博士（行動科学）吉野巌

学位論文題名
調認知過程に関する認知 科学的研究
学位論文内容の要旨
音 楽 の 世 界 で 言 う とこ ろ の調性の認知は、調 性 的 体 制 化（ tonalorganization) とでも呼ぶべき知覚処理の結果もたらされると考えられる。心の中で行われているその調性的体制化の処理の詳細については、まだ不明の点が多い 。 本 論 文 の 目 的 は その 詳 細 を 明 ら か に し よ う と する こ と に あ る 。
本論文は、聞き手の調認知における基本的な特徴と規則性を見いだそうとした実験の報告、および、調認知過程の計算モデルの提案、さらには、そのモデルの出カと実 際の 聞き 手の 調認 知結 果と の比 較に よる考 察、 を主な内容としている。
第I部では、調認知過程に関する従来の実験研究とモデル研究を概観しており（それぞれ第2章と第3章）、特に、著者自身の計算論的モデル構築のための参考にしている。
第II部は、3っの実験報告からなる。いずれの実験においても、音楽経験者を被験者として用い、聞き手にメロディ（音高列）を聞かせた直後に、感じた調（主音の音名）を選択させる、また、その調を感じる程度（調性感）を評定させる、という実験手続きを採用している。また、同じくいずれの実験においても、メロディの進行に伴う調認知の時系列的様相を明らかにするために、音列を冒頭から1音ずつ加えながら呈示し、それぞれの時系列段階での反応を求める、という独自の方法を採用している。
実験I（第4章）では、J．S．

Bachのフーガ主題24種とランダム音高列6種とを材料として用い、それらの音高列に対する聞き手の調認知反応を詳細に観察・分析している。その結果、フーガ主題に対して多くの聞き手が感じる調は少数の特定の調に集中すること、他方、ランダム音高列に対する調反応は聞き手の聞で拡散しており、何らの規則性も見いだせないこと、を確認している。また、本実験の被験者（聞き手）が共有する調認知の規則性としては、入力音高列を西洋全音階の音高構造に合致するように認知すること、音高列の解釈は全音階の主和音構成音が多く含まれるようになされること、を見いだしている。
実験II（第5章）では、1人の音楽経験者を被験者として用い、調認知の安定性を詳細に検討している。その結果、聞き手の反応の揺れは小さく、少なくとも音楽経験者に関しては調認知の安定性は非常に高いことを確認している。また、調性感の評定値などを分析した結果、聞き手の調認知は、メロディのほば5、6音目あた‑6−

りまでに確立されることを確認している。
実験 11I
（第 6章 ）におい ては、 調の認知 が、作曲 された 時代の異 なるメ ロディに対 し て異 なっ た様相 を呈する かどう かを検討 しており 、その 結果から 、聞き 手の調認 知 スキ ーマ は、少 なくとも バロッ ク以降の 西洋音楽 に対し て同質・ 同程度 の同化を 示 すと いう ことを 確認して いる。 また、聞 き手は、 全音階 的で調性 的に聞 こえる
音 列 を長 調と して解 釈する傾 向があ り、逆に 、調性的 に不安 定に聞こ える音 列を短調として解釈する傾向がある、ということを確認している。
第m部 で は、 第 H部で の 実 験 結果 に 基 づぃ て 、 新た な 調 認知 モ デルを いくっか 構
築 し 、提 案し ている 。モデル 化にあ たっては 、伝統的 記号処 理モデル とコネ クショ
ニ ス トモ デ ル とい う 、 今日 の 認 知 モデ ル 化 研究 に お ける 代 表 的枠組 みをと もに用い 、 そ れ ぞ れ 2種類 の モ デル を 提 案し て い る（ 第 7章 およ び 第 8章 ） 。 そし て 、 そのそ れぞれの モデルの 妥当性と限 界につい て綿密に 考察して いる（第9章）。
記号 モ デ ルIは 、 入カ メ ロ デ ィを 受 け取ると 、まず 全音階構 造に基づ ぃてそ のメ
ロ デ ィに 解釈 可能な 調を全て 計算す る。そし て、その 後でさ らに、主 和音構 成音を最 も 多く 含 む 調を 選 択 し、 そ れ を 出カ と す る。 記 号 モデ ル uは、 記号モ デルIとは異 な り、 処 理 を2段 階 に分 離 し な い。 そのか わりに、 入カメ ロディを ある調 として
解 釈 した 場 合 に想 定 さ れる オ ク タ ーブ の 中 の12の 音高 の 間 に、 主音、 主和音 構成
音 、 全音 階音 、非全 音階音の 順に重 要度に違 いがある と仮定 し、その 重要度 の違いに 応 じて 入カ メロデ ィの各構 成音に 重みづけ を行い、 それら の値をも とにそ のメロ
デ ィ 全体 の そ の調 と し ての 可 能 性 を計 算する。 結果と して、記 号モデル I、 記号モデル u
は、 ともに、実験Iの聞き手の調反応を高い一致率（それぞれ78.4%、80．0％）で 予 測で き て いる が 、 著者 自 身 は 、記 号モデル Iがも つ、全 音階に一 致しな い調を全 て 排除 して しまう という処 理の性 格は、心 理学的な 妥当性 に欠ける ため、 記号モデルnがより妥当であると考察している。
コネ ク シ ョニ ス ト モデ ル Iは 、1音 の 音高 （ 入 力層 ） 、 和音 （ 中間層 ）、調（ 出力 層 ）の 3層 のユ ニ ッ トか ら な る 活性 伝播型 ネットワ ークと して構築 されて いる。
一 方 、コ ネ ク ショ ニ ス トモ デ ル nは、 中間層 を和音の ユニッ トではな く、音 程のユニ ッ トと し て 構築 さ れ てい る 。 コ ネク ショニス トモデ ルn
が 聞き手の 調反応 を予測できた割合（76．2％）は、コネクショニストモデルIのそれ(64.9％）よ・り．も高く、そ の 結果 から 、著者 は、中間 層を音 程ユニッ トとする ネット ワークの 方が心 理学的に妥当性が高いのではないかと主張している。
第9章 では 、著者 が提案す るモデ ルと、Long
uetーHigg
ins andSteedman（1971）の モ デ ル 、 お よ びKrumhansl（ 1990)の モデ ル の 3
種 類 の モデ ル の シミ ュ レ ーシ ョン 結 果を 比 較 して お り 、著 者 の 構 築し た記号モ デルHが、現 在までに 提案さ れている 諸 調認 知モ デルの 中で、聞 き手の 調反応を 最もよく 予想で きる計算 モデル であろう こ とを 検証 してい る。また 、今後 のモデル 化の方向 性とし て、記号 処理モ デルとコネクショニストモデルとの統合を提案している。
第IV部 は、本 論文全体 のまとめ として 、調性的 体制化 の過程に 対する 一般的考 察を行い、かつ、今後の研究で取り組むべき課題を論じている。
−―ワ――

学位論文審査の要旨
主 査 教 授 阿 部 純一
副 査 教 授 菱 谷 晋介
副査 教授 金子 勇
副査 助教授 鹿又伸夫
学 位 論 文題 名調認知過程に関する認知科学的研究本論文は、音楽認知における調性的体制化の過程の性質を、実験と計算論的モデル構築の両面から、探求したものである。
第I部では、調認知過程に関する従来の実験研究とモデル研究を概観しており、
特 に 、 著 者自 身 の 計 算 論 的モ デル構 築の ための 参考 にして いる 。
第n部は、3つの実験報告からなる。実験では、メロディの時系列的変化に伴つた調認知の様相を観察するために、聞き手に音列を冒頭から1音ずつ加えながら呈示し、その都度感じた調とその調性感の程度を反応させる、という独自の手続きを採っている。
実験 Iでは、フーガ主題24種とランダム音高列6種とを材料として用い、それらの音高列に対する反応を詳細に分析している。その結果、フーガ主題に対して多くの聞き手が感じる調は少数の特定の調に集中すること、他方、ランダム音高列に対する調反応は聞き手の間で拡散しており、何らの規則性も見いだせないことを確認している。また、聞き手は、入力音高列を西洋全音階の音高構造に合致するように認知すること、特に全音階の主和音構成音が多く含まれるように認知することを見いだしている。調認知反応についての体系だった分析は従来ほとんどなされておらず、この実験で確認された調認知の基本的な特徴と規則性は、当該研究領域に大きな貢献をなす知見といえる。実験nでは、音楽経験者を被験者とし、調認知の安定性を詳細に検討している。その結果、少なくとも音楽経験者に関しては調認知の安定性は非常に高いこと、また、調性の認知はメロディのほば数音日あたりで確立されることを確認している。実験III
では、調の認知が、作曲された時代の異なるメロディに対して異なった様相を呈するかどうかを検討しており、その結果から、聞き手の調認知スキーマは、少なくともバロック以降の西洋音楽に対して同質・同程度の同化を示すということを確認している。実験uおよび実験nより得られた知見は 、 実 験 Iの 知 見 を さ ら に 詳 細 に し た も の と し て 評 価 す る こと が で き る 。

第 m部 で は 、 第 H部 で の実 験結 果 に基 づい て、 新た な調 認知 モデ ルを 提案 して いる。 モデ ル化 にあ たっ ては 、記 号モ デ ルと コネ クシ ョニ スト モデ ルの 2種類 の枠組
み を 用 い 、 そ れ ぞ れ 2っ ずつ モデ ルを 提案 して いる 。記 号モ デ ルIは、 まず 、入 カ
メロ ディ の構 成音 高を 全音 階構 造に あ ては め、 解釈 可能な調を全て計算する。その上で さら に、 主和 音構 成音 を最 も多 く 含む よう な調 を選択し、出カする。記号モデル uで は 、 処 理 を 2段 階 に分 離せ ず に、 オク ター ブ内 の12音高 を、 主音 、主 和音 構成音 、全 音階 音、 非全 音階 音の 順に 重 みが 異な ると 仮定し、その重みづけを基にしたあ ては めの 計算 を行 い、 調を 決定 す る。 著者 自身 は、全音階に一致しない調を全て排 除し てし まう とい う記 号モ デル Iの性 質は 心理 学的 に妥 当で な く、 記号 モデル
Hが より 妥 当で ある 、と 考察 して いる 。コ ネク ショ ニス トモ デル Iは、 1音の 音高、和 音 、 調 の 3層 の ユ ニ ッ ト か ら な る 活 性 伝 播 型 ネ ッ トワ ーク とし て構 築さ れて いる。 一方 、コ ネク ショ ニス トモ デル Hは、 音程 ユニ ット を中 間層 と して いる 。コネクシ ョニ スト モデ ルHが 聞き 手の 調反 応を 予測 でき た割 合は 、コ ネ クシ ョニ ストモデ ル Iの そ れ よ り も 高 く 、そ の結 果か ら、 著者 は、 コネ クシ ョ ニス トモ デル Hの妥当性 を主 張し てい る。 第III部の 第9章 では 、著 者が 提案 する モデ ルと 、LonguetーHiggins and Steedman（1971）のモデル、Krumhansl（1990)のモデルのシミュレーショ
ン結 果を 比較 して おり 、記 号モ デル nが、 現在 まで に提 案さ れて い る諸 調認 知モデルの 中で 、聞 き手 の調 反応 に最 も高 い 一致 率を 示す モデルであろうことを検証している 。ま た、 今後 のモ デル 化の 方向 性 とし て、 記号 処理モデルとコネクショニストモデルとの統合を提言している。
本 論文 では 、実 験研 究と 計算 論的 モ デル 研究 とを 、密接に関係づけながら、ともに高 いレ ベル で遂 行し てい る。 まず 、 そう した 研究 の構成と遂行に対して高い評価を与 える こと がで きる 。ま た、 報告 さ れて いる 3
つ の実 験の 具体 的 な成 果に も新し
い貢 献を いく っか 認め るこ とが でき る 。さ らに は、 著者のモデルのーっが、現在までに 提案 され てい る諸 調認 知モ デル を 凌ぐ 一致 率で 、聴き手の調反応を予測できるもの とな って おり 、そ の理 論的 考察 が 当該 研究 領域 に対する最も大きな貢献として評価することができる。
以 上に より 、当 審査 委員 会は 、本 論 文の 著者 古野 巌氏に博士（行動科学）の学位を授与することが妥当であるとの結論に達した 。

―

9ー