91992年3月25日■シンポジウムThe

JoyofNeuropsychology

珠算およびピアノ熟達者の大脳半球機能差について
八田武志＊

要旨：熟達者の脳機能を検討する実験を紹介した。珠算熟達老に数系列を記憶保持した後再生を求めた第1実験では，熟達者は非熟達者とは異なり，保持時間中に提示された数字には干渉を受けないが，そろぽん図や顔写真では干渉を受けた。手指運動と言語，計算課題を岡時に課した第2実験では，珠算熟達者は計算時に右半球を関与させ，非熟達者が左半球を関与させるのとは異なる傾向を示した。ピアノ熟達者を対象に触系列刺激の記憶再生を求めた第3実験では，熟達老は刺激をメロディに置換するなど特殊な認知方略を採用することが明らかとなった。これらの実験結果は，一定の課題を長期にわたって訓練した場合，課題の遂行に特別な認知方略を使うようになり，異なる大脳半球機能の働きが生じる可能性を示唆している。
Key神経心理学

8；g〜16

Words：半球特殊化，学習効果，珠算熟達者ピアノ熟達者，時間分割課題
hemispherespecialization，1earningeffect，

abacusexpert，

pianoexpert，

time−sharingal，

1989）。

task
1989；Hatta

1

はじめにet

さて，学習経験がラテラリティに影響するとBeaumont（1988）が指摘するように，実験いう指摘は，手話を学習した子供が手指の形の神経心理学は健常者が研究対象であり，その主認知に左半球関与優位の視覚誘発電位を示したたる役割は，健常者を対象に得られた知見を脳のに対して，学習経験のない子供は右半球優位損傷の正確な理解のために提供することやリハの視覚誘発電位を示したとする報告（Nevill，ビリテーション分野への示唆を提供することな1977）を始め，表記の学習経験に伴い単語認知どにあると考えられる。本稿では，健常者を対の視野差が左視野（右半球）優位から右視野象にして学習，訓練の脳機能への影響を検討し（左半球）優位へ移行したとする報告（Silber−た実験を紹介し，他の神経心理学の領域に寄与

berg

できる知見を探りたい。

zaki＆Hatta，1987）などでみられる。この以下記述する一連の実験は，一定の認知機能を長期間訓練した熟達者が認知課題を遂行するのであれぽ，一定の課題について長期にわたっとき，非熟達者とは異なる脳機能を示すかどうて訓練を重ねた熟達者の場合に，通常検知されetal，1979；Endoetal，1981；Yoshi−

ように学習経験によりラテラリティが変化するかをラテラリティ（大脳半球機能差）の視点かるものとは異なるラテラリティを示すことが予ら検討したものである。なお，本稿はすでに別想できる。熟達者は，非熟達者とは異なる認知の機会に発表した実験に基づいてまとめたもの方略を採用することが予想できるためである。

である（Hatta＆lkeda，1988：Hatta＆Ejiri，

ここでは，珠算熟達者とピアノ熟達者を対象

1991年11月13日
Hemisphere Function in Abacus and Piano Experts＊大阪教育大学心理学教室，Takeshi Hatta：Department of Psychology， Osaka University of Education−9一10

神経心理学

第8巻第1号表1

条件別にみた数字の平均記憶再生桁数ることによって，従来の報告とは異なるラテラ条

件

顔に，いわゆる熟達者が特殊な認知方略を採用すリティを示すのかどうかを検討する。とくに，実験群Mean

学習経験により右半球機能優位が左半球優位に

4．71

6，110．80

0．63

0．75

Ol5．72

6．58

0．91

0．65

LllG．67

そろばん条件数字条件

6．10

SDティの移行が生じるのかどうかを検討する。

5．82

0．70

統制群Mean方向（左半球優位が右半球優位へ）のラテラリ

5．

︶0％4

実ge

6．75

SD移行したことを指摘した前述の先行研究とは逆II

統制数字そろぽん

1：珠算熟達者の数記憶

被験者
30

29名の珠算熟達者で，平均2．4段（経験年数筆 ζ

4〜11年）の右きき成人（男10名，女19名）が

禄実験群の被験者となった。統制群の被験者は，珠算学習経験2ヵ月未満の右きき大学生29名

20

塁10（男10名，女19名）であった。いずれの被験者

iEも特記すべき神経学的問題のない者であった。

0刺激および手続き

各被験者は，毎秒一つの割合でヘッドフォン

一10から提示される6〜12桁の乱数を15秒間保持し図1た後，言語的に再生するよう教示された。15秒

顔条件

条件別にみた平均干渉率の保持時間の間，被験者は以下の4条件に示すある条件も有意となった（F2，76

干渉刺激を注視するように求められた。

〈0．OOI）。被験者群の要因は有意とはならな＝

41．

36，pa）数字（D）条件；横書きにした6〜12桁の数字

かった（Fl，38＝1．20）。下位検定の結果，実を印刷したB5判大のカードが1秒毎に提験群は数宇条件で統制群より優れ（Fl，144＝示される。提示される数字は記憶材料の数10．

字とは異なるものであった。

験群より優れた（F1，144＝15．27，b）そろばん図（S）条件；6〜12桁の数をそろぽんに置いたものを図示したB5判大のカーeo，p〈0．01），統制群はそろばん条件で実p〈0．01）。

顔条件では群間差はみられなかった（F1，144＝3．33）。

ドが1秒毎に提示される。そろぽんに置かれた数は記憶材料とは関係がない。

図1は，保持時間中に刺激が提示されたS，D，F条件での平均干渉量（R）を統制条件での再c）顔（F）条件；8×8cm大の成人の顔写真を中央生成績を基準にして求めたものである。Rの算に添付したB5判大のカードが1秒毎に提出式は，R＝（C−示される。

分析の結果，主効果である被験者群，条件，おd）統制（C）条件；15秒の保持時間中に何も提示されない。

結（S，D，F））÷Cである。分散

よび交互作用の全てが有意となった（F1，38＝9．17，p〈0．044；F2，76＝44．01，果2，76＝26．72，p〈0．

p〈0．001；FOO1）。下位検定の結果，交正しく再生された各条件での数字の平均桁数

互作用はそろばん条件，顔条件で，実験群が統を表1に示す。この指標では，たとえば最初の制群に比べてより大きな干渉効果を示したこと3桁が正しく再生され，4桁目で誤反応があっ（Fl，44＝28．52，12．54，ときは3点と得点化するようにした。分散分析

では干渉効果に群間差がみられなかった（Fの結果，被験者群と条件の間の交互作用が有意1，144＝1．43）ことを反映することが明らかにとなり（F2，76＝24．88，なった。

p〈0．001），主効果で一 10一

p〈0．00D，数字条件11

1992年3月25iヨ以上の結果は，実験群である珠算熟達者は，

（％〉

言語課題

数系列を記憶保持する際に統制群である非熟達老とは異なる方略を用いたことを示唆してい結果から，珠算熟達者は数系列を心象上のそろばんに置く方略を用いたことが推定できる。このことは「そろばん日本一」の被験者を対象に

4

競怒十罫汗る。記憶保持中に提示された刺激の干渉効果のメンタル・アバカスの存在を指摘したHatano＆Osawa（1983）の結果を支持するものである。また，顔条件でも干渉効果が大きかったこ
右手

左手とは，珠算熟達者の場合，心象の利用にかなりの範囲の視空間的機能が含まれる，言わぽ般化のようなものが見られるというHatta＆

暗算課題

（％）

Miyazaki（1990）らの指摘を支持するものと言えよう。これらの結果は，珠算への熟達が数の処理における認知処理方略差をもたらしたことを示唆している。

1

遼3・i

III実験2：珠算熟達者の計算および

蕊2。

言語聴取機能，1

被験者
実験には，実験群として平均2．9段の珠算熟達者23名（男子6名，女子17名），統制群とし

左手て珠算学習経験2ヵ月未満の大学生23名（男子6名，女子17名）が参加した。いずれの被験者も右ききであり，特記すべき神経学的問題は持

右手

亡コ統制群
睡】実験群
図2

言語課題，暗算課題における左右手の平均干渉率たない者であった。

刺激および手続き件とをランダムな順で合計24試行与えられた。

本実験では，手指運動と認知課題を同時に遂

各試行時間は15秒で，試行間間隔は7秒であっ行することでラテラリティを検討する，Kins−

た。各試行での打鍵数を結果の分析の指標としbourneタイプの2重課題法を用いた（Kins−た。なお，基準試行は被験老の疲労，練習効果

bourneを統制するためにテストの前，後，中途2ヵ所

andCook，1971；Kinsbourne

andHiscock，1982；池田・八田，1986）。手指運の計4ヵ所に挿入した。

結 果
認知課題の同時遂行が手指運動遂行に及ぼす動課題は，片手でコンピュータ・キーボードをII指一IV指一Ill指一V指の順に出来るだけ速く正確に打鍵することであった。一方，認知課題は干渉効果を以下の式で求めた。
干渉率＝100×（（基準試行一認知課題試行）÷

1）言語課題：イヤホーンから聞こえるニュー（基準試行））

スを聴取した後に実験者の質問に答えること，

2）計算課題：イヤホーンから聞こえる計算問
題を暗算することであった。各被験者は，左右この計算式によって求めた左右手別，条件別の手指運動のみを行う条件（以下基準試行）の干渉率を示すと図2のようになった。
言語課題での結果についての分散分析は，左と，左右手の運動と認知課題とを同時に行う条

右手の主効果と被験者群×左右手の交互作用が一一11一

12

神経心理学有意なことを示した（F1，44＝5，13，第8巻第1号

p〈0．05；

実験群の被験者には，ピアノ学習歴6年以上7．34，p〈0．01）。交互作用についての下位検定の特別音楽課程の大学生20名（男子10名，女子

では，統制群では右手の干渉率が高いのに対し10名）を用い，統制群の被験者には国語学，心て（F1，44＝12．37，理学専攻の大学生で，特別なピアノ学習経験をp〈0．01），実験群では左右手間に差がみられないことが示された。

持たない20名（男子10名，女子10名〉を用い一一方，計算課題の結果についての分散分析
は，被験者群の主効果と左右手×被験者群の交互作用が有意となった（F1，44た。いずれの者も右ききで，特記すべき神経学的所見を持たなかった。

・64．11，19．79，

刺激および手続き系列的な触刺激を提示する装置として，触覚p〈0．01）。下位検定の結果，有意な交互作用は実験群では左手の干渉率が高いのに対して統制刺激装置（Sanwa群では逆に右手の干渉率が高いことを反映しては，被験者の各指にあらかじめ設定した強さ，いた。

時間，刺激種の触刺激が提示できる装置である

これら2重課題の結果は，言語課題については被験者群間に差はみられないが，計算課題で（Hatta＆Moriya，1988）。各被験者は，手のは被験者群間に差がみられることを示している。2重課題法の背景理論では，認知課題の遂個の刺激が提示された後，刺激された順に指を行に左半球が強く関与すれぽ右手の手指運動遂行に干渉が生じ，逆に右半球が強く関与すれぽ刺激は34〜45V，20mA，300msの矩形波で500msの時間間隔で与えた。刺激の強さはあらか左手での運動遂行が干渉を受けることになる。

じめテストし，各被験者毎に検知可能で強すぎこのような考え方に基づいて，所与の認知課題ないものとなるように設定した。刺激を与えるへの左右半球の関与を検討する本実験の結果

指の順序はランダムとなるようにし，左右手そは，珠算非熟達者が計算時に左脳の方を強く関れぞれにつき15試行を与えた。左右手への提示与させていたのに対して，珠算熟達者は計算時順序は被験者間でランダムになるようにした。

Ho−87）を用いた。これ

ひらを下にして装置上に片手を置き，・5，7，9上げて再生するように求められた。用いられたに右半球を関与させていたことになる。これら結の結果は，計算には左半球が強く関与するとい刺激された指を正しい順序で再生できた場合

うBrain（1964），Bogen（1975），果に得点を与えた。たとえば1−2−2−5−5Sperry（1968）らの脳損傷者での指摘が珠算非熟達者に対しては当てはまるが，珠算熟達者ではむし− 3−4の刺激に対して1−2−3−4−5−4−3と再生した反応では指と提示順番が一致

ろ右半球の関与が強く，異なる半球が関与するするものは3つなので，3点を与えた。なお，ことを示している。実験1の結果からも推定で全試行正解すると105点となった。このようにきるように計算に心象を用いるという認知方略

して得た平均再生数を被験者群別に示すと表2を採用したためではないかと考えられる。言語のようになった。左右手，被験者群，性を要因

課題での結果が群間に差を認めず，左半球の関とする混合型分散分析の結果は，被験者群，性与が大きいと解釈できることや，計算と手指運の主効果（Fl，36＝12．84，6，30，動を同時に行うときの干渉の大きさなどからも，実験群は異なる認知方略を用いて計算課題験者群×性（F1，36＝を実行したことが推定でき，これらが学習経験用が有意となった。下位検定の結果からは，によってもたらされた可能性を示唆している。

1）統制群では，左右手，性，交互作用いずれも有意とならないこと，2）実験群では，左手IV

実験3

実験3−A

被験者

ピァノ熟達者と触系列刺激認知群×左右手（Fl，36・・5．12，6．

p〈0．02），被p〈0．03）と被験者

01，p〈0．02）の交互作の成績が右手より優れること，3）実験群では男子の成績が女子より優れること，4）実験群の女子では左手の成績が優れることが顕著であ
一 12一

1992年3月1325日

表2

表3

左右手別にみた実験群および統制群の平均再生得点
統制群

75．

46．80

実験群

統制群

左手MeanSD
右手Mean
SD

52．00

44．77

S条件

02⊂05
72nU
3丞4
う0001
CU185

実験群

左右手別にみた実験群および統制群の平均再生得点

D条件

左手男子MeanSD
女子MeanSD

90

12．07

9．

28

57、00

47．90

9．69

15．39

右手男子MeanSD
女子Mean
SD

71．40

SO．

14．23

15．35

49．80

47．70

9．61

19．62

左手MeanSD
右手MeanSD

90

12．67

14．

52．09

40．18

10．86

10、6977

45．27
10．

SO

44、369、95

ることが明らかとなった。つまり，実験群の成14．91，6．5，p〈0．015），被験者群×条件と被績が統制群より優れ，実験群では左手優位がみ

験者群×条件×左右手の交互作用が有意となっられるが，統制群では左右手間の成績に差はなた（F1，42・5．34，5．85，p〈0、026）。下位検定の結果，実験群では，条件の主効果と条件×いということになる。
実験3−B

左右手の交互作用がうかがわれた（Fl，被験者21．92，p〈0．001；2．86，63＝p〈0．09）。

実験群をcはピアノ学習経験6年以上の特別音

分散分析の結果をまとめると，1）実験群は楽課程大学生22名（男子8名，女子14名），統制群には特別なピアノ学習経験のない大学生22

統制群より成績が優れること，2）実験群では名（男子11名，女子11名）が被験者となった。

干渉効果を示したこと，3）実験群ではS全員右ききで，特記すべき神経学的問題を持た件では左手の成績が右手より優れたが，D一条ないものであった。

刺激および手続き

件では左右手間差はみられないこと，4）統制群ではS一条件とD一条件間に差が見られず，使用した装置は触刺激装置をはじめ実験3−A

メロディは干渉効果を示さなかったことが明らS一条件がD一条件より優れ，メPディ提示がと同じであり，一般的実験手続きも同様であ−S？

かにされた。

る。ただ，本実験では，触刺激と同期してメロ実験群の成績が優れる原因を探るために，被ディがヘッドフォンから提示された。メロディ

験者が使用した処理方略をまとめると，次の4はコンピュータでランダムに合成したものであ種になることが判った。

る。各被験者は，実験3−Aと同じように，触系

1）メロディ・タイプ：指先への系列刺激か列刺激だけが提示される条件（以下S一条件）

らメロディを喚起し，記憶再生に利用したと触刺激に加えて音刺激が同時に提示される条

2）ドレミ・タイプ：指先への系列刺激を音件（以下D一条件）をランダムな順序で行った。各被験者は左右手それぞれに15試行ずつ合階に置き換えて記憶再生に利用した
3）数字タイプ：指に番号を割り振り，系列計30試行を行った。実験終了後，各被験者は課刺激を数系列に置き換えて記憶再生に利用

題遂行時の方略について質問を受けた。

した
4）傍観タイプ：特別な方略を利用せず，指結 果
実験3−Aと同じ方法で得た平均再生数を被験者群別，．実験条件別に示したのが表3である。

先を見ていた
表4はピアノ学習経験の量と使用した認知方分散分析の結果，被験者群，条件，左右手の主略の関係を示したものである。この表から明ら効果がいずれも有意になり（F1，42＝15．36，

かなように，実験群の被験者ではメPディ・タ
一 13一

14

神経心理学

表4

したがって，ピアノ学習経験の長い被ピアノ学習経験と採用認知方鰭のタイプ（人数）
3〜5

ドレミ

つ0JCV0

傍観表5タイプ

4ぴ01

31

メロアイ

数字

6〜8

9〜11

12〜14

ワム2

0〜1

−己U

タイブ

第8巻第1号

15〜17年験者では異なるラテラリティを示した
ことになる。

3

V

おわりに紹介した〜連の実験は，いずれも熟達者は非熟達者とは異なる認知方略を使用して課題に取り組んでいることを認知方略別にみた左右手の平均再生得点示唆するものであった。珠算熟達者でD一条件

S一条件
左手

右手

左手

右手

は，数の記憶において心象を媒介としメPtアa80．2

62．3

61．8

61．7

た方略を用い，計算課題の実行に，右ドレミ

52．9

47．3

40．9

40．

数字66．2

51．0

56．4

52．7

傍観

37．9

32．1

42．4

42．3

イブ，ドレミ・タイプ以外の方略を使用した者

6

半球の強い関与をうかがわせた。また，ピアノ熟達者は，系列刺激の解析にメロディ方略を使用することが推定でき，右半球の強い関与がうかがわれた。これはほとんどいないことが判る。さらに，学習経らは，従来指摘されている健常者のラテラリ

験の少ない被験者では傍観タイプ，数字タイプティとは異なるものである。統制群の被験者でがほとんどであり，メロディ・タイプやドレミは，従来の指摘を支持する結果が得られている・タイプの方略を使用しないことが判る。

ことからもこれは熟達者に特有の傾向というこ

表5はこれら被験者が利用した認知方略別に平均再生量を示したものである。分散分析の結とができる。つまり，熟達者は非熟達者とは異なるタイプの大脳半球機能により課題を遂行し果，処理方略タイプと条件の主効果が有意とていることがうかがえる。また，従来は学習経なった（F3，40

F1，40＝28．49，

験によって右半球優位が左半球優位に移行した

p〈0．01）。条件×左右手と方略タイプ×条件×報告のみであったが，逆の方向の移行も生じ得＝13．92，p〈0．01，

左右手の交互作用も有意であった（F1，40＝ることを示している。本研究で用いた熟達者の4．60，p〈0．038；F3．

脳機能の特殊性が，個人の特殊性に帰属する可40・2．87，p〈0．048）。下位検定からは，傍観タイプを除いた方略群で条能性も残しており今後の検討が必要であるが，件間に差異がみられた。これらの結果をまとめ特定の課題を長い期間にわたって訓練した結ると，1）メロディの伺時提示は傍観タイプを果，もたらされたと考えてよかろう。これは，使用した被験者以外では干渉効果を示すこと，

実験3−Aでの学習経験量と採用方略の関係や，2）使用した方略によって成績が異なること，

珠算学習経験量を変数にし，計算時のラテラリ

3）メロディ・タイプとドレミ・タイプを使用した被験者の成績は他の2タイプの方略を使用

ティを検討した実験（八田・神庭，1989）で，訓練量と暗算時の右半球関与に一定の関係があした被験者より優れること，になろう。

ることが明らかになっていることからも指摘でこれらの結果は，実験群ではメロディ・タイきる。『一定の課題を長期にわたって学習訓練す

プ，ドレミ・タイプなどの処理方略を使用したることで，課題に関与するラテラリティが変化ために成績が優れたことと，このような課題遂することは，認知機能のリハビリテーションを行に有利な方略は学習経験の量が多い者によっ計画する上での理論的背景に示唆を与えるものて採用されることを示唆している。従来からメと考えられる。

ロディの処理は右半球機能が優れることが報告されてきており，刺激系列の時空間的解析は左1）Beaumont

半球機能優位とされている（Beaumont，1988）。

logy．

一一14−一文献
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1992年3月25ff
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Psychology

abacusIkeda

FA，

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Neuropsychologia

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in

abaCUS

andpianO

UniversityofexpertS

管

TakeshiTo

examinetheDepartmentofhemispherefunctioninginthreeconditions−sorobanconducted．

In

digitssequences，

experts，

thyee

experiments

wereExperirnent

1，adacusexpertsandsubjects

weregiven

digitmemory

thePsychology，

Hatta

control

tasks

under

Osakaandte（玉tosubjects

duringTheabacusexperts

一一15一Education

pictures，

human
the

picturesoffaces

werepresen・retention

period

of

were

more

affected

15s・

bythe神経心理学

16

presentation

of

than

by

raore

interference

entation

ment

the

theofdigits，orsorol）anandandcontrol

subjectsringtasks．

TheTheation

onrighthandlefttappings．

abacus

rence

while

the

rence

effectsonExperiment

Wereongreater

giVen

In

left

hand

Experi−betterthanmental3−B，theexpertsbothsequential

tasks

was

on

calcul−strategy

greater

into

news

controls

showedgreater

SeqUential

andtaCtile

given
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melodies）simultaAeously．

The

stimuli

bythe

piano

as

transforming

likea

melody．

oftheexpertsaspecialresults

listening

such

as

using

imagery

pianists

employedtactilesuggestcognitive

code

in

that

digit

tactllestilm面into

amelody

improve

theirperformances．

results，effects

offunction

were

StimUliupontheseand

ces

on

一 16一

hemisphereex−strategies，

transforming

sub−

me・

specialstimuliinterfe−controlhemisphereofa。

retentien，

torightthediffe−

haRdusingof

presentation

expertssuch

employed

andrecog斑tion

withis，

perts

Experimentauditory

tactilesomething

These

whe−

In

werestimuli

effectshand．

pianists

contr．ols

Thatmentalinterferencethegroup、andinterferedlodies．

showedtapping，

controltheandpianists

performed

and

the

sequential

presented

superierity

pianists

m面（unrelatedtime−sha・no3−A，

TheIn

showedright

fingers

fingers．

forexperts

thestimu｝atedtheexamined．

experts

showedtheaabacus

theabacus

effects

handinreportlifting

showedusing

weretobypres−auditorily

that

asked

order

showednewS−liStening

tapPings

condition，condition，

jeCtS

ofrevealedcontrols

Intestedfingerresu｝ts

interference

reas

waseffects

were

thebyinfaces

thepictures．

tasks

andandcontrols

thanspecialization

verbalcalculatiOnsequential

thedigitshemispherecalculation

me泣alpictureswhereas

from

faces

2，

soroban

第8巻第1号

memoryengagement，

somethinglearning

like
Based

experien−

discussed．