音声コミュケーション生物における個体認知の神経機構

声音交流生物个体认知的神经机制

• 批准号: 21K20695
• 负责人: 院田 雅裕
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-08-30 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K20695/
• 关键词: 歌鳥; 音声コミュニケーション; 個体認知; 鳴き声; 神経科学; キンカチョウ; 聴覚認知; 聴覚神経; 聴覚; 脳; 神経; 個性認知

本研究では、歌鳥（キンカチョウ）の社会構造構築の基軸となる「鳴き声の個体認知」の神経機構について、音声刺激設計・アルゴリズム開発によるアプローチを試みた。具体的には研究課題の遂行にあたり必須となる２つの音声刺激セット、「個体差あり鳴き声」「個体差なし鳴き声」の作成について重点的に行った。まず「個体差あり鳴き声」の作成については、歌鳥の鳴き声を収集する必要があったため、近隣の業者から15羽の歌鳥を購入して鳴き声のデータを収集した。また、記録音声の品質向上のため、録音環境デバイスの改善に取り組んだ。これらの試みにより、「個体差あり鳴き声」刺激セットの作成に必要なデバイスが整った。さらに、「個体差なし鳴き声」の刺激セットの作成については、「個体差あり鳴き声」を構成する音声データをデジタル処理することで、複数の個体の鳴き声が混ざった音を作成した。この刺激セット作成の際、コンピュータの計算処理能力に問題が生じたため、計算資源として１２８GBRAM メモリを導入した。これによりコンピュータの計算処理能力が格段に上昇し、高速に「個体差なし鳴き声」を作成できるようになった。以上のことから、本研究課題の肝となる音声刺激設計についてはおおむね完了したといえる。なお、購入したメモリは次年度に実装予定だった解析アルゴリズムへの適用も想定している。研究代表者の海外渡航により2022年3月をもって本研究課題は中断した。再開後は、作成した刺激セットを歌鳥に聞かせ、そのときの神経応答を脳内から取得できる系を構築し、最終的な「個体認知に関わる鳴き声の要因」の特定を目指す。

在这项研究中，我们试图通过设计音频刺激和开发算法来探讨“个体识别歌曲”的神经机制，这是鸣禽（斑胸草雀）社会结构的基础。具体来说，我们专注于创建对执行我们的研究任务至关重要的两个音频刺激集：“具有个体差异的呼叫”和“没有个体差异的呼叫”。首先，为了创造“歌曲的个体差异”，需要收集鸣禽的鸣叫声，因此我们从附近的供应商处购买了15只鸣禽并收集了它们的鸣叫数据。我们还致力于改进录音环境设备，以提高录制音频的质量。通过这些努力，为“通话中的个体差异”创建刺激集所需的设备已经准备就绪。此外，为了创建“没有个体差异的呼叫”的刺激组，对构成“有个体差异的呼叫”的音频数据进行了数字处理，以创建由多个个体的呼叫混合而成的声音。在创建这个刺激集时，计算机的计算处理能力出现了问题，因此引入了 128GB RAM 内存作为计算资源。这大大提高了计算机的计算处理能力，使得高速创造“没有个体差异的声音”成为可能。综上所述，可以说本课题的核心语音刺激设计已基本完成。还假设购买的内存将用于计划于明年实施的分析算法。由于主要研究者出国旅行，该研究项目于 2022 年 3 月终止。重启后，我们将建立一个系统，让鸣禽聆听所创建的刺激集并捕捉大脑内部的神经反应，目的是最终识别“与个体识别相关的歌曲背后的因素”。

项目成果

歌鳥の求愛歌識別評価のためのオぺラント行動実験系の構築

鸣禽求偶歌识别与评价操作行为实验系统的构建

• 发表时间: 2022
• 作者: Tomoya Shibahara;Kei Yamanaka;Kuniyuki Nakamura;Yoshinobu Wakisaka;Junya Kuroda;Hiroshi Nakane;Takanari Kitazono;Tetsuro Ago;岩﨑 萌恵，野口 姿奈，院田 雅裕，堀田 耕司，岡 浩太郎
• 通讯作者: 岩﨑 萌恵，野口 姿奈，院田 雅裕，堀田 耕司，岡 浩太郎