自然音知覚に関連する高次聴覚野の音情報処理機構

与自然声音感知相关的高级听觉皮层的声音信息处理机制

基本信息

批准号：
20K12021
负责人：
地本宗平
金额：
$ 2.75万
依托单位：
University of Yamanashi
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

外部環境にある音情報を知覚して音声や音源を識別認知することはヒトや動物にとって必要不可欠な生理機能である。本研究の目的は、大脳聴覚野の単一神経細胞が自然音知覚のためにどのような音響情報を処理しているかを明らかにすることである。自然な音響環境下において、音圧の急激な、あるいはゆっくりとした上昇または下降が生じることにより、音は様々な振幅変化を伴った時間包絡をもつ。これまでの研究において、スペクトル情報は同じであるが、時間と共に刺激音圧が指数関数的に減少する振幅変化音（damp音）とそれを時間軸上で反転させた振幅変化音（ramp音）に対する一次聴覚野(A1)の反応特性を調べ、音包絡の急な立ち上がりや減衰など、時間的な境界に感受性を示しedge細胞と、ゆっくりとした立ち上がりや減衰に感受性を示すslope細胞の二種類のニューロン群が存在することを明らかにしている。しかし、一次聴覚野以外の聴覚野ではこのような音圧振幅変化音に対してどのような応答パターンを示すのかについては不明である。本年度は音識別に重要な音圧の振幅変化に対する応答を覚醒動物の前聴覚野(AAF)、後部聴覚野(PAF)および二次聴覚野(A2)から記録し、その応答パターンと特性を解析し、聴覚領域ごとの機能を推定した。ほとんどのAAF細胞は急激な音圧変化に選択性を示しedge細胞に分類され、残りの細胞はゆっくりとした音圧変化に同調した。これら細胞タイプの分布はA1における分布と異なっており、AAFでは急峻な音圧変化に選択性を示す細胞の割合が高いことが明らかになった。一方PAFとA2細胞の約半数が音圧変化の速度に選択性を示す細胞タイプに、約4割が音圧変化の方向に選択性を示す細胞タイプに分類された。細胞の記録部位の分布を調べた結果、方向選択性細胞の多くがA2に分布することが明らかになった。

在外部环境中感知声音信息，并识别和识别声音和声音来源是人类和动物的重要生理功能。这项研究的目的是阐明自然声音感知的脑听觉皮层过程中单个神经元的声学信息。在天然的声学环境中，突然或缓慢的声音或降低声音会导致声音有一个时间包膜，并随着各种振幅的变化。先前的研究调查了主要听觉皮层（A1）对改变振幅变化的声音（潮湿的声音）的响应特征，其中刺激性的声音压力随着时间的流逝而呈指数降低，振幅变化的声音（坡道声音）在时间轴上呈凸起的趋势，表明有两种类型的神经元的启发性：和对缓慢上升和衰减敏感的斜率细胞。但是，目前尚不清楚在主要听觉皮层以外的听觉区域中，将显示哪些响应模式。今年，对声音振幅变化的响应对于声音识别很重要，是从审计前皮层（AAF），后听觉皮层（PAF）和次级听觉皮层（A2）记录的，及其响应模式和特征分析了每个听觉区域的功能。大多数AAF细胞都选择突然变化的声音变化，并被归类为边缘细胞，而其余细胞则调谐以减慢声压的变化。这些细胞类型的分布与A1中的分布不同，并且发现AAF具有很高比例的细胞，这些细胞可以选择性地突然变化。另一方面，将大约一半的PAF和A2细胞分为细胞类型，这些细胞类型对声音变化的变化率具有选择性，并且将约40％分类为细胞类型，这些细胞类型对声音变化的方向具有选择性。细胞记录位点的分布表明，许多方向选择性细胞分布在A2中。