同期タッピングにおける時間情報処理

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DOI: http://doi.org/10.14947/psychono.38.30

同期タッピングにおける時間情報処理

新井田光希*・田山忠行

北海道大学

Time information processing in synchronized tapping

Mitsuki Niida* and Tadayuki Tayama

Hokkaido University

When a person synchronizes finger tapping with an isochronous stimulus like a metronome, taps often precede stimuli by 100 ms or less. This phenomenon is called negative mean asynchrony (NMA). Two experiments were conducted to examine whether NMA is generated by the underestimation of inter-onset intervals (IOIs), and to ex-amine the relation between NMA and beat-based timing. In Experiment 1, estimations of empty intervals were com-pared with those of filled intervals in duration and tempo tasks. Durations of empty intervals were estimated to be shorter than those of filled intervals. On the other hand, estimated tempos were the same for both empty and filled intervals. In Experiment 2, the synchronized finger-taps were compared between empty and filled intervals. NMA was observed in all conditions, but the synchronized error was greater for empty intervals than for filled intervals. These results showed that perceiving IOIs as shorter advanced the timing of taps but was not an essential factor causing taps to precede stimuli. It is considered that beat-based timing is not the cause of NMA.

Keywords: sensorimotor synchronization, synchronized tapping, negative mean asynchrony, duration-based

timing, beat-based timing

人は様々な状況で，外部の事象に対してタイミングを合わせて活動を行っている。例えば，投げられた物をキャッチするときや容器に必要な液体を注ぐときには，タイミングを計る必要がある。音楽演奏やダンスでは，特に自分自身の活動のタイミングを外部の刺激に合わせた状態を維持し続けなければならない。楽器を演奏するときには，演奏のタイミングを指揮や共演者の演奏に合わせる必要があり，ダンスをするときには，自分の動きのタイミングを曲や共演者の動きに合わせる必要がある。パフォーマーはそのときに見た動きや聴いた音に合わせて自分の体を動かさなければならない。このように，外部からの感覚のインプットを参照して自分自身の行動のアウトプットのタイミングを合わせること，とりわけ周期的にタイミングを合わせることを感覚運動同期という（Repp, 2005; Repp & Su, 2013）。

感覚運動同期は，これまで主に同期タッピング課題という実験パラダイムを用いて研究されてきた。同期タッピング課題とは，メトロノームのように周期的に提示される一連の刺激にタイミングを合わせてタッピングを行う課題である。この課題の形式は多様であるが，最も基本的なのは，聴覚刺激にタイミングを合わせて指でパッド等をタッピングするものである（Dunlap, 1910）。同期タッピング課題では，しばしば負の非同期という現象が観察される。これは刺激の出現よりも数10 ms先行してタップが起こるという現象で，刺激とタップの間の時間的誤差（同期誤差）が負の値をとることから負の非同期と呼ばれている（Aschersleben & Prinz, 1995）。同期すべき刺激よりも反応の方が早く起こることから，負の非同期は人が予測的な行動をしていることを示す例として注目されてきた。負の非同期の原因はまだ完全に解明されていないが，いくつかの説が提案されている。Paillard–Fraisse仮説では，タップと刺激の同期は中枢神経レベルで知覚されるという考えに基づいて，聴覚刺激とタップの際の触覚あるいは運動感覚の信号の神経伝達速度の違いが負の非同期の原因となると仮定している（Paillard, 1948; Fraisse, Copyright 2020. The Japanese Psychonomic Society. All rights reserved. * Corresponding author. Department of Psychology, Hokkaido

University, Kita 10, Nishi 7, Kita-ku, Sapporo, Hokkaido 060–0810, Japan. E-mail: niida6m@eis.hokudai.ac.jp J-STAGE First published online: March 11, 2020

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1980）。また，Aschersleben （2002）が提案した感覚累算モデルでは，感覚情報に基づいた累算によって中枢神経レベルでの同期を達成するという考えに基づいて，モダリティや強さによって累算速度が異なるので負の非同期が生じると仮定している。これらは刺激とタップの時間的関係の知覚に負の非同期の原因を求めた説と言えよう。

他方，Wohlschläger & Koch （2000）は，刺激間の空虚なインターバルの持続時間が短く知覚されることが負の非同期の原因であると考えた。これを以下ではインターバル過小評価説と呼ぶことにする。従来の同期タッピング課題では，ほとんどの場合，同期する刺激はメトロノームのようなクリック音によるもので，刺激のオンセット間インターバル（inter-onset-interval, IOI）は空虚時程であった。そのため，空虚なIOIの持続時間を実際よりも短く知覚し，それを刺激音から次のタップまでの持続時間の基準として参照することで，次のタップが次の刺激音よりも早く起こっていた可能性がある。これは充実時程錯覚が生じていることを意味する。充実時程錯覚とは，インターバルの始めと終わりだけが刺激で示される空虚時程より，初めから終わりまで刺激で満たされる充実時程の方がより長く感じられるという時間の錯覚である（Wearden, Norton, Martin, & Montford-Bebb, 2007; Hasuo, Nakajima, Tomimatsu, Grondin, & Ueda, 2014）。 Wohlschläger & Koch （2000）は，タップとタップの間に非接触でタップする動きを加えたり，あるいは単純なクリック音のタップでも，その間に音楽の打楽器のリズムや雨粒のようなランダムな音を加えたりすると，負の非同期が消失することを示した。このように複雑なタップの動きや音楽のリズムを背景に伴うような同期タッピングでは，空虚なIOIが構造化され持続時間が正確に知覚されるので，次にタップすべきタイミングがより正確に予測できるようになると彼らは考えた。本研究では，負の非同期の原因を説明するこのインターバル過小評価説の妥当性を検討する。Wohlschläger & Koch （2000）は，IOIに操作を加えることによってタッピングで負の同期誤差が減少することを示した。しかしながら，彼らは IOIの持続時間の知覚を調べる課題を行っていなかったため，操作が加えられたIOIの知覚時間が，実際に空虚であったIOIの知覚時間に比べて長かったかどうかは不明である。そこで本研究では，充実時程錯覚を利用してIOIの持続時間の知覚を操作し，IOIの持続時間を評価する課題（以下では時間評価課題と呼ぶ）と同期タッピング課題を併用して，実際にIOIが短く知覚される刺激を用いたタッピングは，IOIが長く知覚される刺激を用いたタッピングよりも負の誤差が増加するか否かを検証する。本研究ではまた，ビートに基づいた時間知覚が負の非同期の原因と関連があるか否かについても検証する。タイミングのメカニズムには，ビートのない状況で絶対的に時間を知覚する持続時間ベースのものと，ビートに基づいて相対的に時間を知覚するビートベースのものがある。両者は異なる神経基盤を持っており，持続時間ベースの時間知覚ではオリーブ小脳ネットワークが働き，ビートベースの時間知覚では線条体–視床–皮質ネットワークが働くことが示唆されており，それぞれが別個に働くのではなく統一されたシステムとして並行的に機能すると考えられている（Teki, Grube, Kumar, & Griffiths, 2011; Teki, Grube, & Griffiths, 2012）。インターバル過小評価説は，IOIの持続時間の知覚に負の非同期の原因があるとする仮説である。しかしながら，刺激が規則的でビートのある感覚運動同期では，ビートに基づいた時間知覚が関与すると考えられる。そのため，空虚なIOIが短く知覚されることが同期タッピングに影響を与えるかを検証する上では，持続時間ベースの知覚とビートベースの知覚を区別する必要があろう。これまでインターバルの持続時間の知覚に関する充実時程錯覚は確認されているものの，ビートベースの知覚において空虚時程と充実時程の間に違いがあることは確認されておらず，またビートベースの知覚と負の非同期の関連も明らかにされていない。そこで本研究では，最初に時間評価課題と共にビートベースの知覚に関するテンポ評価課題を行うことで，各課題における空虚時程と充実時程の違いを調べることにする（実験1）。次にそれらを同期タッピング課題（実験2）の成績と比較することによって，持続時間ベースの知覚とビートベースの知覚の各々と負の非同期との関連を検証する。 実験 1 実験1の目的は，本研究で使用する刺激において充実時程錯覚が生じることを確認すること，またビートベースの知覚が空虚時程と充実時程の違いによる影響を受けるか否かを検証することである。ここでは空虚時程と充実時程の各々の刺激に対してマグニチュード評価法による時間評価課題とテンポ評価課題を行う。テンポ評価課題では，充実時程の刺激のIOIを完全に刺激で満たすために刺激の音の高さ（周波数）を交互に変化させる。方法参加者聴覚に障害のない大学生10名（男性4名，女

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性6名，平均年齢23.6歳）が実験に参加した。

刺激及び装置刺激の提示と反応の記録は自作のプログラムによりPC （Apple社製，Mac mini Late 2009）で制御され，刺激の提示はヘッドホン（Sony社製，MDR1A）を通して行われた。また，反応の取得はゲーミングキーボード（Razer社製, RZ03-01702300-R3J1）によって行われた。刺激音は16種類の正弦波音であった。周波数は 500 Hzと400 Hzの2種類，持続時間は20 ms, 500 ms, 545 ms, 600 ms, 666 ms, 750 ms, 857 ms, 1000 msの8種類であった。いずれの音も，オンセットからの5 msで無音から最大振幅までフェードインし，オフセットまでの5 msで最大振幅から無音までフェードアウトした。フェードインからフェードアウトまでの振幅は一定であった。これらの刺激音の他に，試行中の合図としてノイズを使用した。使用した音のサンプリング周波数は44100 Hzであった。課題及び刺激条件各参加者は時間評価課題とテンポ評価課題の2つの課題を行った。いずれもマグニチュード評価法による課題で，時間評価課題では刺激のIOIの持続時間を評価し，テンポ評価課題では刺激のビートのテンポ（速さ）を評価した。刺激条件は両課題で共通しており，刺激タイプ条件，オンセット間インターバル（IOI）条件，周波数条件の3つであった。刺激タイプ条件は，統制空虚，空虚，充実の3水準，IOI条件は，500 ms, 545 ms, 600 ms, 666 ms, 750 ms, 857 ms, 1000 ms の 7 水準，周波数条件は，高低の2水準であった。したがって，刺激条件は合計42条件であった。時間評価課題では，参加者は，連続して提示される 2つの音のIOIの持続時間を評価することが求められた。 Figure 1aは刺激の模式図である。統制空虚条件では同じ周波数の20 msの音が，空虚条件では異なる周波数の20 ms の音が特定のIOIを経て2回呈示された。充実条件では，一定の周波数の音がIOIと同じ時間呈示され，その直後に異なる周波数の音が20 ms呈示された。高周波数条件の場合，統制空虚条件では 500 Hzの音，空虚条件と充実条件では500 Hzの音の後に400 Hzの音が呈示された。他方，低周波数条件の場合，統制空虚条件では400 Hzの音，空虚条件と充実条件では 400 Hzの音の後に500 Hz の音が呈示された。すなわち，刺激は，統制空虚条件では同じ周波数であったが，空虚条件と充実条件では周波数が変化した。テンポ評価課題では，等時間隔で連続して呈示される一連の音のオンセットから成るビートのテンポを評価することが求められた。Figure 1bのように，統制空虚条件では，同じ周波数の20 msの音が特定のIOIで連続して呈示された。空虚条件では，周波数の異なる20 msの2つの音が，充実条件では，IOIと同じ長さの持続時間で周波数の異なる2つの音が，特定のIOIを経て交互に連続して呈示された。呈示された音の数は7–9個であり，試行ごとにランダムであった。周波数条件については時間評価課題と同じであり，統制空虚条件では同じ周波数であったが，空虚条件と充実条件では周波数が交互に変化した。手続き実験は聴覚検査室で参加者別に行われた。各参加者は，最初に音量調節を行い，刺激のサンプルを自由に再生してちょうどよいと感じる音量に調節し，それ以降，音量は実験終了まで固定された。その後，参加者は時間評価課題とテンポ評価課題を交互に3回ずつで，それぞれ3つのブロックの実験を行った。どちらの課題

Figure 1. Examples of stimuli for each stimulus-type condition on (a) time estimation task and (b) tempo estimation task. The horizontal line indicates the flow of time. Squares on the line indicate sound stimuli. White and gray colors represent two sound frequen-cies.

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を先に行うかはカウンターバランスがとられた。全体の所要時間は1時間から1時間半であった。時間評価課題は以下の手続きで行われた。実験開始と共にモニター画面上に［M］＝modulusと［T］＝test start が表示された。ここで，キーボードのMキーを押すと，合図として 100 msのノイズ音が呈示され，その1000– 2000 ms後に標準刺激が呈示された。標準刺激は，統制空虚条件における周波数が500 Hz, IOIが600 msのテスト刺激と同じであった（Figure 1a参照）。標準刺激は， Mキーを押して何度でも聞くことができた。参加者は標準刺激のIOIの持続時間を覚えた後，Tキーを押して試行を開始した。試行開始の合図としてノイズ音が呈示され，その1000–2000 ms後にテスト刺激が呈示された。テスト刺激が消えた後，参加者は，標準刺激のIOIの持続時間をモデュラス100として，テスト刺激のIOIの持続時間を数字で回答した。例えば，テスト刺激のIOIの持続時間が標準刺激の2倍に感じられた場合は200，半分に感じられた場合は50と回答した。回答にはテンキーを使用した。入力を間違えた場合はスペースキーを押した後に再入力し，最後にエンターキーを押して，次の試行に進んだ。以後，この手続きが繰り返された。参加者は，上記の42条件の各試行をランダムな順に連続して行った。これを1ブロックとするが，そのうちの半分の 21試行を終えた時点で，若干の休憩を挟んだ。休憩の後は，再び Mキーを押して標準刺激を呈示し，上と同じ手続きで残りの試行を行った。参加者にはあらかじめ，刺激音が短い場合と長い場合があること，また，刺激の音程が一定の場合と変化する場合があることを伝え，いずれの場合も2つの音の鳴り始めの間の持続時間を評価するように教示した。テンポ評価課題は時間評価課題とほぼ同様の手続きで行われたが，刺激と評価の方法が異なっていた。標準刺激は，統制空虚条件における周波数が500 Hz, IOIが600 ms のテスト刺激と同じであった（Figure 1b参照）。参加者は標準刺激のビートのテンポ（速さ）をモデュラス100 として覚え，それを基準としてテスト刺激のビートのテンポを，速いほど大きくなるように数字で回答した。参加者には，刺激音が短い場合と長い場合があること，また刺激の音程が一定の場合と変化する場合があることを伝え，いずれの場合も各々の音の鳴り始めを1拍としてテンポを評価するように教示した。また，各試行における刺激音の提示回数はランダムであるため，刺激全体の長さに基づいてテンポを評価することができないことを教示した。分析以下では各々の課題から得られた評価値から主観的1秒を算出し，結果の分析に使用した。主観的1秒とは，物理的1秒に対応するように変換した主観値である。時間評価課題では，次の（1）式によって主観的1秒を算出した。 主観的1秒＝評価値*（600/100）/IOI （1）テンポ評価課題では，bpm100に相当するIOIが600 ms の標準刺激をモデュラス100としてテンポを評価したため，評価値の数値は bpm の評価値に相当するものであった。そのため，まず（2）式によって評価値をbpm から持続時間に変換し，その後，（3）式によって主観的 1秒を算出した。 評価値（ms）＝60000/評価値（bpm） （2） 主観的1秒＝評価値（ms）/IOI （3）結果と考察時間評価課題時間評価課題における刺激タイプ条件ごとの主観的1秒の平均を算出したところ，統制空虚条件では 0.908秒，空虚条件では0.908秒，充実条件では 0.993秒であった（Figure 2a参照）。この主観的1秒を指標として刺激タイプを要因とする参加者内1要因分散分析を行ったところ，刺激タイプの主効果は有意であった （F（1.178, 34.150）＝9.433, p＝.003, η2_{＝0.245）（Mauchly の} 球面性の仮定が成り立たない場合は Greenhouse–Geisser のイプシロンにより自由度を修正した。以下ではすべて同様の修正を用いた）。Bonferroni法による多重比較を行ったところ（以下の多重比較ではすべて同様の方法を用いた），充実条件の主観的1秒は統制空虚条件（p＝.014, d＝ 0.562）や空虚条件（p＝.009, d＝0.594）のそれより有意に 大きく，統制空虚条件と空虚条件の間に有意差はなかった（p＝1.0, d＝0.017）。したがって，充実時程よりも空虚時程の方が短く感じられたことが示された。この結果は本実験で使用した刺激において全体として充実時程錯覚が生じていたことを意味する。また周波数変化のない統制空虚条件と周波数変化のある空虚条件の間に有意差はなかった。これは時間知覚が周波数変化の影響を受けなかったことを示している。テンポ評価課題テンポ評価課題における刺激タイプ条件ごとの主観的1秒の平均を算出したところ，統制空虚条件は1.002秒，空虚条件は1.040秒，充実条件は1.042 秒であった（Figure 2b参照）。この主観的1秒を指標として刺激タイプを要因とする参加者内1要因分散分析を行ったところ，刺激タイプの主効果は有意ではなかった （F（1.422, 41.246）＝2.349, p＝.123, η2_{＝0.075）。この結果}

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は，持続時間の知覚の場合とは異なり，ビートに基づいた時間知覚は，全体として刺激が空虚時程か充実時程かの影響を受けないことを示している。このことは，時間間隔が短い音で示されるか長い音で示されるかはテンポ評価に影響しないことを示した先行研究の実験結果とも一致している（Repp & Marcus, 2010）。また，周波数変化のない統制空虚条件と周波数変化のある空虚条件の間でも有意差はなかった。この結果は，テンポ知覚が，持続時間知覚と同様，周波数変化の影響を受けなかったことを示している。時間評価とテンポ評価の比較時間評価課題では，空虚時程と充実時程の評価に違いが見出されたが，テンポ評価課題では違いが見出されなかった。したがって，刺激のインターバルが充実しているか否かに関して，時間知覚とテンポの知覚は異なる性質を持っていると考えられる。このことは，単一のインターバルに対する絶対的な持続時間ベースの知覚と規則的な状況における相対的なビートベースの知覚という，異なる神経基質を持った 2つのメカニズムの存在を示唆したTeki et al. （2011）の見解と一致していると言えよう。 実験 2 実験2の目的は，知覚されるIOIの長さによって同期タッピングのパフォーマンスが変化するか否かを検証することである。ここでは実験1と同様，空虚時程と充実時程の刺激を用いて同期タッピング課題を行い，両者のパフォーマンスを比較する。方法参加者実験1に参加した10名が実験2に参加した。全員が右利きで，音楽経験がある人は8名（平均9年），またタッピング実験を受けた経験がある人は4名であった。刺激及び装置刺激音は10種類であり，これらはすべて正弦波音であった。周波数は500 Hzと400 Hzの2種類，持続時間は20 ms, 500 ms, 600 ms, 750 ms, 1000 msの 5種類であった。また，これらの音は，オンセットから 5 msの間に無音から最大振幅までフェードインし，オフセットまでの5 msの間に最大振幅から無音までフェードアウトした。フェードインからフェードアウトまでの振幅は一定であった。これらの音を等時間隔で呈示する一連の刺激を，以下ではペース刺激と呼ぶ。その他は実験1と同様であった。課題及び刺激条件課題は指による同期タッピング課題であった。参加者は，ペース刺激の各々の音のオンセットにタイミングを合わせて，指でキーをタップすることが求められた。ペース刺激の条件は，実験1とほぼ同様で，刺激タイプ条件，オンセット間インターバル（IOI）条件，周波数条件の3つであった。刺激タイプ条件は，統制空虚，空虚，充実の3水準，IOI条件は実験1 でも用いた 500 ms, 600 ms, 750 ms, 1000 msの4水準，周波数条件は実験1と同様の高低の2水準であった。したがって，実験条件は合計24条件であった。ペース刺激 Figure 2. Results of subjective-one-second for each

stimulus-type condition on (a) time estimation task and (b) tempo estimation task in Experiment 1. Error bars indicate standard errors. Asterisks indicate signifi-cant differences (*p＜.05, **p＜.01).

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は実験1のテンポ評価課題の刺激とほぼ同様であったが（Figure 1b参照），連続呈示される音の個数が異なり，40 個以上であった。手続き実験は聴覚検査室で参加者別に行われた。各参加者は，最初に音量調節を兼ねて練習試行を行った。練習試行では統制空虚条件，空虚条件，充実条件の 3試行をランダムな順で行った。練習試行における刺激音の周波数は 500 Hz, IOIは800 msであった。練習試行の後で音量を判断し，音量が適切であれば，それ以降，実験終了まで音量は固定された。適切でない場合は，音量を変更し，再度練習試行を行った上で音量を固定した。実験開始の合図として 100 msのノイズ音が呈示された。その後参加者がTキーを押すと試行が開始され，ペース刺激が呈示された。参加者は，ペース刺激を聴いて，合わせることができると思った時点で同期タッピングを開始した。タッピングは利き手の人差し指で0のテンキーを押して行われた。タップに対する聴覚フィードバックの呈示はなく，打鍵時の機械音はヘッドホンによってある程度遮断されていた。参加者がタッピングを開始してから40回目の刺激音が呈示された時点で，合図のノイズ音とともに試行を終了した。参加者は再びTキーを押して次の試行に移った。以後，この手続きが繰り返された。すべての条件の試行を終えると1ブロックの実験が終了した。1ブロックは全24試行で，その試行順はランダムであった。各参加者は2ブロックの実験を行った。参加者には各刺激音の鳴り始めと同時にタップするように，また頭の中でカウントする場合はペース刺激を分割せず，ペース刺激と同じテンポで行うように教示した。また，タッピングに際してはキーの長押しや連打をせず，かつ，キーを押していないときでも指とキーの表面をなるべく離さないように，またタップする指以外に体でカウントを取らないように教示した。分析ペース刺激中の各刺激音とそれに対応するタップの時間差を，タップが刺激音のオンセットより早い場合には負の値，遅い場合には正の値として記録した。以下の分析では，各試行におけるこの時間差の平均を同期誤差として使用した。なお，時間差が IOIの4分の1以上の場合は，外れ値としてその時間データを分析から除外した。また，外れ値を除外した上で，タップ数が 20 に満たない試行があった参加者のデータを分析から除外した。以下の分析では，同期誤差の他に，各試行における同期誤差の標準偏差を変動として用いた。変動はタッピングのタイミングのばらつきを示す値である。結果と考察上の基準によって1名の参加者のデータが除外されたため，9名のデータを分析の対象とした。標準同期誤差異なるIOI条件における同期誤差をまとめて比較するため，同期誤差を各 IOIの1000 msに対する比率で割った値を標準同期誤差として算出した。統制空虚条件における標準同期誤差は− 41.727 ms，空虚条件では−40.486 ms，充実条件では−26.567 msであり，いずれの条件においても負の値となった（Figure 3a参照）。 1サンプルT検定を用いて刺激タイプごとの標準同期誤 差を誤差 0 ms と比較したところ，統制空虚（p＜.001, d＝0.983），空虚（p＜.001, d＝1.009），充実（p＝.012, d＝ 0.663）のすべての刺激タイプ条件で有意差が認められた。これはどの刺激タイプ条件でも有意に負の非同期が生じたことを示している。標準同期誤差を指標として刺激タイプについて参加者内1要因分散分析を行ったところ主効果は有意であった（F（2, 34）＝15.48, p＜.001, η2_＝ 0.477）。多重比較を行ったところ，充実条件の標準同期 誤差は統制空虚条件（p＜.001, d＝1.112）や空虚条件 （p＝.002, d＝0.995）に比べて有意に小さかったが，統制 空虚条件と空虚条件の間に有意差はなかった（p＝1.0, d＝0.117）。これは充実時程でのタッピングよりも，空虚 時程でのタッピングの方が，タップが早かったことを示している。また周波数変化のない統制空虚条件と周波数変化のある空虚条件の間に有意差がなかったため，周波数の変化がタッピングのタイミングに及ぼす影響はなかったと言える。標準変動標準同期誤差の標準偏差を，タッピングのばらつきを標準化した標準変動の値として，以下の分析で使用した。これを指標として，刺激タイプについて参加者内1要因分散分析を行ったところ，主効果は有意であった（F（2, 34）＝8.420, p＝.001, η2_{＝0.331）。多重比較の} 結果では，標準変動は空虚条件よりも充実条件の方が大きく（p＝.007, d＝0.845），統制空虚条件は空虚条件（p＝ .128, d＝0.516）と充実条件（p＝.107, d＝0.538）との間に 有意差はなかった（Figure 3b参照）。標準同期誤差は充実条件に比べて空虚条件の方が大きかったため，負の非同期が小さい条件ほど変動が大きかったことになる。これは同期誤差が小さいほど変動が小さくなることを示したYang et al. （2018）とは異なる結果である。 IOI条件に関する課題間の比較実験1と実験2の各課 題におけるIOI条件の影響を比較するため，実験1では主観的1秒を指標とし，実験2では同期誤差を指標として，刺激タイプ条件（3）とIOI条件（4）の2要因分散分析を行った。なお，この分析では同期タッピング課題の

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結果と比較するため，実験1の課題におけるIOI条件は実験 2 と同じ 500 ms, 600 ms, 750 ms, 1000 ms の 4 条件のみを用いた。時間評価課題（Figure 4a参照）では，刺激タイプの主 効果（F（1.213, 35.169）＝8.845, p＝.003, η2_{＝0.034）と IOI} の主効果（F（1.193, 34.587）＝27.253, p＜.001, η2_{＝0.328），ま} た刺激タイプとIOIの交互作用（F（6, 174）＝5.012, p＜.001, η2_{＝0.012）が有意であった。刺激タイプの単純主効果は，} 600 ms条件を除くすべてのIOI条件で有意であった。多重比較の結果では，500 ms条件でのみ充実条件の主観的 1 秒が統制空虚条件（p＜.001, d＝1.065）や空虚条件 （p＜.001, d＝1.016）より有意に大きかった。したがって， 全体的に見ると充実時程錯覚は起こっていたと言えるが， IOIが大きい条件での効果は明確ではなかった。先行研究ではIOIが大きい条件でも充実時程錯覚が起こることが確認されている（Wearden et al., 2007）。また，IOIの単純主効果はすべての刺激タイプ条件で有意であり， IOIが大きくなると主観的1秒が小さくなり，時間が小さく評価される傾向が認められた。テンポ評価課題（Figure 4b参照）では，IOIの主効果は有意であったが（F（1.373, 39.816）＝4.409, p＝.031, η2_＝ 0.057），刺激タイプの主効果，また刺激タイプとIOIの交互作用は有意ではなかった。テンポ評価ではIOIが大きくなるにつれて評価が若干大きくなる傾向は認められるが（Figure 4b），多重比較の結果では，いずれの条件間でも有意差は見られなかった。これらの結果より，テンポ評価では充実時程錯覚のような効果は示されなかったと言えよう。同期タッピング課題（Figure 4c参照）では，刺激タイプの主効果（F（2, 34）＝18.441, p＜.001, η2_{＝0.025）とIOI} の主効果（F（1.608, 27.337）＝7.314, p＝.005, η2_{＝0.060），ま} た刺激タイプとIOIの交互作用（F（6, 102）＝2.319, p＝.039, η2_{＝0.008）が有意であった。刺激タイプの単純主効果は，} 500 ms条件を除いたすべての IOI条件で有意であった。多重比較の結果では，600 ms条件では有意差が得られなかったものの，750 ms条件の充実条件は統制空虚条件 （p＜.001, d＝1.126）や空虚条件（p＝.001, d＝1.040）に比 べて，1000 ms条件の充実条件は統制空虚条件に比べて 有意に誤差が小さかった（p＝.014, d＝0.898）。これらは 充実時程の同期タッピングは，空虚時程に比べて負の非同期が小さいこと，またIOIが大きいほど，その違いが顕著になることを示している。また，IOIの単純主効果はすべての刺激タイプ条件で有意であったが，多重比較の結果，有意差が認められたのは空虚条件と統制空虚条件のみであり，IOIが大きい条件ほど同期誤差は負の方向へ大きくなった（ps＜.05）。つまり，先行研究において示

されたように（Fujii et al., 2011; Repp, 2008），特に空虚時程のペース刺激に同期する場合に，IOIが大きいほど負の非同期が大きくなることが示された。 主観的1秒と同期誤差の相関インターバル過小評価 説が正しいと仮定すると，空虚時程の評価が小さい人ほど同期誤差が大きくなると予想される。そこで，時間評価やテンポ評価の個人差と同期タッピング課題の個人差 Figure 3. Results of (a) standard synchronization errors

and (b) standard variabilities on synchronized tapping task in Experiment 2. Error bars indicate standard er-rors. Asterisks indicate significant differences (*p＜.05, **p＜.01).

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の関係を検討するため，各評価課題の統制空虚条件における主観的1秒と各刺激タイプ条件における標準同期誤差の相関を求めた。データとしては参加者9名の条件ごとの平均値を使用した。その結果，時間評価課題ではすべての刺激タイプ条件で弱い負の相関が認められたが，いずれも有意ではなかった（Figure 5a参照；統制空虚， r＝− .287, p＝.455; 空虚，r＝− .221, p＝.568; 充実，r＝ −.366, p＝.333）。また，テンポ評価課題ではどの刺激タ イプ条件でも相関は認められなかった（Figure 5b参照； 統制空虚，r＝− .014, p＝.971; 空虚，r＝− .079, p＝.839; 充実，r＝−.009, p＝.982）。時間評価とテンポ評価のい ずれにおいても，同期タッピング課題の成績の個人差との関連は確認できなかったが，上記の分析ではサンプル数が9名と少ないため，特に時間評価課題との相関については，参加者を増やして再検討する必要があろう。また，同期誤差の個人差に影響を及ぼす可能性のある条件を統制した上で，改めて実験を行う必要がある。同期タッピングの成績は個人差が大きく，音楽経験との関係があることも知られているが（Repp, 2010），その他にも様々な要因があろう。本研究ではそのような同期タッピングの個人差と関連をもつと考えられる条件を統制していなかったため，弱い相関しか認められなかった可能性がある。総合考察本研究では，負の非同期が生じる原因として空虚なIOI が実際より短く知覚されることを仮定したインターバル過小評価説を検討する上で，以下の2点について検証した。第1に，IOIが短く知覚される刺激に同期したタッピングが，IOIが長く知覚される刺激に同期したタッピングと比べて，負の誤差が増加するか否かを検証した。第2に，ビートに基づいた時間知覚が負の非同期の原因と関連するか否かを検証した。持続時間の知覚と負の非同期 1点目の検証のため，実験1において，空虚時程と充実時程の時間評価を調べたところ，空虚時程よりも充実時程の方が長く感じられる充実時程錯覚が認められた。実験2では，実験1と形式を合わせた刺激を用いて同期タッピングを行った。その結果，空虚時程のタッピングは，充実時程のタッピングに比べて同期誤差が負の方向に大きくなるという結果が示された。これらの結果から，同期タッピングでは知覚されるIOIの持続時間を参照しながらタップが行われており，ペース刺激のIOIが短く知覚されることでタップが早くなり負の非同期が大 Figure 4. Results for each stimulus-type condition and

IOI condition on (a) time estimation task, (b) tempo estimation task and (c) synchronized tapping task. Er-ror bars indicate standard erEr-rors.

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きくなると考えられる。

本研究と類似した効果は先行研究でも報告されている。Vos, Mates, & Kruysbergen （1995）は，ペース刺激の刺激音の持続時間が長くなるにつれて，負の非同期が減少することを示した。また，Hasuo, Nakajima, Osawa, & Fujishima （2012）は，二つの音で示されたインターバルは，第一音が長くなるほど，持続時間が長く感じられること

を示した。Vos et al. （1995）のIOIは500 msから900 msであったのに対し，Hasuo et al. （2012）では120 msから360 ms のうち240 ms以上のIOIで効果が現れており，両者の用いたIOIは重なっていない。しかし，これらの結果は，ペース刺激の知覚された持続時間を参照して同期タッピングが行われることを支持すると言えよう。なお，Vos et al. （1995）の実験では，長い刺激音のオフセットが次の刺激音の合図となって，負の非同期を減少させていたという可能性も考えられるが，本研究の充実条件では，ペース刺激の刺激音のオフセットは次の刺激音のオンセットと重なっていたので，本研究では音のオフセットの影響を排除した上で，空虚時程と充実時程の同期タッピングを比較したと言えよう。また，IOI条件による違いからも，知覚時間の同期誤差に及ぼす影響が窺える。本研究の同期タッピング課題では，先行研究と一致して（Fujii et al., 2011; Repp, 2008），特に空虚時程の条件において，IOIが大きい条件ほど負の非同期が大きかった（Figure 4c）。他方，時間評価課題ではIOIが大きい条件ほど持続時間が小さく評価された（Figure 4a）。すなわち，IOIが大きくなるとIOIの持続時間が短く知覚され，その結果，負の非同期が大きくなったと考えられる。このこともまた，ペース刺激の知覚された持続時間を参照して同期タッピングが行われていることを示唆している。しかしながら，これらの結果のみでペース刺激のIOI が短く知覚されたことが負の非同期の原因であると結論するのは時期尚早かも知れない。実験1で示した空虚時程と充実時程の知覚時間の差はあくまでも条件間での相対的なものであり，IOIの実時間に対して，その知覚時間が長かったか短かったかは不明である。そのため，実験2において充実時程と空虚時程の両方で発生した負の非同期は，IOIが実際より短く知覚されたために起こったのか，IOIが実際より長く知覚されたにもかかわらず起こったのかを判断することはできない。したがって，同期タッピングはIOIの知覚時間を参照して行われていると考えられるものの，IOIを短く知覚することが負の非同期の決定的な原因であるとは明言できない。 IOIの大きい条件では，空虚時程は充実時程よりも短く知覚される傾向があり，タップも早く起こったが，小さいIOIである500 msの条件では，空虚時程と充実時程で知覚時間に差があったにもかかわらず，同期誤差については両者で差がなかった。この500 ms条件の結果は， IOIの知覚時間を参照して同期タッピングが行われるという推測に反するようにも思えるが，この小さいIOIで生じる知覚時間の差は，実際にタップのタイミングに影 Figure 5. Correlations between estimations for control

empty condition in Experiment 1 and synchronization errors for each stimulus-type condition on synchro-nized tapping task in Experiment 2. The horizontal axis indicates subjective-one-seconds for control emp-ty condition on (a) time estimation task and (b) tempo estimation task in Experiment 1.

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響を与えるほどのものではないとも考えられる。どちらの場合でも，この結果はタップのタイミングに影響する要素が知覚時間のみではないことを示唆するものと考えられる。先行研究においても，IOIの知覚と関連のないもので，タップのタイミングに影響を与える要素が複数あることが明らかになっている。例えば，タップに使う身体の部位（Aschersleben & Prinz, 1995; Wohlschläger & Koch, 2000），タップに対するフィードバック（Aschersleben & Prinz, 1995; Aschersleben, Gehrke, & Prinz, 2001），音楽経験等の個人差（Repp, 2010）がある。

本研究の結果はWohlschläger & Koch （2000）の提案した過小評価説を全面的に支持するものではない。彼らは，動作や音でIOIを分割することで負の非同期が消失することを示し，これらの操作は，刺激のIOIを時間的に構造化し空虚なIOIの持続時間を正確に知覚させることを助けると考えた。他方，本研究では，ペース刺激を聞くときに，呈示される音以上に細かく分割してカウントしないよう，またタップの動きの影響を取り除くために指先をなるべくキーの表面から離さないように教示したため，ペース刺激のIOIの構造化は妨げられていたと考えられる。この違いを踏まえると，ペース刺激のIOIを分割することは，ペース刺激が充実時程であること以上に，負の非同期の減少に寄与すると考えられる。Wohlschläger & Koch （2000）ではIOIの分割により負の非同期が消えたが，本研究ではどの条件でも負の非同期が起こっていたため，過小評価説に基づけば，分割されたIOIは充実時程のIOIよりも長く知覚されていたと考えられる。そうでないとすれば，IOIの持続時間を正確に知覚することとは異なる，タップのタイミングを正確にする働きを別に考慮する必要がある。この点を検証するためには， IOIの分割がIOIの持続時間の知覚にどのように影響するかも含めて，IOIの分割と同期タッピングの成績との関連をもっと詳細に検討する必要があろう。ビートに基づく時間知覚と同期タッピング 2点目の検証のため，実験1では時間評価に加えてテンポ評価の課題を行った。その結果，Teki et al. （2011）と同様，ビートに基づいた時間知覚であるテンポの知覚は持続時間の知覚とは性質が異なることが示唆された。テンポの評価は，刺激が空虚時程か充実時程かの影響を受けなかった。また，テンポ知覚では，IOIが大きくなるにつれてより遅く評価される可能性が示された。しかしながら，それとは逆に，IOIが大きくなると負の非同期は大きくなった。このように，テンポの知覚においては，タッピングのタイミングを早めるような影響が示されなかったため，負の非同期の原因とは関係がないと考えられる。通常，同期タッピングを行う場合，負の非同期のように刺激音とタップの間に多少の誤差がある場合でも，ペース刺激とタッピングの同期は破綻しない。これは，ペース刺激とタッピングの位相に多少のずれがあったとしても，それらの周期が一致することに依っていると言えよう。感覚運動同期は誤差修正によって維持されるが（Repp, 2005），誤差修正には周期修正と位相修正の2種類あることが知られている。周期修正とはタッピングのテンポそのものを調整することであり，位相修正とは刺激音とタップの誤差に基づいて次のタップのタイミングを調整することである（Mates, 1994）。実験2ではいずれの条件においても負の非同期が発生したものの，同期の破綻はなかった。つまり，実験 2の同期タッピングでは，刺激音とタップの間に誤差はあったが，ペース刺激とタッピングのテンポは一致していたと考えられる。これを踏まえると，ビートに基づいた時間知覚は，負の非同期の原因との関連よりも，タッピングのペースを維持すること，すなわち周期修正との関連の方が深いと考えられる。 フィードバックとIOIの知覚 同期タッピングでは，タップと同時に聴覚フィードバックを提示すると，負の非同期が小さくなることが知られている（Aschersleben & Prinz, 1995）。実験 2 では，いずれの条件でもタップに対して聴覚フィードバックの呈示はなかった。またヘッドホンによって外部の音が遮断されていたので，キーボードの打鍵音はほとんど聞こえなかったはずであるが，わずかに聞こえていた可能性がある。その場合，充実時程条件では，常に刺激音が鳴っていたので，打鍵音は空虚時程条件に比べて，マスクされやすかったはずである。そのため，フィードバックの効果は充実時程条件の方が小さかったと考えられる。フィードバックの効果が小さいと誤差は大きくなるので，フィードバックの効果だけを考えると，充実時程条件の方が負の非同期が大きくなると予測される。しかし，実験の結果はその逆であり，フィードバック効果が大きいと考えられる空虚時程条件の方が負の非同期は大きかった。これらより，実験 2では，タップに対するフィードバックよりも，IOIの知覚時間の方が，タップのタイミングに強く影響していたと考えられる。結論負の非同期の原因については，これまでいくつもの説

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が提案され検討されてきたが，統一的見解はまだ得られていない。本研究では，IOIが短く知覚されることがタップのタイミングを早める可能性を示したが，それが負の非同期の決定的要因であるとは断定できないこと，また，ビートに基づく時間知覚は負の非同期の原因とは無関係であるという可能性が示された。しかし，何らかの決定的要因によって負の非同期が起こるのか，それともIOIを短く知覚するといったタップのタイミングを早めうる要素がいくつか複合して負の非同期が起こるのか，現時点ではまだわからない。タップのタイミングに影響する要素は複数報告されているが，負の非同期の原因を探るためには，それらの要素がどのように相互作用しているのかを検討していく必要があろう。引用文献

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同期タッピングにおける時間情報処理