脳波,脳磁場を指標とした談話理解の可視化:解析の高度化と発達研究への応用

言語理解の神経機構については、脳波とくに誘発脳電位を用いた研究が多くの成果をもたらしてきた。しかしながら、従来の刺激にタイムロックした加算平均法には、1)時間的に広がりのある談話のような刺激を用いることが難しく、2)多くの繰り返しを要するので計測に時間がかかる,3)被験者の動き、瞬きがアーチファクトになる、という問題点があった。こうした問題に対処するため音声言語(談話)理解の成否を、他覚的に評価する「m系列変調法」を開発した。m系列は情報通信の分野で信号の符号化に用いられる2値(1と0の)擬似乱数系列で、簡単な2進演算で作成可能である。「m系列変調法」では、m系列で決まるタイミングで刺激談話の一部を無音区間(ギャップ)に置き換える。被験者にとっては、でたらめに無音部が挿入されたきれぎれの劣化音声となる。実際には刺激の50%の部分が無音部に置き換わって失われているが、前後の文脈から失われた部分が補完されて、全体としての意味をとることはできる。文脈にもとづく補完のため、脳はギャップごとに情報処理を行うことになるが、それに伴って誘発反応がでるとすれば、実験者が把握しているギャップを挿入したタイミングにあわせて、反応を信号として集めることは困難ではない。具体的には、この刺激を聴取させて計測した脳波と、無音部のタイミングをきめるm系列の相関関数を電極ごとに計算し、さらに相関関数に独立成分分析を施すと、効率的に談話理解関連成分を抽出することができる。本年度は独立成分得点から脳磁場の発生源の推定する方法を開発した。また。信号発生源を検索するために昨年度までの収集したfMRIデータを再解析したところ統計的に有意な男女差が得られたため、データの追加を行いさらに検討を行った。

言語理解の神経機構については、脳波とくに誘発脳電位を用いた研究が多くの成果をもたらしてきた。しかしながら、従来の刺激にタイムロックした加算平均法には、1)時間的に広がりのある談話のような刺激を用いることが難しく、2)多くの繰り返しを要するので計測に時間がかかる,3)被験者の動き、瞬きがアーチファクトになる、という問題点があった。こうした問題に対処するため音声言語(談話)理解の成否を、他覚的に評価する「m系列変調法」を開発した。m系列は情報通信の分野で信号の符号化に用いられる2値(1と0の)擬似乱数系列で、簡単な2進演算で作成可能である。「m系列変調法」では、m系列で決まるタイミングで刺激談話の一部を無音区間(ギャップ)に置き換える。被験者にとっては、でたらめに無音部が挿入されたきれぎれの劣化音声となる。実際には刺激の50%の部分が無音部に置き換わって失われているが、前後の文脈から失われた部分が補完されて、全体としての意味をとることはできる。文脈にもとづく補完のため、脳はギャップごとに情報処理を行うことになるが、それに伴って誘発反応がでるとすれば、実験者が把握しているギャップを挿入したタイミングにあわせて、反応を信号として集めることは困難ではない。具体的には、この刺激を聴取させて計測した脳波と、無音部のタイミングをきめるm系列の相関関数を電極ごとに計算し、さらに相関関数に独立成分分析を施すと、効率的に談話理解関連成分を抽出することができる。本年度は独立成分得点から脳磁場の発生源の推定する方法を開発した。また。信号発生源を検索するために昨年度までの収集したfMRIデータを再解析したところ統計的に有意な男女差が得られたため、データの追加を行いさらに検討を行った。