論文

高齢者に対する高周波非可聴音の認知行動への効果【長期的な高周波非可聴音を含む音楽聴取による健常高齢者の心理行動の変化】
岡田 裕之 1,2、清水 良幸 1、尾内 康臣 2,3

Effects of high frequency inaudible sounds on cognitive behavior in elderly people【Changes in psychological behavior of healthy elderly people by long-term listening to music including high frequency
inaudible sounds】
Hiroyuki Okada PhD. 1,2、Yoshiyuki Shimizu PhD. 1、Yasuomi Ouchi MD.PhD. 2,3

要約 高周波非可聴音の認知活動に対する効果はよくわかっていない。我々は、認知機能が正常な高齢者に対して、高周波非可聴音を含む音聴取刺激の認知精神活動に対する効果を検討した。有料老人ホームの協力を得て入居高齢者に対し高周
波非可聴音の有無により 2 群のグループにわけ、2 種類の音楽聴取を継続的に 18 ヶ月間実施し、定期的に質問紙法によるア
ンケート、POMS（Profile of Mood State）気分評価を測定・実施した。気分評価結果から、高周波非可聴音を含む音楽を継続聴取したグループで有意に活力の維持や怒りの抑制が見られ、意欲的な外出回数の増加が示された。これらの結果から、高周
波非可聴音は、積極的な精神活動をもたらすことが示唆され、高周波非可聴音には意欲賦活を含む快刺激効果があると推察した。
Keywords : POMS、MMSE、認知行動、高周波非可聴音、ハイパーソニック・エフェクト、音楽

1. 緒言

波非可聴音は耳からの刺激入力ではなく身体全体で刺激をヒトの可聴域を超える高い周波数音[1, 2]が生体に影響感じている可能性が若年者ボランティアによる検証としてを与えるハイパーソニック・エフェクトに関する研究[3, 4]

報告されている[3] [5] [6] [7]。また、健常高齢者に対する高が大橋らのグループにより様々進められている。これらの周波非可聴音による脳賦活検証を PET や EEG で行った研

高周波音はインドネシアの民族音楽であるガムランや山奥究も岡田らから報告されており、ガムラン音楽以外の聴取

深い森林など自然環境に存在する音などに多く含まれるとにおいても高齢者の脳幹部が賦活されていることが示されされ、これまでに若年者を対象としてハイパーソニック・ている[8]。

エフェクトに関する検証が行われてきた[3]。これまでの先

しかし、このハイパーソニック・エフェクトが通常の日行研究により、脳幹部の血流増加、及び後頭葉における α

常生活の中で生じる認知活動にどのような効果を表すか、波の増強と、それが時間遅れで発生すること、また、高周

特に高齢者における効果はよく検討されていない。加齢とともにヒトの認知活動は低下する[9, 10]。今日の少子高齢化社会では高齢者の長期的自立の維持は重要な課題となっ2019 年 3 月 31 日受付，2020 年 9 月 7 日受理ている。認知活動の賦活や維持には、薬物[11, 12]や様々な* 浜松ホトニクス株式会社 グローバル・ストラ
テジック・チャレンジ・センター ビジネス・
アクセラレータ
Hamamatsu Photonics K.K., Global Strategic
Challenge Center, Department of Business Accelerator* * 一般財団法人 浜松光医学財団 浜松 PET 診断
センター
Hamamatsu Medical Photonics Foundation,
Hamamatsu Medical Imaging Center** * 国立大学法人 浜松医科大学 光尖端医学教育
研究センター 生体機能イメージング研究室
Hamamatsu University School of Medicine,
Department of Biofunctional Imaging

行動療法[13-15]が報告されているが、それらの刺激に対す
る脳活動変化と付随する認知活動変化の効果を同時に論じたものはないため、客観的かつ有効な認知活動刺激方法として受け入れにくいという批判もあった。今回、我々はハ
イパーソニック・エフェクトが高齢者の日常生活においてどのような認知精神的側面に影響を与えているか、長期的な高周波非可聴音を含む音楽聴取による健常高齢者の心理
行動の変化に着目してその効果を検討した。考察では、先行研究[8]による画像学的な脳幹賦活所見との関連にも言
及した。

-3-

高齢者に対する高周波非可聴音の認知行動への効果【長期的な高周波非可聴音を含む音楽聴取による健常高齢者の心理行動の変化】

尚、本報は 2016 年 9 月第 6 回日本認知症予防学会 2A-15

ローパスフィルターによる超高周波領域カット再生の 2 種にて口頭発表し、浦上賞を受賞した内容を基にまとめたも類を比較する形で実施した。

のである。
【表-1】 音源提示装置の一覧

2. 方法と対象

Table1 Configuration of acoustic stimulation system

有料老人ホーム入居の認知機能の正常な高齢者をランダ
ムに 2 群に分け、それぞれの群に高周波非可聴音を含む音楽聴取と、高周波非可聴音を含まない音楽聴取を 18 ヶ月間継続し、定期的に質問紙法によるアンケート、POMS（Profile of Mood State）気分評価を測定・実施した。
検証開始時の MMSE 得点が 26 点以下であった者、中途辞退者を除き、下記 2 グループを解析対象とした。
A+（非可聴音あり）グループ：高周波非可聴音を含む音楽を聞かせるグループ（平均年齢 76.6 歳 SD±5.2 歳、男性
3 名、女性 4 名、合計 7 名）。
B-（非可聴音なし）グループ：高周波非可聴音を含まない音楽を聞かせるグループ（平均年齢 75.7 歳 SD±2.1 歳、検証の際、各グループ被験者の聴力レベルをオージオメ

2-2. 高齢者における認知精神活動の検討：POMS による気分評価とアンケートから見られる行動変化ーター（GN リサウンド：型名 ITERA）により測定した。

2 グループとも 18 ヶ月間毎日 15 分以上の音楽聴取刺激

図-1.に示す通り、125Hz,1000Hz,4000Hz,8000Hz 純音測定にを与え、精神活動や日常行動に関する質問表を用意して自よる被験者の聴力レベルは若年者と比較[16]して全般的に己回答してもらった。継続的な音楽聴取刺激に用いた音源低下しており、特に 4000Hz～8000Hz の周波数領域で顕著

は市販の SACD または DVD-Audio 音源[17]15 種類で、クであったが、日常生活に支障を来たす状況ではなかった。

ラシック音楽を中心に高周波非可聴音が含まれている録音

男性 2 名、女性 4 名、合計 6 名）。

を選択して使用した。それらのリストを【表-2】に、また検査項目について【表-3】に示す。

【図-1.】 被験者純音聴覚レベル
Fig.1 Hearing acuity of participants using pure tone

【表-2】 提示音源リスト

2-1.高周波非可聴音の提示装置
音源提示装置の構成を【表-1】に示す。また、可聴領域とTable2 List of Acoustic stimulus sound source

高周波非可聴領域を弁別する為に用いられるフィルターのカットオフ周波数は 22kHz とし、フルレンジ再生と 22kHz-4-一般社団法人

日本認知症予防学会誌
Vol.10 No.1, 2020

【表-3】 高齢者長期追跡実験検査項目

ターにおける倫理委員会（浜医公 898 号）の承認の下、実Table3 Experimental test items of long-term follow-up for elderly施された。

subjects

尚、協力いただいた有料老人ホーム並びに本研究への参加候補者に対して、本研究の趣旨、実施内容、聴取する音源や音に関する安全性、取得データに関する匿名化など個
人情報保護に関する対応を文書及び口頭にて説明会形式で実施し、文書による同意が得られた方を対象に実施した。
また、高周波非可聴音聴取による被験者への周波数依存による副反応に関してはこれまで報告は無いが、産業界などで一般的な空中放射超音波に関しては過度な音響エネル
ギーに暴露されると吐き気、耳鳴り、頭痛、疲労などの症状が出ることが知られている。本研究の高周波非可聴音のヒトに対する安全性は、国際放射線防護学会（International

2 群各グループの各被験者には実験終了まで聴取音楽に

Radiation Protection Association : IRPA） の安全基準[19]に記

高周波非可聴音が含まれているか、含まれていないか、に載の閾値と比較して十分に小さい音圧レベル 85dB (dB

ついては分からない状況下で実施し、各グループの被験者

re:20μPa)以下で実施することで安全性を担保した。

は毎日 15 分以上音楽を聴取し、鑑賞時間、時刻、気分の良し悪し、感想などの主観評価を鑑賞時間記録表として毎日

3. 結果
3-1. 認知精神行動学的検討の結果
3-1-1. POMS による気分評価

記入した。
また、月に 1 回、グループ毎に全員がホールに集まり全員で同じ曲を鑑賞する音楽鑑賞会を 1 時間実施した。鑑賞会の前後では、気分（緊張、抑うつ、怒り、活力、疲労、気分評価の質問紙法として POMS により気分と感情を当惑）評価の為の POMS 検査[18]を実施し、気分の作用す測定した結果、A+非可聴音ありグループにて活力の維持・る要因（生活・体調・音楽体験など）を調査する為のオリ低下防止 【図-2】の効果が確認された。分散分析について

ジナルアンケートを鑑賞会後に実施した。このアンケート

はグループの主効果が有意で（F(1,11) = 7.574、p = 0.019）、

では、
日々の生活の中で嬉しいと感じた出来事（良い気分）

回数についても有意差が認められた（F(15,165) = 2.936、p =の割合や、その他の音楽鑑賞や買い物、散歩など外出回数

0.033）。交互作用については有意差が認められなかった。

の変化など積極的行動の変化の割合を調査した。

各回個別にグループ同士で比較すると、3（p = 0.037）、8POMS の解析は第 1 回目素点の合計を基準とし、各項目（同 0.045）、10（0.031）、11（0.030）、14（0.022）、15（緊張、抑うつ、怒り、活力、疲労、当惑）ごとに 2 要因

（0.047）、17 回（0.020、補間値は除外）で p<0.05 となるの分散分析（被験者内因子：回数、被験者間因子：グルー

回もあったが、多重性を考慮すると有意差は消失した。

プ）を行った。回数および交互作用が有意であった場合、

また、A+非可聴音ありグループにて怒りの抑制 【図-3】

Mauchly の球面性の検定を行い、必要に応じて Greenhouse-の効果が確認された。分散分析についてはグループの主効

Geisser による p 値の補正を行った。有意差が認められた項果が有意（F(1,11) = 6.479、p = 0.027）、回数、交互作用に目については Mann-Whitney の U 検定を実施して両グルー

ついてはいずれも有意差は認められなかった。各回個別にプで比較した。多重性の補正は Holm の方法で行った。な

比較すると 4（p = 0.045）、10（同 0.045）、13（0.012）、

お、欠損値がある場合は補間して解析を行った。質問に未16（0.020）、17 回（0.020、補間値は除外）で p < 0.05 とな回答がある場合は残り回答の点数の平均点を加算し、未提る回もあったが、多重性を考慮すると有意差は消失した。

出の場合は前月の結果で補間した（17 回目のみ実施）。解

これらの効果は長期間に渡り継続していることも分かった。

析は MATLAB(Mathworks)で行った。

鑑賞会の前後の比較では、いずれの項目についても有意な

オリジナルアンケートについては各質問に対する有効回差は見られなかった。

答数を集計し、回答割合に 2 群間で傾向に違いがないか比較した。
以上の研究実施内容は、浜松ホトニクス研究倫理委員会（承認書：第 H-14 番）並びに浜松市医療公社浜松医療セン-5-高齢者に対する高周波非可聴音の認知行動への効果【長期的な高周波非可聴音を含む音楽聴取による健常高齢者の心理行動の変化】【図-2】 POMS による気分評価（活力）・B-（非可聴音なし）グループ：29.2±0.8

Fig.2 The mood assessment (Vigor) by POMS

【検証後】
・A+（非可聴音あり）グループ：28.6±1.0
・B-（非可聴音なし）グループ：29.0±1.1
検証前後で両グループとも MMSE の大きな変化は見られなかった。

3-1-3. 調査日誌、アンケートから見られる行動変化
3-1-3-1. 音楽聴取時間
調査日誌記録による毎日の聴取時間はいずれも月平均で
毎日 15 分以上であった。記録上、体調不良などで 15 分以上の聴取が出来ない日があった場合には、月平均の 1 日聴取時間が 15 分以上あると確認できた場合には毎日聴取していたものと判断した。

聴取期間中の両グループの 1

日平均音楽聴取時間は、A+（非可聴音あり）：約 40 分間、
B-（非可聴音なし）：約 34 分間であり、非可聴音ありグループで鑑賞時間が長い傾向がみられた。

3-1-3-2. 買い物や散歩など外出回数
毎月のアンケートで、音源提示装置設置前とくらべて、外出回数はどうですか？（初回のみ）
以前とくらべて、外出回数はどうですか？（2 回目以降）【図-3】 POMS による気分評価（怒り）

の設問に対し以下の回答を得た。

Fig.3 The mood assessment (Anger) by POMS

回答：増えた：1、やや増えた：2、どちらともいえない：
3、やや減った：4、減った:5、わからない：6、以上の回答
から有効回答を集計したところ、17 回の集計で 2 群間で以下のような傾向があった。【図-4】【図-4】 ２グループのアンケート結果【外出回数の変化】
Fig.4 Summary of questionnaire in two groups (Change in thenumber of going outdoors)

3-1-2. MMSE の得点変化 （平均±標準偏差）3-1-3-3. 嬉しいと感じた事、良い気分の割合【検証前】

毎月のアンケートで、この１ヶ月間で嬉しいと感じた事

・A+（非可聴音あり）グループ：28.6±1.3はありましたか？の設問に対し、①とても嬉しいと感じた-6-一般社団法人

日本認知症予防学会誌
Vol.10 No.1, 2020

事があった、②やや嬉しいと感じた事があった、③なかっ音）により脳幹、視床などから発する報酬系部位の賦活（血た、④わからない、の 4 択で回答を得た。17 回の集計で 2

流増加）や脳波 α 波の出現率の増加などの報告がある。[6,群間で以下のような傾向があった。【図-5】7]大橋らの研究によると、この脳賦活部位は、脳幹、視床、また、毎日の調査日誌記録で、今の気分はどうですか？

視床下部、上部脳幹から発し、前帯状回および前頭前野への設問に対し、1 から 9 段階で回答を得た。【1:悪と広がるモノアミン系と推定される神経ネットワークから→2→3→4→5:普通→6→7→8→9:良】 その結果、本デー

さらに頭頂葉楔前部が抽出される。脳幹、視床やそこからタ収集期間 16 ヶ月の平均で、A+（非可聴音あり）の気分

大脳辺縁系、大脳皮質へと投射するモノアミン系ネットワ

平均値は 7.4、B-（非可聴音なし）の気分平均値は 6.9 であークは情動・感性にかかわる報酬系に属し、美しさや快さり、A+（非可聴音あり）の方がやや高い。両群とも気分平を司る感性脳と、脳幹、視床下部は生体制御系である自律

均値 4 以下の回答は少なくほとんどが 5 以上となっている

神経系、免疫系、内分泌系の中枢として健康を司る生命脳

中、B-（非可聴音なし）では、気分平均値 5:普通と回答しを構成する。これらの基幹脳と言える部位の賦活により呈た割合が全体の約 1/4 と多い傾向がみられた。

示された聴取音がより美しく快く聴こえた可能性がある。

【図-5】 2 グループのアンケート結果 【嬉しいと感じた

超高周波音はさらに、がん細胞に対する一次防御の主力とことの頻度】

なる血中 NK 細胞活性、生体防御活性の強さと快適度の高

Fig.5 Summary of questionnaire in two groups (Frequency of

さを示す免疫グロブリン A 濃度、精神ストレス対処活性の強さを示すクロモグラニン A 濃度が統計的有意に上昇し、ストレス指標となるアドレナリンの血中濃度が低下したと報告されている。[27]また、これらに加えて被験者の快・不快などの感性反応を反映した微妙な音質差の弁別が可能な
音量自己調整法による検証では、超高周波音呈示は単独可聴音呈示と比較してより大きな音量となるように被験者が自発的に音量を設定することが統計的有意に分かったとの報告[28]や、これらの結果並びに基幹脳の賦活とリラックス状態で多く出現する脳波 α 波の後頭部での出現率は有意に相関しているとの報告[6]もある。
これまでの検討では若年者を対象とした検討が主体で、反応性のよい若い脳の知見だった。今回はじめて平均が 75

feeling comfortable)

歳以上という高齢者での認知行動変化を検討した。これまでの高齢者を対象とした高周波非可聴音聴取時の PET に

3-1-3-4. その他の音楽鑑賞の頻度よる研究[8]で若年者と同様に脳幹領域に反応が見られた

毎月のアンケートで、この 1 ヶ月間で、自宅及びホール

ことは、この刺激が高次機能を司る新皮質というよりも原での音楽鑑賞以外の音楽を聴く機会を調査した。17 回の集始的機能を司る古皮質への効果を示す物だと考えられる。

計で A+（非可聴音あり）は 67.8%、B-（非可聴音なし）はさらに今回エントリーした高齢者の聴覚機能をオージオメ

29.4%の割合で本研究以外の音楽鑑賞をしていた。A+（非ーターで測定した結果、聴覚は維持されているものの明ら可聴音あり）の方が音楽を聴く機会が多い傾向がみられた。

かに若年者よりも低下していることが確認されている。このような中で若年者と同様な反応を示したことは、この非

4. 考察

可聴音は聴覚神経のみを経由する刺激ではないと想像されこれまでの先行研究により高周波非可聴音による共通のる。このことは、2004 年に小川らが行ったイヤフォンタイ

効果として脳幹部、中脳の賦活が確認されている。これら

プのヘッドフォンを用いた高周波非可聴音提示では α 波のの領域はドーパミン、セロトニン、ノルアドレナリンなど増強が認められなかった報告[29]や2006 年に大橋らが報告

神経伝達物質の起始核を包含している。特にドーパミンはした可聴音をイヤフォンにて呈示し、非可聴高周波音をス

意欲の調節に[20, 21]、セロトニンは意欲や情動の制御[22-ピーカーから体表面に提示した場合に α 波が統計的有意に24]に、アドレナリンは注意[25, 26]のコントロールに関わっ増強された報告[27]とも整合が取れる結果と言えよう。こているが、非可聴音はこれらの神経調節に何らかの刺激効のことより、脳を賦活するという点において、この非可聴果を示している可能性がある。実際にガムラン音楽での知音は年齢に影響されない刺激であると言える。問題は完全

見では 20kHz 以上の高周波領域音を含む可聴音（超高周波-7-高齢者に対する高周波非可聴音の認知行動への効果【長期的な高周波非可聴音を含む音楽聴取による健常高齢者の心理行動の変化】に聴覚を失ったヒトに対して同様なことが示されるかは今

基づく脳賦活と日常生活上の精神行動学的な陽性効果を高後の検討を期待したい。

齢者で示すことができた。今回は認知機能が正常な高齢者

今回の長期的な精神行動学的検討から初めて示された重を対象としたものだが、患者自らが能動的な動作を要求さ要なことは、非可聴音聴取で高齢者の活力が維持され、怒れない点でこの非可聴音刺激が有効な認知症対策の一つとりの頻度が低下したことである。これまで活力とは脳のドして導入できるのではないかと考えている。今回、本検証

ーパミンの活動と関連して前頭前野、側坐核などの報酬系

前後での MMSE は両群共に大きな変化は確認されなかっや線条体の活動と関係があるとされ、また報酬を得る為にたが、認知症への効果の検証は今後検討されることに期待

費やす努力と報酬の大きさは相関があると言う報告[30]がする。また、今後前頭葉賦活などに着目した f-NIRS（（機ある。また受動的音楽聴取は側坐核における細胞外ドーパ

能的 near-infrared spectroscopy）などの簡便な手法を更に小ミン濃度を有意に上昇させ、セロトニンに関しても音楽に型化、高機能化し、ウェアラブルなデバイスとして評価し暴露された動物で有意に高いことが分かっている[23]。先活用することで、日常生活を送る高齢者や認知症患者の行研究において高周波非可聴音の高齢者への聴取により脳日々の活性状態を知ることができると期待される。

賦活が確認された脳幹中脳はそこから大脳辺縁系、大脳皮5. まとめ質へと投射するモノアミン系ネットワークであり情動・感性にかかわる報酬系に属する。これらのことから今回検証

高齢者に対し高周波非可聴音を含む音楽の継続的な聴取された高齢者における継続的な活力低下防止の効果が裏付

により心身が活性化された状態が保たれることを初めて示けることが出来ると考えられる。また、怒りの抑制に関しした。これまでの高周波非可聴音効果への懐疑的な解釈をても高周波非可聴音は、精神ストレス対処活性の強さを示

覆し、高齢者への効果的な脳刺激法として位置づけること

すクロモグラニン A 濃度を上昇させ、反対にストレス指標ができた。さらに検討が待たれるがこれらの結果を種々認となるアドレナリンの血中濃度を低下させるとの報告[27]

知症患者へ応用し、長期的な自立生活が維持できる有効なからも説明できると考えられる。

脳賦活療法として期待できると考えている。

これらを総合すると高周波非可聴音は、上記した脳領域の活動が陽性転化する作用があるのではないかと考察する。

謝辞

これらの精神活動の前向き的変化は高周波非可聴音刺激でこの研究を長年に渡りサポートしていただいた浜松ホト

実際に α 波が増大し脳への快感状態・ストレスフリー状態

ニクス株式会社、また、検証実験に協力いただいた被験者が得られたことが先行研究により示されていることから説の皆様、財団法人・日本老人福祉財団・浜松ゆうゆうの里、明がつく。内在的な要因だけでなく、高周波非可聴音の付

野村千代子元施設長、スタッフの皆様、及び入居者の皆様、加によって環境の快適性が全般的に顕著に高まる結果であ

そして、実験及びデータ解析に尽力いただいた浜松ホトニること[31]も指摘され、非可聴音聴取は脳環境だけでなく、

クス GSCC NBD の前田佳紀副グループ長、浜松光医学財

身体的な行為の表出にもプラスの作用を及ぼしていること

団 浜松 PET 診断センター、浜松市医療公社 浜松医療センが証明できた。特に今回グループ分けして得られた質問紙

ターの関係者の皆様に感謝し、この場を借りて厚く御礼申法によるアンケート及び鑑賞時間記録表による鑑賞時間やし上げます。

気分評価から、『嬉しいと感じた出来事（良い気分）』の割合が A+（非可聴音あり）グループが B-（非可聴音なし）

文献

グループと比較して増加していることがわかったが、過去

1.

に八木らが実施した行動出力の差が発現するかの検討結果の報告の中で示された高周波非可聴音を含む音をより大き2.
3.

く、多く聞きたがるとされる結果とも一致する[28]。それに加え、アンケート結果による A+（非可聴音あり）グループ
が B-（非可聴音なし）グループと比較して、他の音楽を聞

4.

く機会が増加したこと、買い物や散歩など積極的な外出回

5.

数の増加などから見ても、高齢者に対する活性化、生活の質の向上が達成されたと言える。

6.

これまで認知症対策として、薬物療法[11, 12]、計算や絵画などの脳リハビリ[32, 33]、動物や匂いなどの癒やし療法[34, 35]などが報告されているが、今回我々は科学的根拠に-8-

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