不 応 期 が 生 じな い 可 能 性 が 考 え られ る

.し

か しな が ら

,刺

激 欠 落 と後 続 して 入 力 され た 刺 激 は 時 間 的 に 近 接 (20‐

33 ms)し

て い る た め

,先

行 す る 刺 激 と統 合 して 処 理 され た 可 能 性 も示 唆 され た

.す

な わ ち

,transient

detector駆

動 時 に お い て 不 応 期 は 生 じて い る の か

,ま

^た

TWIで

の 照 合 過 程 に お い て 入 力 に 対 す る 不 応 期 が 生 じ る の か ,あ る い は

TWIの

形 成 に 伴 つ て 不 応 期 が 生 じ る の か を 検 討 す る 必 要 が あ る

.そ

こ で

,実

^験

^3で

は 刺 激 オ ン セ ッ トを 伴 わ な い 周 波 数 変 化 が 生 じ る 条 件 を 設 定 した

.刺

激 オ ン セ ッ トを 伴 わ な い た め^, 新 た な

TWIが

形 成 され る 事 は な く照 合 過 程 が 生 じ る た め ,入 力 に 対 す る 不 応 期 が

TWIの

形 成 に 伴 う も の な の か ,照 合 過 程 に 伴 う も の な の か を検 討 す る こ と が 可 能 で あ る^.

ま た

,不

応 期 の 指 標 と して

SSRの

挙 動 を 用 い た

.こ

れ は 連 続 音 と して 知 覚 さ れ る よ うな 高 い 刺 激 の 呈 示 率 を 用 い た 場 合

,入

力 の 不 応 が 生 じて い る の か 見 か け 上

Nlが

観 察 され な い の か 判 断 す る こ とが 困 難 で あ る 。 一 方

,SSRを

^{指 標 と}

す る こ と に よ つ て

,ERPに

関 係 な く入 力 に 対 す る 不 全 を 検 討 す る こ と が 可 能 で あ る た め で あ る

.ま

た

,SSRは

^{刺 激 呈 示 率}

^40 Hzに

対 す る感 度 が 高 い こ とが 示 され て い る 。

Ross,Herdman and Pantev(2005)は SSRの

再 構 築 に は

250

ms程

度 必 要 と し

,そ

の 不 応 期 が

TWIと

関 連 す る と主 張 した 。 ま た

,SSRや Nlは tonotopic organization,す

な わ ち聴 覚 情 報 の 統 合 を 示 して い る と示 唆 ヒ′

て い る

(Pantev, Roberts,Elbert,Ross,&Wienbruch,1996).こ

^{れ らの 先 行}

研 究 か ら も

SSRを

指 標 とす る こ と に よ つ て,入力 の 不 全 を 検 討 す る こ とが 可 能 で あ る と考 え られ る

.さ

ら に

,刺

激 の 再 取 り込 み 機 構 や

resetメ

カ ニ ズ ム に つ い て 考 察 を 行 うた め,実験 1‐

a,bお

よ び 実 験

2の 40 Hz条

件 の デ ー タ も

SSRと

して 再 分 析 し

,重

ね て 検 討 を 行 う も の で あ る^.

6‐2。 方 法

6口 2‐1。 実 験 場 所

,及

び 状 況 研 究

1,2と

同 様 で あ っ た^.

6‐ 2‐2。 実 験 参 加 者

参 加 者 は 健 康 な 聴 力 を 有 す る 大 学 生

,及

^{び 大 学 院 生}

^8名

^(女性

^2名 ,男

^{性 6}

名

).平

均 年 齢

22.5歳

(21‐

26歳 )で

^{あ つ た}

^.被

験 者 に は 事 前 に イ ン フ ォ ー ム ド コ ン セ ン トを 済 ま せ た 上 で 実 験 へ の 参 加 に つ い て 同 意 を 得 て お り

, 

自 由 に 実 験 を 中 断

,終

了 で き る こ と を 強 調 して 伝 え た^.

6‐ 2日3。 刺 激 呈 示 装 置

本 実 験 で は 刺 激 呈 示 の 制 御

,並

び に 加 算 処 理 に 用 い る 刺 激 同 期 ト リガ ー に

PC/AT互

換 機 を 用 い ,音 刺 激 の 増 幅 及 び 音 圧 制 御 に Tucker‐

Davis Technologies

社 製

PA5 Programmable Attenuator及

び 同 社 製

HB7 Headphone Driverを

用 い た

.被

験 者 へ の 刺 激 呈 示 に

STEREO HEADPHONES AH‐ G500(DENON社

製

)を

用 い た^.

6口2‐4。  粛可摂次

実 験 に 用 い た 刺 激 は

500 Hz(duration 12.5 ms)の tone burst(rise&fa11 1.2

ms)で

あ っ た

.刺

激 は

40 Hz(SOA 25 ms)の

頻 度 で

80 dBSLで

ヘ ッ ドホ ン に よ り呈 示 され た 。 刺 激 は

1000〜 3000 msに

一 度

,ラ

ン ダ ム な タ イ ミ ン グ で 逸 脱 した

.逸

脱 は

tone burstの

中 心 周 波 数 が

25 ms間 ,変

化 す る 事 態 で あ っ た

(450 Hz:f Change).

6‐ 2‐5。 手 続 き

参 加 者 に は 刺 激 に 注 意 を 向 け ず

,課

題 に 無 関 連 の 無 音 ビデ オ を 眺 め る よ う,

ま た

,筋

電 の 混 入 を 防 ぐ た め

,で

き る だ け 楽 な 体 制 で 椅 子 に 座 る よ う教 示 が 与 え られ た^.

6‐2‐6。 結 果 処 理

ERPに

関 して は 実 験 1,2と 同 様 の 手 続 き で 求 め られ た^.

6‐ 2‐

7.SSRの

算 出 方 法

本 研 究 に お け る

SSRは

ERD/S

か ら 特 徴 と な る 周 波 数 を 中 心 と

と し て の 求 め 方 で は な く ,個 人 ご と の 加 算 平 均 波 形 した band―

passフ

ィル タ ー を 通 過 させ る こ と に よ

っ て 求 め られ た 。結 果 と して 出 力 され る波 形 は

,事

象 に 対 して 毎 回 位 相 の 揃 つ た 波 形 がカロ算 され て 出 力 され る こ と とな る 。 この 波 形 を さ らに欠 落 前

200 msに

基 線 補 正 か け た もの を SSRと して扱 うも の とす る 。 具 体 的 に は

,得

られ た 個 人 ご と の 加 算 平 均 波 形 に 対 し

,呈

示 率 ご と に バ ン ドパ ス フ ィ ル タ を か け

,整

^{流 化 処 理 (2}

乗

)を

施 した も の を 移 動 平 均 に よ り平 滑 化 し

,刺

激 呈 示 前

200 msの

区 間 で 基 線 補 正 を 施 した も の を

SSRと

して 用 い た

.移

動 平 均 は

21ポ

イ ン トご と に 実 施 し,10。

5 Hz(‐ 3 dB)の

ロー パ ス フ ィ ル タ に 相 当 す る も の で あ つ た

.移

動 窓 は 左 右 対 称 と な る た め

,潜

時 や 位 相 へ の 影 響 は 無 い も の と した^.

6‐3。 結 果

図 ^6‐

1に

実 験 条 件 ご との 総 加 算 平 均 波 形 を 示 す 。 各 条 件 と も潜 時

150 ms付

近 に 陰 性 電 位 が 観 察 され る

.実

験

2が

高 振 幅 で あ る の は

,実

^験

^1と

^{比 較 して,}

durationが

長 く

,ま

た 刺 激 強 度 が 高 か っ た こ とが 原 因 と考 え られ る 。一 方 で 同 様 な 刺 激 強 度 で あ りな が ら

,変

化 点 が 欠 落 で は な く

,周

波 数 変 化 で あ つ た 実 験

3で

は 振 幅 の 増 大 は 確 認 され な い

.こ

れ ら は

MMN,あ

る い は 定 常 反 応 と して の

Nl成

分 に

MMN成

分 が 重 畳 した 波 形 で あ る と考 え られ る

.同

様 の 潜 時 帯 に お け る

SSR(steady‐ State response)を

図 ^6‐

2に

示 す

.こ

ち ら の 波 形 で は 実 験

1̲bを

除 い て 潜 時

150 ms付

近 に か け て

,反

応 の 減 衰 が 確 認 され る 。 減 衰 は そ の 後 潜 時

200 msに

か け て ベ ー ス ラ イ ン期 と 同 様 の 振 幅 に 回 復 され る

.し

か し な が ら

,実

^験

^1̲b,す

な わ ち 刺 激 に 注 意 を 向 け て い た 条 件 で は そ の よ うな 減 衰 や 回 復 は 確 認 され な い

.さ

ら に 潜 時

200 ms付

近 に は

SSRの

増 大 が 見 られ る^.

これ ら

SSRは

個 人 差 が 非 常 に 大 き く ,ま た 明 確 な ピー ク も個 人 に よ つ て 変 動 し て い る 。 そ こ で 刺 激 欠 落 (変化

)前 ^50 msよ

^{り潜 時}

^300 msに

^{つ い て}

^50 msご

と の 時 間 窓 に よ る 区 間 平 均 電 位 を 算 出 した (図 ^6‐

3参

照).

…6

‑4

一―実験

^1̲a

実験

^1二

^b

……実験 ²

…… 実験 ³

２     ０ 一

＞ ミ

‑100

6

400 ms

図 ^6‐1。 条 件 後 との 総 加 算 平 均 波 形

(Fz部

).

ま ず

,SSRに

お け る 刺 激 に 向 け た 注 意 の 効 果 を確 認 す る た め に,実験 1¨

aと

1…b に つ い て 条 件

(2)×

潜 時 帯

(7)の ANOVAを

実 施 した と こ ろ,交互 作 用 が 有 意 で あ っ た

(F(6,54)=2。 9,pく

。

05,ε

 =.68)。 そ こ で

,各

潜 時 帯 に つ い て 単 純 主 効 果 検 定 を 実 施 した と こ ろ

,潜

^{時 50¨}

^100 msと

潜 時 ^100¨

150 msの

_{区 間 に つ}

い て 有 意 な 効 果 が 認 め られ た (潜時 50‐

100 ms:F(1,9)=9.5,′ <.05,;潜

^時

100‐

150 ms:F(1,9)=5。

9,′ く.05)。 さ ら に

,実

験 条 件 ご と に 潜 時 帯 の 単 純 主 効 果 の 検 定 の 結 果

,刺

激 に 注 意 を 向 け て い な い 実 験

1̲aに

の み 有 意 な 効 果 が 認 め られ た

(F(6,54)=3.9,′ <.05,ε

=。

61).下

位 検 定 の 結 果

,刺

激 呈 示 前 と 呈 示 後,50‐

100 msと

100‐

150 msの

潜 時 帯 に 有 意 な 減 衰 が 認 め られ た (P く _.008)。 以 上 の 結 果 よ り

,非

注 意 状 態 に お い て

MMNが

惹 起 され る 事 態 で は

SSRは

潜 時

150 ms付

近 に か け て 減 衰 す る が

,注

意 を 刺 激 に 向 け た 状 態 で は 減 衰 は 確 認 され な か っ た 。

ドキュメント内 脳波を指標とした聴覚情報処理過程に関する基礎及び応用研究 (ページ 83-113)