音韻・韻律情報を用いた両耳融合聴課題に関する検討

音韻・韻律情報を用いた両耳融合聴課題に関する検討

松井 和貴

a

網野 加苗

a

荒井 隆行

a

道又 爾

b

鎌田 浩史

c

a 上智大学理工学部 〒102-8554 東京都千代田区紀尾井町 7-1

b 上智大学総合人間科学部 〒102-8554 東京都千代田区紀尾井町 7-1

c 和光大学現代人間学部 〒195-8585 東京都町田市金井町 2160

E-mail: a : {kazuki-m, amino-k, arai}@sophia.ac.jp b:c-michim@sophia.ac.jp c:h-kamata@wako.ac.jp

あらまし 音声知覚における大脳左右半球の処理の非対称性を調べる手法として，音声の音韻情報と韻律情報を 分離して左右耳に割り振って提示し，その提示された情報を統合しながら課題に回答する両耳融合聴実験が提唱さ れている．両耳融合聴課題では音韻情報を右耳に，韻律情報を左耳に提示したほうが逆に提示するよりも反応時間 が早くなると考えられるが，先行研究(荒井ら，2009)では提示条件に関する主効果は確認されなかった．そこで， 本研究では刺激に施す処理の妥当性ならびに参加者に課す実験課題の妥当性についての検討を行った．その結果， 作成した刺激に関しては妥当性が確認されたが，課題の内容については妥当性が確認されなかった．そこで，実験 デザインを再構築した上で，課題の妥当性の検討を行った． キーワード 音声知覚，大脳半球左右差，両耳融合聴，韻律情報，音韻情報

Deliberations on speech perception experiments using binaural integration of

phonemic and prosodic information

Kazuki MATSUI

a

Kanae AMINO

a

Takayuki ARAI

a

Chikashi MICHIMATA

b

and Hirofumi KAMATA

c

a: Faculty of Science and Engineering, Sophia University 7-1 Kioi-cho, Chiyoda-ku, Tokyo, 102-8554 Japan

b: Faculty of Human Sciences, Sophia University 7-1 Kioi-cho, Chiyoda-ku, Tokyo, 102-8554 Japan

c: Faculty of Human Studies, Wako University 2160 Kanai-cho, Machida-shi, Kanagawa, 195-8585 Japan

E-mail: a: {kazuki-m, amino-k, arai}@sophia.ac.jp b: c-michim@sophia.ac.jp c: h-kamata@wako.ac.jp

Abstract “Binaural integration listening test” proposed by Arai et al.(2009) explores cerebral asymmetry of speech

perception by using the stimuli where phonemic and prosodic information of speech is separated from each other. These two information are then allocated to either right- and left-ear and presented to the listeners simultaneously, so that the selective attention of the auditory system can be investigated.

In this study, we conducted three experiments; the first experiment examined the appropriateness of the methods for creations of the stimuli; in the second and third, that of the experimental tasks was tested. the results confirmed the adequacy of the stimulus creations, although we may need further deliberations on the experimental tasks.

Keyword Speech perception, Cerebral asymmetry, Binaural integration listening, Prosodic information, Phonemic

information

1. は じ め に

Broca [1]に よ っ て 大 脳 左 半 球 に Broca 野 の 存 在 が 発 見 さ れ て 以 来 ， 音 声 情 報 処 理 に お け る 左 右 半 球 の 非 対 称 性 に つ い て 今 日 ま で 数 多 く の 研 究 が 行 な わ れ て き た ． そ の 中 で も ，Broadbent [2]が 発 案 し ，Kimura [3]が 神 経 学 的 解 釈 を 加 え た 両 耳 分 離 聴 課 題 は 大 脳 半 球 に お け る

非 対 称 性 の 研 究 を 大 き く 発 展 さ せ た ． 両 耳 分 離 聴 課 題 は ， 左 右 耳 に 長 さ と 強 さ の 類 似 し た 異 な る 刺 激 を 同 時 に 提 示 し ， 聞 こ え た 音 声 を 答 え さ せ る 課 題 で あ る ． 言 語 処 理 の 左 半 球 優 位 性 な ら び に ， 右 耳 と 左 半 球 、 左 耳 と 右 半 球 と い う 対 側 性 の 聴 覚 経 路 の 結 び つ き に よ り ， 言 語 課 題 に お け る 右 耳 (左 半 球 )優 位 性 が 観 測 さ れ る こ と が 明 ら か に な っ て い る [4]． 一 方 ， Zatorre ら [5]な ど の 研 究 に よ っ て 音 声 信 号 内 の 抑 揚 に 関 す る 課 題 を 課 し た 際 に は 右 半 球 の 優 位 性 が 確 認 さ れ て い る ．ま た ，こ う し た 左 右 耳 の 非 対 称 性 は ， 音 声 を 片 耳 の み に 提 示 し た と き に も 観 測 さ れ る 場 合 も あ る こ と が 確 認 さ れ て い る [6,7]． ま た ， 音 声 信 号 処 理 に お け る 大 脳 半 球 の 非 対 称 性 に つ い て ，Poeppel [8,9]が ，AST 仮 説 (Asymmetric Sampling in Time hypothesis)を 提 唱 し て い る ．具 体 的 に は ，左 半 球 の 聴 覚 野 で は 短 い 時 定 数 で ， 右 半 球 の 聴 覚 野 で は 長 い 時 定 数 で 処 理 を 行 う 神 経 細 胞 の 割 合 が 多 い た め ， こ の 差 に よ り 左 右 半 球 の 非 対 称 性 が 生 じ る と 述 べ て い る ． こ れ ら の 先 行 研 究 に 基 づ き ，荒 井 ら [10]は 左 右 の 耳 に 提 示 さ れ た 情 報 を 統 合 し て 判 断 す る 課 題 と し て ， 音 声 の 音 韻 情 報 と 韻 律 情 報 を 分 離 し ， 両 耳 に 割 り 振 っ て 提 示 す る 両 耳 融 合 聴 課 題 を 用 い た 実 験 を 行 っ た ． 韻 律 刺 激 を 右 耳 に 、 音 韻 刺 激 を 左 耳 に 提 示 し た ほ う が 、 逆 に 提 示 し た 時 と 比 較 し て 反 応 時 間 が 短 く な る こ と が 仮 説 と さ れ た が ， 実 験 の 後 半 に お い て 予 想 と 逆 の 傾 向 が 見 ら れ ， そ の 結 果 全 体 の 平 均 反 応 時 間 に お い て 提 示 条 件 に 対 す る 主 効 果 は 確 認 さ れ な か っ た ． そ こ で ， 本 研 究 で は 両 耳 融 合 聴 実 験 を 行 う に あ た っ て ， 処 理 を 施 し た 刺 激 に お い て ， 正 し く 任 意 の 情 報 が 抑 圧 さ れ て い る か の 確 認 (実 験 Ⅰ )な ら び に ， 各 情 報 を 判 断 す る 実 験 課 題 の 妥 当 性 を 確 認 す る 実 験 (実 験 Ⅱ )を 行 っ た ． ま た ， そ の 結 果 を 踏 ま え て 実 験 デ ザ イ ン を 再 構 築 し ， 改 め て 実 験 課 題 の 妥 当 性 を 確 認 す る 実 験 (実 験 Ⅲ )を 行 っ た ．

2. 刺 激

先 行 研 究 [10]な ら び に 本 研 究 で 用 い た 音 声 サ ン プ ル 並 び に 各 情 報 の 抑 圧 方 法 に つ い て 記 述 す る ．

2.1. 原 音 声

先 行 研 究 [10] で は 原 音 声 と し て ，「 こ れ は ○ ○ ○ で す か ？ 」と い う 疑 問 文 と「 こ れ は ○ ○ ○ で す か ．」と い う 平 叙 文 を 用 い ， ○ ○ ○ に は 3 モ ー ラ の 有 意 味 語 を 挿 入 し た 。 刺 激 文 の 中 に お い て 音 韻 情 報 を 判 断 す る タ イ ミ ン グ (単 語 の 位 置 )と 韻 律 情 報 を 判 断 す る タ イ ミ ン グ (「 で す か 」 の 位 置 )と が 異 な っ て い る ． そ こ で 本 研 究 で は 原 音 声 と し て ， で す か を 除 い た 「 こ れ は ○ ○ ○ 」 と い う 文 を 用 い た ． ○ ○ ○ に は 3 モ ー ラ の 有 意 味 語 お よ び 無 意 味 語 を 挿 入 し た ． 実 験 で 使 用 し た 有 意 味 語 な ら び に 無 意 味 語 を Table 1 に 示 す ． Table 1 実 験 で 使 用 し た 3 モ ー ラ 語 有 意 味 語 (括 弧 内 は 単 語 親 密 度 ) ト ケ イ (5.8) モ ケ イ (5.8) タ バ コ (6.0) タ ラ コ (6.4) ユ ビ ワ (6.2) ク ジ ラ (6.4) 無 意 味 語 モ ギ ン ホ ギ ン コ グ メ コ ブ メ ウ カ ヨ ウ カ ゾ メ ラ ザ テ カ ダ 有 意 味 語 の 選 択 に あ た っ て は ， ・ ア ク セ ン ト は 全 て 平 板 型 ・ 各 モ ー ラ の 母 音 が 同 じ 単 語 の 組 ・ ペ ア 間 の 単 語 親 密 度 [11]の 差 が 0.5 以 内 と い う 基 準 で 選 択 し た ．ま た ，無 意 味 語 に つ い て も ， 各 モ ー ラ の 母 音 が 同 じ に な る よ う に ラ ン ダ ム に 作 成 し た ．練 習 用 に 2 組 4 語 (タ タ ミ・カ タ ミ ，サ カ ナ・ハ カ マ )，本 実 験 用 に 7 組 14 語 ，の 計 18 語 に つ い て 上 昇 調・ 下 降 調 の 文 章 計 36 文 を ，日 本 語 母 語 話 者 で 音 声 学 の 訓 練 を 受 け た 44 歳 の 男 性 1 名 に 発 話 し て も ら い ，防 音 室 に て 録 音 を 行 っ た ． 録 音 時 の サ ン プ リ ン グ 周 波 数 は 44.1kHz で あ っ た ． 録 音 に 際 し て は メ ト ロ ノ ー ム を 用 い て 発 話 速 度 が 約 5 モ ー ラ ／ 秒 に な る よ う に 統 制 し た ．

2.2. 刺 激 音

録 音 し た 音 声 サ ン プ ル を 基 に ， 音 声 の 音 韻 情 報 を 抑 圧 し ， 韻 律 情 報 を 残 し た 刺 激 (以 後 ， 韻 律 刺 激 と 呼 ぶ ) と 韻 律 情 報 を 抑 圧 し ，音 韻 情 報 を 残 し た 刺 激 (以 後 ，音 韻 刺 激 と 呼 ぶ )を 作 成 し た ．韻 律 刺 激 は ，線 形 予 測 分 析 に よ り LPC 残 差 を 求 め ，そ の ピ ー ク に イ ン パ ル ス 列 を 立 て ， Band Path Filter を 通 す こ と に よ り 作 成 し た ． 一 連 の 処 理 に は 音 声 分 析 ソ フ ト ウ ェ ア Praat [12]の Hum 音 声 を 用 い た ． ま た ， 音 韻 刺 激 は ， 原 音 声 か ら 線 形 予 測 分 析 を 用 い て ス ペ ク ト ル 包 絡 を フ レ ー ム 長 32ms の フ レ ー ム 毎 に 求 め ， 白 色 雑 音 を 畳 み 込 む こ と に よ り 作 成 し た ．音 韻 刺 激 の 作 成 に は Matlab [13]を 用 い た ．ま た ，刺 激 作 成 の 際 に サ ン プ リ ン グ 周 波 数 を 16kHz に 変 換 し た ．

3. 課 題

先 行 研 究 [10]な ら び に 本 研 究 で 用 い た 課 題 の 具 体 的 な 内 容 に つ い て 記 述 す る ．

3.1. 韻 律 課 題

韻 律 情 報 を 判 断 す る 課 題 (以 後 ， 韻 律 課 題 )で は ， 刺 激 音 が ヘ ッ ド ホ ン か ら 左 右 ど ち ら か の 耳 に 提 示 さ れ ， 参 加 者 に は 提 示 さ れ た 刺 激 が 上 昇 調 か 下 降 調 か を 判 断 し て も ら っ た ． 上 昇 ・ 下 降 の 判 断 は ， テ ン キ ー 上 で 横 1 列 に 並 ん だ 4 つ の キ ー の う ち ， 外 側 の 2 つ ま た は 内

側 の 2 つ を 両 手 の 中 指 か 人 差 し 指 で 同 時 に 押 す こ と で 回 答 し て も ら っ た ． 上 昇 ・ 下 降 と 人 差 し 指 ・ 中 指 の 組 み 合 わ せ は 参 加 者 間 で カ ウ ン タ バ ラ ン ス を 取 っ た ．

3.2. 音 韻 課 題

音 韻 情 報 を 判 断 す る 課 題 (以 後 ， 音 韻 課 題 )で は ， 刺 激 音 が ヘ ッ ド ホ ン か ら 提 示 さ れ ， 刺 激 音 の 再 生 が 終 わ っ た 時 点 で PC 画 面 上 に 単 語 を カ タ カ ナ で 表 示 し た ． 画 面 に 表 示 す る 単 語 は ， ヘ ッ ド ホ ン か ら 提 示 さ れ た 刺 激 単 語 と 同 じ か ， あ る い は Table 1 に 示 さ れ た 同 一 単 語 ペ ア の も う 片 方 の 単 語 と し た ． 参 加 者 に は 刺 激 音 の 単 語 と 画 面 に 表 示 さ れ た 単 語 が 一 致 し て い る か し て い な い か を 回 答 し て も ら っ た ． 回 答 方 法 は ， 韻 律 課 題 と 同 様 に テ ン キ ー を 用 い た ．

4. 実 験 Ⅰ

ま ず ， 音 韻 刺 激 な ら び に 韻 律 刺 激 に つ い て 妥 当 性 の 検 討 を 行 っ た ．

4.1. 実 験 手 順

実 験 は ， 日 本 語 を 母 語 と し ， 関 東 地 方 在 住 の 19 歳 か ら 23 歳 ま で の 右 利 き の 22 名 (男 性 12 名 ，女 性 10 名 ) に 参 加 し て も ら っ た ． 事 前 の ア ン ケ ー ト に よ り 参 加 者 が 健 聴 で あ る こ と な ら び に 右 利 き で あ る こ と を 確 認 し た ．利 き 手 の 調 査 に は ，Edinburgh Handedness Inventory [14]を 用 い た ．

実 験 は 全 て 上 智 大 学 荒 井 研 究 室 内 の 防 音 室 に お い て PC(APPLE POWERBOOK G4) と ヘ ッ ド ホ ン (STAX SRM-313)を 用 い て 行 っ た ． 参 加 者 に は 韻 律 課 題 を 112 試 行 ， 音 韻 課 題 を 224 試 行 行 っ た ． そ れ ぞ れ の 課 題 に お い て ， 本 実 験 の 前 に 練 習 試 行 16 試 行 を 課 し た ．

4.2. 仮 説

各 課 題 に お い て 韻 律 刺 激 ・ 音 韻 刺 激 の 両 方 を 提 示 す る が ， 韻 律 刺 激 は 音 韻 情 報 が 抑 圧 さ れ て い る た め ， 音 韻 課 題 を 答 え る こ と が 出 来 ず ， 音 韻 刺 激 で は 韻 律 情 報 が 抑 圧 さ れ て い る た め ， 韻 律 課 題 を 答 え る こ と が 出 来 な い と 考 え ら れ る ． し か し ， い ず れ の 課 題 に お い て も 強 制 二 択 で あ っ た た め ，正 答 率 は 50 %に 収 束 す る と 考 え ら れ る ． 一 方 ， 韻 律 課 題 に お い て 韻 律 刺 激 を 提 示 し た 場 合 お よ び 音 韻 課 題 に お い て 音 韻 刺 激 を 提 示 し た 場 合 は ，知 覚 に 影 響 は な く 正 答 率 は 100 ％ に 近 い 数 値 が 得 ら れ る と 考 え ら れ る ．

4.3. 結 果

韻 律 課 題 の 刺 激 別 正 答 率 な ら び に 音 韻 課 題 の 正 答 率 を 、 Table 2・ Table 3 に 示 し た ． Table 2 韻 律 課 題 ・ 刺 激 別 正 答 率 左 耳 [%] 右 耳 [%] 韻 律 刺 激 98.57 93.57 音 韻 刺 激 51.97 52.14 Table 3 音 韻 課 題 ・ 刺 激 別 正 答 率 左 耳 [%] 右 耳 [%] 韻 律 刺 激 48.62 51.42 音 韻 刺 激 88.64 88.80 Table 2 よ り ，韻 律 課 題 に お い て 音 韻 刺 激 で は チ ャ ン ス レ ベ ル の 50 ％ に 収 束 し ， 韻 律 刺 激 で は 100 ％ に 近 い 正 答 率 が 得 ら れ た ． ま た Table 3 よ り ， 音 韻 課 題 の 正 答 率 に つ い て も ， 韻 律 刺 激 で は チ ャ ン ス レ ベ ル の 50 ％ に 収 束 し ， 音 韻 刺 激 で は 100 ％ に 近 い 正 答 率 が 得 ら れ た ． 上 記 の 結 果 に よ り ， 実 験 で 用 い た 刺 激 に お い て 音 韻 刺 激 は 韻 律 情 報 が 抑 圧 さ れ て い る が 音 韻 情 報 は 保 持 さ れ ， 韻 律 刺 激 は 音 韻 情 報 が 抑 圧 さ れ て い る が 韻 律 情 報 は 保 持 さ れ て い る こ と が 確 認 で き た ．

5. 実 験 Ⅱ

実 験 Ⅱ で は ， 音 韻 ・ 韻 律 課 題 の 内 容 の 妥 当 性 に つ い て の 検 討 を 行 っ た ．

5.1. 実 験 手 順

実 験 は ， 日 本 語 を 母 語 と し 関 東 地 方 に 在 住 す る 18 歳 か ら 53 歳 ま で の 右 利 き の 参 加 者 24 名 (男 性 9 名 ，女 性 15 名 )に よ っ て 行 な わ れ た ． 事 前 の 聴 力 検 査 な ら び に ア ン ケ ー ト に よ り 参 加 者 が 健 聴 で あ る こ と な ら び に 右 利 き で あ る こ と を 確 認 し た ． 実 験 は 全 て 上 智 大 学 2 号 館 言 語 聴 覚 研 究 セ ン タ ー 防 音 室 内 に お い て PC(APPLE POWERBOOK G4) と ヘ ッ ド ホ ン (STAX SRM-313)を 用 い て 行 な わ れ た ．参 加 者 に は 実 験 Ⅰ と 同 様 に ， 韻 律 課 題 と 音 韻 課 題 の 2 種 の 課 題 を 課 し た ． 実 験 の 手 順 は 実 験 Ⅰ と 同 様 で あ り ，「 こ れ は ○ ○ ○ 」と い う 音 声 と 「 ○ ○ ○ 」 の み の 音 声 の そ れ ぞ れ の 処 理 を か け な い 原 音 声 を 用 い て ， 韻 律 課 題 56 試 行 と 音 韻 課 題 112 試 行 ず つ を 課 し ， 課 題 の 正 答 率 な ら び に 反 応 時 間 を 測 定 し た ．な お ，い ず れ の 課 題 も 反 応 時 間 の 測 定 は ， 刺 激 音 の 再 生 が 終 了 し た 時 点 か ら 開 始 し た ．

5.2. 仮 説

韻 律 課 題 に お い て は ， 韻 律 情 報 処 理 は 右 半 球 が 優 位 で あ る た め ， 右 半 球 と 結 び つ き の 強 い 左 耳 に 刺 激 を 提 示 し た ほ う が 右 耳 に 提 示 し た と き よ り も 反 応 時 間 は 短 く な る ． 逆 に 音 韻 課 題 に お い て は ， 音 韻 情 報 処 理 は 左 半 球 が 優 位 で あ る た め ， 左 半 球 と 結 び つ き の 強 い 右 耳 に 刺 激 を 提 示 し た ほ う が 左 耳 に 提 示 し た と き よ り も 反 応 時 間 は 短 く な る と 考 え ら れ る ．

5.3. 結 果

Table 4 「 こ れ は ○ ○ ○ 」 平 均 反 応 時 間 左 耳 [ms] 右 耳 [ms] 韻 律 課 題 511.25 503.45 音 韻 課 題 682.94 688.75 Table 5 3 モ ー ラ 刺 激 平 均 反 応 時 間 左 耳 [ms] 右 耳 [ms] 韻 律 課 題 512.67 509.08 音 韻 課 題 429.15 428.54 「 こ れ は ○ ○ ○ 」 刺 激 を 用 い た と き の 各 課 題 の 平 均 反 応 時 間 を Table 4 に 示 す ． 各 課 題 と も 仮 説 と 逆 の 傾 向 が 確 認 さ れ た が ， 課 題 2 条 件 ×耳 2 条 件 の 繰 り 返 し 分 散 分 析 を 行 っ た 結 果 ， 課 題 と 耳 の 交 互 作 用 は 有 意 で は な か っ た (F(1,23)=0.091, MSE=1109.624, p=.164)． よ っ て 、「 こ れ は ○ ○ ○ 」と い う 刺 激 を 用 い た 際 の 各 課 題 の 左 右 耳 の 非 対 称 性 は 確 認 で き な か っ た ． ま た ， 3 モ ー ラ 単 語 の み の 刺 激 を 用 い た と き の 各 課 題 の 平 均 反 応 時 間 を Table 5 に 示 す ． 音 韻 課 題 で は 仮 説 通 り の 傾 向 が 見 ら れ た が ， 韻 律 課 題 で は 仮 説 と 逆 の 傾 向 が 見 ら れ た ． 課 題 2 条 件 ×耳 2 条 件 の 繰 り 返 し 分 散 分 析 を 行 っ た 結 果 ， 課 題 と 耳 の 交 互 作 用 は 有 意 で は な か っ た (F(1,23)=2.069, MSE=53.242, p=.765)． よ っ て ， 3 モ ー ラ の み の 刺 激 を 用 い た 際 の 各 課 題 の 左 右 耳 の 非 対 称 性 は 確 認 で き な か っ た ．

6. 実 験 Ⅲ

実 験 Ⅱ に お い て 、 課 題 の 妥 当 性 を 確 認 す る こ と が で き な か っ た た め ， 課 題 の デ ザ イ ン を 再 構 築 す る 必 要 性 が 示 さ れ た ．実 験 Ⅱ ま で の 課 題 の デ ザ イ ン に つ い て は ， 韻 律 課 題 に つ い て は 韻 律 情 報 の 判 断 は 文 章 の 上 昇 ・ 下 降 判 断 で あ っ た が ， こ れ が 言 語 情 報 と し て 脳 内 で 処 理 が 行 わ れ た た め 右 半 球 の 優 位 性 が 観 測 さ れ な か っ た と も 考 え ら れ る ． ま た ， 音 韻 課 題 に お い て は 画 面 上 の 文 字 と 音 声 刺 激 の 一 致 ・ 不 一 致 を 判 断 さ せ た が ， 文 字 刺 激 の 提 示 の タ イ ミ ン グ は Fig.1 の 様 に 音 声 刺 激 の 提 示 が 終 了 し た 時 点 で 提 示 を 開 始 し て い た が ， こ の 場 合 反 応 時 間 に は 視 覚 的 な 処 理 の 影 響 も 関 わ っ て く る と 考 え ら れ る ． Fig.1 実 験 Ⅰ ･Ⅱ 刺 激 提 示 の タ イ ミ ン グ 以 上 の よ う な 点 を 考 慮 に 入 れ た 上 で 、 新 た に 単 音 節 を 使 っ た 実 験 デ ザ イ ン を 構 築 し て 課 題 の 妥 当 性 に つ い て 検 討 を 行 っ た ．

6.1. 刺 激

原 音 声 と し て 「 人 口 内 耳 装 用 の た め の 語 音 聴 取 評 価 検 査 CI-2004」よ り CV な ら び に VCV 音 節 各 14 種 を 用 い た ． 音 節 の 母 音 は /a/ で 統 一 し ， 子 音 は /b,p,g,k,d,t,s,h,n,m,w,j/の 12 種 (閉 鎖 子 音 6 種 ，そ の 他 6 種 )と 練 習 用 に /z, ɾ/の 2 種 の 計 14 種 を 用 いた ． ま た ， そ れ ぞ れ の 刺 激 に つ い て 音 高 知 覚 判 断 課 題 の た め に ， CV 音 節 は 全 体 の ， VCV 音 節 は CV 部 分 の 基 本 周 波 数 を 上 昇 さ せ た 刺 激 を 作 成 し た ． 人 の 音 声 に お け る 高 さ の 弁 別 閾 は 約 0.3Hz で あ る の で [15]，今 回 は 十 分 に 高 さ を 弁 別 で き る 差 と し て 基 本 周 波 数 を 20Hz 上 昇 さ せ た ． 基 本 周 波 数 の 調 整 は 音 声 分 析 ソ フ ト ウ ェ ア Praat [12]を 用 い た ．

6.2. 実 験 手 順

実 験 は ， 日 本 語 を 母 語 と し ， 関 東 地 方 在 住 の 22 歳 か ら 25 歳 ま で の 右 利 き の 9 名 (男 性 5 名 女 性 4 名 )に よ っ て 行 わ れ た ． 事 前 の ア ン ケ ー ト に よ り 参 加 者 が 健 聴 で あ る こ と な ら び に 右 利 き で あ る こ と を 確 認 し た ． 利 き 手 の 調 査 に は ， Edinburgh Handedness Inventory [14] を 用 い た ．

実 験 は 全 て 上 智 大 学 荒 井 研 究 室 防 音 室 内 に お い て PC(APPLE POWERBOOK G4) と ヘ ッ ド ホ ン (STAX SRM-313)を 用 い て 行 っ た ．参 加 者 に は 新 た な 実 験 デ ザ イ ン の 韻 律 課 題 と 音 韻 課 題 (以 後 ，音 韻 課 題 )を 課 し た ． 音 韻 課 題 で は ， ま ず タ ー ゲ ッ ト と な る 音 節 が 両 耳 に 提 示 さ れ ， 一 定 時 間 (1500ms)後 に 刺 激 を 左 右 ど ち ら か の 耳 に 提 示 し た ． 参 加 者 に は 刺 激 が タ ー ゲ ッ ト 音 と 同 じ 音 節 か 否 か を 判 断 し て も ら っ た ．回 答 方 法 は 実 験 Ⅰ ･ Ⅱ と 同 じ 手 法 を 用 い た ． 実 験 前 に 練 習 試 行 と し て 16 試 行 を 課 し ， 課 題 に 慣 れ て も ら い ， そ の 後 本 実 験 192 試 行 を 行 っ た ．

Fig.2 実 験 Ⅲ ・ 刺 激 提 示 の タ イ ミ ン グ

次 に ， 韻 律 課 題 で は ま ず タ ー ゲ ッ ト と な る 音 節 が 両 耳 に 提 示 さ れ ， 一 定 時 間 後 に 刺 激 を 左 右 ど ち ら か の 耳 に 提 示 し た ． 参 加 者 に は 刺 激 の 音 高 が タ ー ゲ ッ ト 音 と 同 じ か 否 か を 判 断 し て も ら っ た ． 各 試 行 の タ ー ゲ ッ ト と 刺 激 の 音 節 は 同 じ も の を 用 い た ．回 答 方 法 は 実 験 Ⅰ ･ Ⅱ と 同 じ 手 法 を 用 い た ． 実 験 前 に 練 習 試 行 と し て 16 試 行 を 課 し ， 課 題 に 慣 れ て も ら い ， そ の 後 本 実 験 192 試 行 を 行 っ た ． 各 課 題 に お け る タ ー ゲ ッ ト ・ 刺 激 提 示 の タ イ ミ ン グ を Fig.2 に 示 す ． 各 課 題 に お い て 正 答 率 と 反 応 時 間 を 測 定 し た ． 反 応 時 間 に つ い て は ， 信 頼 区 間 を 平 均 か ら ±3SD の 範 囲 と し ， そ の 範 囲 を 出 た サ ン プ ル は 外 れ 値 と し て 除 外 し た 上 で 平 均 を 算 出 し た ．

6.3. 仮 説

実 験 Ⅱ と 同 様 に ， 音 韻 課 題 に お い て は ， 音 韻 情 報 処 理 は 左 半 球 が 優 位 で あ る た め ， 左 半 球 と 結 び つ き の 強 い 右 耳 に 刺 激 を 提 示 し た ほ う が 左 耳 に 提 示 し た と き よ り も 反 応 時 間 は 短 く な る と 考 え ら れ る ． 逆 に 韻 律 課 題 に お い て は ，韻 律 情 報 処 理 は 右 半 球 が 優 位 で あ る た め ， 右 半 球 と 結 び つ き の 強 い 左 耳 に 刺 激 を 提 示 し た ほ う が 右 耳 に 提 示 し た と き よ り も 反 応 時 間 は 短 く な る と 考 え ら れ る ．

6.4. 結 果

6.4.1. 音 韻 課 題

音 韻 課 題 の 正 答 率 並 び に 平 均 反 応 時 間 は Table6･7 の よ う に な っ た ． Table6 音 韻 課 題 ・ 正 答 率 左 耳 [%] 右 耳 [%] 全 体 97.94 98.95 VCV 全 体 98.18 98.95 VCV 閉 鎖 子 音 98.44 100.00 VCV そ の 他 97.90 97.91 CV 全 体 97.65 98.96 CV 閉 鎖 子 音 97.90 98.95 CV そ の 他 97.39 98.96 Table7 音 韻 課 題 ・ 平 均 反 応 時 間 左 耳 [ms] 右 耳 [ms] 全 体 504.70 504.75 VCV 全 体 412.58 422.71 VCV 閉 鎖 子 音 452.02 447.80 VCV そ の 他 371.75 394.78 CV 全 体 601.89 591.95 CV 閉 鎖 子 音 591.00 578.59 CV そ の 他 616.15 612.59 全 体 と し て 左 右 耳 で 反 応 時 間 は ほ ぼ 等 し い 結 果 と な っ た (t(8)=.003, SE=20.17, p=.998)． 種 類 別 に み る と ， CV 音 節 は 全 体 的 に 右 耳 の ほ う が 反 応 時 間 は 短 い 傾 向 が 見 ら れ た が ， 対 応 の あ る t 検 定 を 行 っ た と こ ろ ， そ の 差 は 有 意 で は な か っ た (t(8)=.485, SE=20.49, p=.640)． ま た VCV 音 節 に お い て も 閉 鎖 子 音 に つ い て は 右 耳 の ほ う が 反 応 時 間 が 短 い 傾 向 が 見 ら れ た (t(8)=.250, SE=16.91, p=.809)．

6.4.2. 韻 律 課 題

韻 律 課 題 の 正 答 率 な ら び に 平 均 反 応 時 間 は Table8･9 の よ う に な っ た ． 全 体 と し て は ， 仮 説 に 反 し て 右 耳 の ほ う が 反 応 時 間 が 短 い と い う 結 果 に な っ た ． し か し 対 応 の あ る t 検 定 を 行 っ た と こ ろ ，そ の 差 は 有 意 で は 無 か っ た (t(7)=.713, SE=8.65, p=.499)．音 節 毎 に 見 る と ，VCV 音 節 で は 左 耳 の ほ う が 反 応 時 間 が 短 い 傾 向 が 見 ら れ た (t(7)=1.278, SE=18.13, p=.242)が CV 音 節 で は 逆 に 右 耳 の ほ う が 反 応 時 間 は 短 い 傾 向 が 見 ら れ た (t(7)=1.267, SE=27.26, p=.246)． Table8 韻 律 課 題 ・ 正 答 率 左 耳 [%] 右 耳 [%] 全 体 92.98 92.84 VCV 音 節 93.23 95.04 CV 音 節 92.69 90.65 Table9 韻 律 課 題 ・ 平 均 反 応 時 間 左 耳 [ms] 右 耳 [ms] 全 体 596.27 590.10 VCV 音 節 526.04 549.22 CV 音 節 663.65 629.10

7. 考 察

実 験 Ⅲ で は ， 従 来 の 音 韻 ・ 韻 律 課 題 か ら デ ザ イ ン を 再 構 築 し ，CV･VCV 音 節 を 用 い た 実 験 を 行 っ た ．音 韻 課 題 に お い て の 問 題 点 と 考 え ら れ た ， タ ー ゲ ッ ト の 提 示 の タ イ ミ ン グ を Fig.2 の よ う に 変 更 し ， ま た タ ー ゲ ッ ト の 提 示 方 法 を 文 字 情 報 か ら 音 声 情 報 に 変 更 し た ． 韻 律 課 題 に お い て は ， 韻 律 情 報 の 判 断 を 文 の 上 昇 調 ・ 下 降 調 判 断 か ら 音 節 の 音 高 判 断 に 変 更 し た ． 結 果 と し て は ， 音 韻 課 題 ・ 韻 律 課 題 と も 全 体 で 優 位 な 差 は 確 認 さ れ な か っ た が ， 音 韻 課 題 に お い て 閉 鎖 子 音 は CV･VCV 音 節 の い ず れ に お い て も 右 耳 の ほ う が 反 応 時 間 は 短 く な る 傾 向 が 見 ら れ た ． こ れ は ， 両 耳 分 離 聴 を 用 い た 初 期 の 研 究 [16]の 結 果 と 矛 盾 し な い も の で あ っ た ．ま た ，韻 律 課 題 に お い て は VCV 音 節 と CV 音 節 で 反 応 時 間 が 短 く な る 耳 が 逆 転 す る と い う 現 象 が 見 ら れ た ． そ の 差 は 有 意 な も の で は な か っ た が ， 韻 律 課 題 に お い て は VCV 音 節 の ほ う が 刺 激 と し て 妥 当 性 が 高 い 可 能 性 が 示 唆 さ れ た ．

8. お わ り に

本 研 究 で は ， 両 耳 か ら の 情 報 を 融 合 し て 課 題 に 答 え る 両 耳 融 合 聴 課 題 を 行 う に あ た っ て ， ま ず 各 刺 激 に 施 す 処 理 の 妥 当 性 な ら び に 各 課 題 の 妥 当 性 に つ い て 2 種 の 実 験 か ら 検 討 を 行 っ た ． そ の 結 果 ， 実 験 Ⅰ よ り 音 韻 刺 激 ・ 韻 律 刺 激 と も 任 意 の 情 報 の み を 残 し ， 不 要 な 情 報 が 抑 圧 さ れ て い る こ と が 確 認 で き た ． 一 方 ， 課 題 の 妥 当 性 に 関 す る 実 験 Ⅱ に お い て は ，「 こ れ は ○ ○ ○ 」と 「 ○ ○ ○ 」 の み の 2 種 類 の 刺 激 を 用 い て 課 題 を 行 っ た が ， 音 韻 課 題 ・ 韻 律 課 題 と も 左 右 耳 で 有 意 差 は 確 認 さ れ な か っ た ． そ こ で ， 課 題 の デ ザ イ ン を 再 構 築 し て 再 び 妥 当 性 の 検 討 を 行 っ た ． そ の 結 果 ， 全 体 と し て 優 位 な 差 は 見 ら れ な か っ た も の の 刺 激 に よ っ て は 仮 説 を 指 示 す る 傾 向 が 見 ら れ た ． し か し 今 回 の 実 験 の 参 加 者 は 9 人 で あ る の で ， 今 後 参 加 者 を 増 や し て 実 験 を 行 い ． 改 め て 左 右 耳 の 成 績 の 差 を 確 認 す る 必 要 が あ る ．

謝 辞

本 研 究 は 文 部 科 学 省 私 立 大 学 学 術 研 究 高 度 化 推 進 事 業 上 智 大 学 オ ー プ ン ・ リ サ ー チ ・ セ ン タ ー 「 人 間 情 報 科 学 プ ロ ジ ェ ク ト 」 の 支 援 を 受 け て 行 わ れ た ．

文 献

[1] P.Broca, Bullet de la Société de Anthropologie de Anthropologie, Masson, Paris,1861.

[2] D.Broadbent, “The role of auditory localization in attention and memory span,” Journal of

Experimental Psychology, vol.47, no.3, pp.191-196, March 1954.

[3] D.Kimura, “Functional asymmetry of the brain in dichotic listening,” Cortex, vol.3, pp.191-196, 1954. [4] ジ ャ ッ ク ･ ラ イ ア ル ズ 著 , 今 富 摂 子 , 荒 井 隆 行 ,

菅 原 勉 監 訳 , 音 声 知 覚 の 基 礎 , 海 文 堂 , 東 京 , 2003.

[5] R.J.Zatorre, Alan C. Evans, Ernst Meyer, and Albert Gjedde, “Lateralization of phonetic and pitch discrimination in speech processing,” Science, vol.256, no.5058, pp.846-849, May 1992.

[6] G.Geffen, and K.Quinn, “Hemispheric specialization and ear advantages in processing speech,” Psychological Bulletin, vol.96, no.2, pp.273-291, September 1984.

[7] M.Rastatter, and A.Gallaher., “Reaction-times of normal subjects to monaurally presented verbal and tonal stimuli,” Neuropsychologia, vol.20, no.4, pp.465-473, February 1982.

[8] D.Poeppel, “Pure word deafness and bilateral processing of the speech code,” Cognitive Science, vol.25, no.5, pp.679-693, September 2001.

[9] D.Poeppel, “The analysis of speech in different temporal integration window: Cerebral lateralization as ‘asymmetric sampling in time’,” Speech Communication, vol.41, no.1, August 2003.

[10] 荒 井 隆 行 , 道 又 爾 , 鎌 田 浩 史 , “音 声 の 音 韻 情 報 と 韻 律 情 報 を 用 い た 両 耳 融 合 聴 に 関 す る 実 験 , ”音 講 論 (春 ), pp.579-582, March 2009.

[11] 天 野 成 昭 , 近 藤 公 久 , 日 本 語 の 語 彙 特 性 , 三 省 堂 , 東 京 , 1999.

[12] P.Boersma and D.Weenink, “Praat: doing phonetics by computer (Version 5.0.42) [Computer program],” from http://www.praat.org/ , 2008.

[13] Matlab, http://www.mathworks.co.jp/

[14] R.C.Oldfield, “The assessment and analysis of handedness: the Edinburgh inventory,” Neuropsychologia, vol.9, no.1, pp.97-113,March 1971.

[15] 古 山 竜 司 , 上 田 和 夫 , “高 さ の 弁 別 閾 ： 基 本 周 波 数 の 変 化 に よ る 違 い ,” 日 本 音 響 学 会 聴 覚 研 究 会 資 料 , vol.33, No.10, December 2003.

[16] D.Shankweiler, and M.Studdert-Kennedy, “Identification of consonants and vowels presented to left and right ears,” Quarterly Journal of Experimental Psychology, vol.19, no.1, pp.59-63, February 1967.