聴覚中枢における音の時間符号化機構

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聴覚情報処理過程において、音の時間的情報がどのような動的発火パターンとして神経符号化されるのかを明らかにするため、無麻酔除脳ネコ聴覚中継核における複合音刺激に対する神経応答を記録解析した。正弦波的振幅変調音および周波数変調音刺激に対し定常的な神経活動パターン応答が得られ、電場電位波形のフーリエ解析にて、変調周波数を中心とする振幅スペクトルの著明なピークが認められた。一方、呈示した複合音の中心周波数や変調周波数の値と等しい周波数の純音刺激に対する応答では、明らかなピークは出現しなかった。振幅変調音における中心周波数成分の位相をシフトさせた場合、振幅スペクトルと位相スペクトルは共に変化が見られ、振幅スペクトルのパワーは中心周波数の位相をπ/2シフトしたときに最小となった。また、非調和成分からなる振幅変調音刺激に応答した電場電位波形の相関解析にて、音波形の包絡との相関は認められたが、音波形の包絡極大点付近における微細構造のピークとの明らかな相関は見られなかった。スペクトルピークの出現はニューロンクラスターにおける同期振動発火の存在を示唆しており、刺激音波形における包絡の周期性という時間的情報が、その周期に位相固定した同期振動発火として符号化されていることが示された。また、各周波数成分間の相対的な位相変化という時間的情報が、同期振動発火の強度および位相の変化として符号化されていることが示唆された。