博 士 （ 行 動 科 学 ）竹 川 忠男
学位論文 題名周波 数変化音 に関する生理・心理学的研究
学位論文内容の要旨
本論 文 の 序章 か ら第 5章 ま で は， そ れ以 降 の 章の 説明を容 易にする ための導入 部 とい う こ とが でき ，周波数 変化音の 物理的特 性，周波 数変化音 の知覚に関す る 研究 の 歴 史， 聴覚 刺激に対 する脳内 の神経生 理学的反 応につい ての解説が主 と なっ て い る． 第 6章 から 第 10章 ま では ， 本 論文 の主部で あり，著 者が行った9っ の実験的 研究の報 告からな っている ・
その 第 1実 験 （第 6章）に おいては ，変化パ ターンが 異なる周 波数変化 音の弁
別 を 扱い ， 通 常の 音楽 で用いら れている 範囲の変 化幅や変 化速度で は，変化のパ タ ーン の 相 違を 検出 できなぃ ことを明 らかにし ている． そして， こうした結果 を 説明 す る ため に， 聴覚系に おいて周 波数を時 間的に積 分し，そ の積分系列の 相 違に よ っ て弁 別で きるかど うかが決 まるとい う仮説を 提出して いる．この
仮 説 によ れ ば ，周 波数 が周期的 に変化す る速度を 早くする と，知覚 される変化
幅 が 次第 に 狭 くな ると の予測が 生ずる． この予測 を検証し たのが第 2実験と第3実 験 （第 7章 ） で ある ． これ ら の 実験 で は， 音 楽 家の間で ビブラー トやトリルの 速 度を 速 く する と音 程が縮小 するとし て知られ ている音 程縮小現 象を，客観的 に 確認 し ， 音程 縮小 が変化速 度の対数 と一次的 な関係に あること を明らかにして いる．
第4実験 （ 第 8章 ）では， 聴覚系が 音の周波 数を時間 的に積分 して音の 高さの識 別 を行 っ て いる とい うことを 確認する ために， 音の継続 時間の長 短と音の高さの 識男『Jの 関係を検討している．この実験では，従来の方法と異なる新しい測定 方 法， す な わち ，一 定の周波 数の音を 連続して 呈示して いる途中 で，短時間だ け 周波 数 を 偏移 させ ，その偏 移を検知 できるか どうかを 調べると いう方法を採 用 して お り ，そ の実 験結果か ら，偏移 時間の長 さと弁別 閾の大き さとの関係
は ， 偏 移 時 間 の 長 さ が 100msecを 境 に 異 な る ， と の 結 論 を 提 出 し て い る ．
著者 は ， 聴覚 系 におけ る音の周 波数の積 分機構の 性質を明 らかにす るためには ， 生理 的 指 標に 基づ く検討も 必要と考 え，以上 の心理物 理学的手 法による実験 に 加え て ， 生理 心理 学的手法 による実 験も行っ ている． まず，第 5実験（第9章 ） にお い て ，音 波を 受け取る 受容器（ 蝸牛）で の過渡特 性を調べ ている．末梢の聴器官が周波数変化音に対してどのように応答するかは，末梢の動作を反映する蝸牛電位を測定することによって調べることができる．この実験の結果，蝸牛電位は音の周波数変化に対して迅速に応答し，その過渡特性が極めて良いことを明らかにしている．
神経活動に変換された聴覚信号の応答は，上行して最終的には大脳皮質の聴覚野に達する．第6実験〜第9実験（第10章）は，その大脳皮質から発生する脳波に重ね合わせ法を適用して，周波数が変化する音に対する誘発電位を測定している．そして，それらの実験結果から，誘発電位の測定では周波数変化の速度が重要な変数であって，速度が早くなるほど，誘発電位のーつの成分であるNlの潜時が短くなることを明らかにしている．また，著者は，この潜時が周波数変化の検知と関わっていると考え，様々な変化速度の条件でNl潜時を測定している．その実験においては，同時に，周波数変化を検知した際に，直ちに応答させる反応時間も測定しており，これとNl潜時との間に高い相関があることを見いだしている．さらに，この潜時は基準周波数が1000Hzよりも高いか低いかによって異なり，1000Hz以下ではほば同じ潜時であるが，それより高い基準周波数に対しては潜時が長くなることを確認している．この1000Hzを境に応答が異なるという結果は，周波数の弁別閾のそれと性質を同じくしており，著者は，この結果を，Nl潜時が周波数の弁別と密接に関連していることを示唆するものであると解釈している．また，これらの実験においては，周波数の変化時間を変えた場合のNl潜時の変化も調べている．その結果は，変化速度が一定の場合，潜時は，より短い時間での変化に対しては短く，変化時間が長くなるにっれて次第に長くなり，20msecを越すとほば一定になる，というものであった．著者は，この結果を，周波数の変化量がある大きさに達したときNl成分が生じると考えれば説明でき，周波数変化の積分値が関連していることを示唆するものであると解釈している．また，それらの実験では，変化の検知とNl潜時との関連を検討するために，被験者に周波数の変化を認めたら直ちにボタン押し反応で応答するよう要求する条件も課しており，誘発電位と周波数の変化の検知との関係も調べている．その結果，Nl潜時は課題関連電位の影響はそれほど受けず，Nl成分と課題関連電位とは中枢神経系の異なる系 から の応 答で はな ぃか とす る考察が提 出されている．
以上の結果を総合し，著者は，周波数変化音に対しては，聴覚中枢系に想定される周波数変化音に対する積分機構が100ー250msecを時間単位として働いており，それが周波数変化の検知や周波数の弁別をも規定していると結諭づけている．

学位論文審査の要旨
主 査 教 授副 査 教 授副 査 教 授副 査 教 授副 査 教 授岩 本 隆 茂岡 田 宏 明三 谷 鉄 夫
阿 部 純 一諸 冨隆

学 位 論 文 題 名周 波数変化 音に関 する生理・心理学的研究

本 論 文 の 主 部は ，周 波数 変化 音に関 する 9種 の実 験的 研究 の報告 から なっ てい る．
第1実 験（ 第6章）に おぃ ては ，変 化パ ター ンが 異な る周 波数変化音の弁別を扱 い， ある 範囲 の変化 幅や 変化 速度 では ，そ のパ ター ンの 相違を検出できなぃこ とを 明ら かに してい る． また ，こ れを 説明 する ため に， 聴覚系においては周波 数を 時間 的に 積分し ，そ の積 分系 列の 相違 によ って 弁別 できるかどうかが決ま ると する 仮説 を提出 して いる ．こ の仮 説に よれ ば， 周波 数の変化速度を早くす ると，知覚される変化幅が次第に狭くなるとの予測．が生ずる．この予測を実験 的 に 検 証 し たの が第 2実験 と第 3実験 （第 7章 ）で ある ．第 4実験 （第 8章） では ，聴 覚系 が音 の周波 数を 時間 的に 積分 して 音の 高さ の識 別を行っていることを 確認 する ため に，音 の継 続時 間の 長短 と音 の高 さの 弁別 閾との関係を検討して いる ．こ の実 験では ，刺 激音 の周 波数 を短 時間 だけ 偏移 させ，その偏移を検知 でき るか どう かを調 べる とい う測 定方 法を 採用 し， 結果 から，偏移時間の長さ と 弁 別 閾 の 大き さと の関 係は 偏移時 間の 長さ が100msecを 境に異 なる こと を明 らか にし てい る．
以上 の心 理物 理学的 手法 によ る実 験に 加え て， 生理 心理 学的手法による実験も 行っ てい る． まず， 第5実験 （第 9章） にお いて ，受 容器 での過渡特性を蝸牛
電 位に よっ て調 ベ，変 化音 に対 する 応答 が極 めて 素早 いこ とを明らかにしている ．第6実験〜第9実験（第10章）では，大脳皮質から発生する脳波に重丶ね合わせ 法を 適用 して 周波数 変化 音に 対す る誘 発電 位を 測定 して おり，結果から，変化 速 度 が 高 く な る ほ ど ， 誘 発 電 位 の 一成 分 で ある Nlの 潜時 が短く なる こと を
明 ら か に し て い る ． ま た ， こ の Nl潜 時は ， 基 準周 波数 が1000Hzよ りも 高い か
低 いか によ って 異なる 様相 を示 すこ とを 確認 して いる ．さ らには，Nl潜時は，周 波数 の変 化速 度が一 定の 場合 ，よ り短 い時 間の 変化 に対 しては短く，変化時

間が長くなるにっれて次第に長くなり，20msecを越すとほば一定になる，という結果を提出している．
以上の結果を総合し，著者は，′周波数変化音に対しては，聴覚中枢系に想定される周波数変化音に対する積分機構が100―250msecを時間単位として働いており，それが周波数変化の検知や周波数の弁別をも規定していると結論づけている・
この ような 内容 をも つ本論文に対する評価は概略以下のとおりである。
本論文の前半部には，周波数変化音の物理的特性の優れた記述とその知覚研究の歴史の詳しい解説があり，その部分だけでも展望論文として十分価値のあるものである．第6章以降では，周波数変化音の識別の諸現象を，周波数の時間的な積分という統一した見地から説明できることを明らかにし，100ー250msecを時間単位として積分していることを心理物理学的手法と生理心理学的手法の両側面から実証している．特に，周波数の時間的な積分機構の特性を生理学的側面から明らかにするために，受容器レベルでの過渡特性を蝸牛電位で検討しており，そこでは周波数の積分機能は働いていなぃとみなせることを確認している．また，それと対応する形で，より上位の大脳皮質聴覚野での反応特性を誘発電位を測度とした実験的研究で検討しており，そのレベルでは積分機能が働いていることを確認している．これらの点は氏独自の知見として基本的に評価できる．誘発電位を測度とした研究についてより詳しくいえば，その研究
fよ，一応外因性電位と考えられているNl成分を測度とする研究と内因性電位と考えられているP300様電位を測度とする研究とに大別することができ，その後者の研究については，実験実施上の技術的な側面やP300と運動反応との関係の解釈において多少の疑問を残す部分も見受けられるが，前者の研究については，以下の点で高い評価を与えることができる．すなわち，周波数の変化の検知に対する反応時間とNl潜時との間には高い相関があるということ，また，周波数変化時間の特定の時間帯に対応してNl潜時が変化するということ，を見出している点である．特に後者の知見については，このような単純な条件に影響されてNl潜時が変動するということは従来の聴覚誘発電位研究では殆ど報告がなく，Nl成分を指標とする研究に新しい方向性を与えるものとして高く評価できる．全体として，本論文には，新しい発見と新しい実験研究を導く独創性があるとみなすことができる・
以上により，審査委員会は，別に施行した試問の結果とあわせて評価した上で，本論文の著者竹川忠男氏に博士（行動科学）の学位を授与するのが妥当であるとの結論に達した．