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253号目次〜人と人、まちと人をつなぐ〜

音源の違いまでもある程度分かるようになります。

音を聴く

ところが音はその基本周波数が同じであっても、音源によって高調波の含まれ音と耳方が異なることがあります。
図2を見てください 。左 側の図は音信号として伝わってきた音波の波形です。上下とも基本周波数は一緒で

津崎 実
TSUZAKI Minoru

すが、下の方が高調波を多京都市立芸術大学/音楽学部教授

く含む音です。普通、我々

音の聞き方には、能動的な「聴く」と受動的な「聞く」とがある。
「聞く」
ことは「聴く」ことよりもたやすい、価値の低い機能と考えがちである。ところが、むしろ「聞く」ことの方がより根源的で重要な側面を備えている。当たり前すぎて見落としがちな音と耳の役割について訊く。

はこの二つの音を聞くと音色の 違 い を感じ るは ず です。これをそのまま先に述図1

基底膜の変位と有毛細胞の興奮と抑制べたような、有毛細胞による神経発火活動に変換し音刺激の特殊性回避が可能です。もちろん、さらに遠方からライオンします。この感覚細胞は基底膜という膜の上にのった場合を想定したのが右側の図です。音波の波形

耳（聴覚）はなぜ重要かを問うと、よく「聴覚は言葉の群れの姿を見つけて近づかないようにしておくこかっています。その先端に毛の束のようなものが付では明確だった差があまり明確ではなくなる様子がや音楽といった人間にとって大切なものを扱う感覚とも賢明な選択ではありますが、視覚は夜には役にいており、周りは内リンパ液で満たされています。

見て取れます。これではちょっと困りますね。もう少であるから」という答えを用意している教科書に行き立ちませんし、背後からの接近には弱点があります。

細胞の外側と内側とでは化学的イオンのバランスし違いが分かるように工夫したいところです。自然当たります。本当にそうでしょうか。私はこの答えはさてそんな音ですが、音がするためには何が必要が違っていて、刺激を受けない状態では電位差が存はこのような工夫を施した聴覚系を産み出しました。

適切ではないと思っています。まず一番の反証は、かを考えてみましょう。音がするには音響エネルギー在しています。図1に示すように基底膜が振動をしてその工夫の一つの方法は、有毛細胞がのっかってい言葉や音楽を使っているとは思えない動物たちでもの新たな出現が必要となります。そのためにはモノ動くと内リンパ液の粘性抵抗で毛は力を受け、束ねる基底膜の特性をいろいろと変えてみるというもの聴覚は備わっていることでしょう。進化論的に考えとモノの衝突なり接触が必要です。これはある意味てある毛の先端に僅かな隙間が開きます。この隙間です。

れば、どう考えても音（空気中を伝わる振動）をうまくで当たり前のことかもしれませんが、視覚刺激と比はイオンを通す大きさなので、捉えることを身につけた種が地球の環境に適応してべると音が担っている役割が際立ってきます。視覚

この瞬間に電位差を解消する

栄え、そのような聴覚があることを前提にヒトは言葉の場合、モノがあるだけで見えますし、必ずしも光のようにイオンの流入が起こりま（音声言語）や音楽を編み出したとするのが論理的で強さが強いから視覚的な対象として際立つわけではす。これが神経発火の引き金す。では聴覚とはどのような感覚でしょうか。それをありません。白地に黒い円盤がある場合、円盤の方になります。反対方向への変理解するためには、ヒトに備わっている他の感覚とのが輝度は低いわけですが、視覚的な対象としての明位が起きたときは、神経発火対比をしてみるのがいいでしょう。

確さは黒地に白い円盤と大して違いはありません。

確率は低くなります。一つのヒトには、味覚、触覚、嗅覚、聴覚、視覚のいわゆ音はモノがあるだけでは生じません。そのモノに何有毛細胞には複数の神経繊る五感が備わっています。ここで列挙した順番は、らかの働きかけ、つまり事件の発生があって生じま維がつながっているので、そ有効射程距離の違いとでもいいましょうか、感覚の持す。そしてそのほとんどの場合、音の強度の上昇が伴れらトータルの発火の時間パち主とその感覚の源との距離関係に対応しているといます。音、つまり聴覚刺激の発生は外界の変化をターンは有毛細胞がのっかっ思って下さい。この有効射程距離の違いは感覚器官知らせてくれます。視覚刺激はそもそも発生するとている基底膜の振動のちょうとしての優劣の判断基準にはなりません。それぞれいう観念にすら馴染みません。もともとそこにあるこど上半分のようなものとなりまはそれぞれの役割があり、むしろ有効射程距離を違との方が多いわけです。

す。つまり、この発火の時間パえて適切な役割分担をしていると考えるのが適切です。では聴覚の役割は何でしょう。それは一言で言ターンには振動の周期（周波聴覚の仕組み数の逆数）の情報が反映されうと、全方位型早期警報システムです。原始時代に草この音という空気を伝わる振動を、我々が感じ取ます。このようにして音の周波原で行動していると想定しましょう。嗅覚や触覚でラるために脳が扱える信号へと変換するのが聴覚器数の違いが脳へ伝わります。

イオンの存在を知ってからでは手遅れです。もう死にの役割です。脳への信号とはニューロン（神経細胞）周波数の違いが分かることにものぐるいで戦うしかないでしょう。対してライオンを興奮させる神経発火ですが、聴覚系は有毛細胞とよって、人間（動物）は単に音の唸り声や、吐息、足音を感じ取れれば適切な危険呼ばれる感覚細胞を使って振動を神経発火へと変換がしたかどうかだけではなく、

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図2

音信号の時間波形と神経発火率の時間パターン

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例えば基底膜の差し渡しの幅を変えると、それは所は大きな違いを出さないので、信号の聞き取りに両端を支えられた弦のような特性を持ってきますか対する妨害効果は少なくなります。これはマスキング

ら、その幅が狭いほど高い周波数の振動に共鳴しやと呼ばれる現象として聴覚研究の分野では長年にわすくなります。反対に幅が広いと低い周波数の振動たり研究されてきました。に共鳴しやすくなります。基底膜を幅が徐々に変化するリボンのようなものにしていくと、図3に模式的に聴覚による情景分析

示すようにリボンの左端では高い振動を拾い、右にさてここまでの説明を見ると、音の違いとは含まれ行くにつれて低い振動を拾うような仕組みができある周波数成分の違いで表せそうな錯覚に陥ります。

がります。この仕組みの片方に音の振動を入れるとしかし実際には、二つの違う音の周波数成分の占め（実際の哺乳類の耳では空気の振動が鼓膜を揺らる領域は大分重なり合っていることの方が多いのでし、その鼓膜につながった耳小骨という小さな骨のす。図4は今、私が仕事をしている部屋の暗騒音とそ連鎖を振動させ、その骨の終端が内耳の中を満たしこに音楽を流した場合の長時間スペクトルを示したているリンパ液に振動を伝えます。周囲を取り囲んものです。音楽が流れていれば当然スペクトルは変でいる液体に振動が伝わることによって基底膜も振化しますが、周波数成分が存在する帯域はこの二つ動します）、その振動に含まれる周波数成分と基底膜ではほとんど重なっていることが示されています。のそれぞれの場所の共鳴周波数との一致の仕方にこのような重なりがあるにも関わらず、我々は音楽応じて基底膜の各所がいろいろな振幅で振動しまを背景雑音から巧みに分離して聴いているようです。

す。図2に戻れば、上側の音波は単独の高調波しか言ってみれば、図4の赤線が示すものから青線の部持たないのでごく限られた領域だけを振動させるの分を引くことができるわけです。しかし、実際には雑に対して、下側の振動はそれに加えてより高次の高調音について予め知っているわけではないので、赤線波成分に対応した各所をそれぞれ振動させます。

が与えられた状態で青線とそれ以外へと分割するとこのようにしてヒトを含む哺乳類の聴覚系では神経発火の時間パターンだけでなく、どの神経が反応

図4

室内の騒音と音楽との成分周波数の重なり具合いう芸当をやってのけなければなりません。そのたの系列から構成されていて、聴覚系はこのような周めにはどんな手掛かりが使えるでしょうか。

波数成分が同時に存在しているとそれらを一群とししまいます。

静かさの理想したかによって、音に含まれる周波数成分の違いをまず、第一には強度です。大きな音は他を圧倒し脳が活用できるように処理しています。このように到ますから、雑音よりもはるかに大きな音がしている次の手掛かりは同期性です。同時に始まって同時

以上見てきたとおりに、聴覚は音を通して周囲に来した音に対して基底膜のどの場所が良く振動する

場合はすべて受け取った音は信号だとしてしまうのに終わる周波数成分（場合によっては前者だけでも）起こった事件を察知し、その背後に存在している原かは、音の聞き取りやすさの印象に影響します。信で構いません。もう一つには周期性の手掛かりが使はひとかたまりとして知覚されやすくなります。ピアノ

因を突き止めるように進化を遂げています。この機号（聞き取りたい音）に対して、それを妨害するようなえます。多くの場合、信号に成り得る音というのは周などの楽器で和音をガーンと叩くと、素人にはそれら能が確保できないときに、我々は不安に感じ始める

騒音がある場合を考えてみましょう。二つの音を構

期性を備えています。人の声で言えば母音がこの特がドミソという三つの音として聞こえにくく、和音といようです。

成する周波数成分が共通であれば、二つの音とも基徴を持っていますし、楽器であればバイオリンやトラう別の響きとして聞こえます。これは同期性がある底膜の同じ場所を振動させようとします。結果的にンペットなど、いわゆる旋律を奏でられる楽器の音はからです。

同じ神経が活動してしまいますが、脳にしてみれば周期的です。そしてその場合、調波構造を備えた音さらに音源の位置の違いも、音をより分けるときのれているだけでなく、壁、床、天井からの反射を極限その神経達がもともと一つの音に反応しているか、そになっています。つまり基本周波数とその自然倍音てまとめることができます。

以前私が勤務していた研究所には無響室と呼ばれる実験室がありました。外からの音の遮断性能に優有効な手掛かりになります。例えば音源の水平位置までに抑えているので、中に入るとかなり違和感をれとも二つの音に反応していの違いは、左右二つの耳に到達する音の強度の違い覚える部屋です。何回か見学者を案内したこともあるかを知る手掛かりがないのや左右にそれぞれ到着した時間の差を生み出しまりますが、誰一人として「静かで良い部屋ですね」とで、信号を騒音から分離するす。この両耳差を聴覚系は巧みに利用して音源の位いう感想を言った方はいません。中に入った人の耳ことが困難となり、信号が聞置を特定し、ある一つの方向から到来した音の信号に届く音響信号レベルだけを取ればごく小さいはずこえにくいという状況が生まをそれ以外のものから分離することが可能です。実なのですが、この部屋に入った瞬間から人は「耳がれます。これに対して、信号とは、ステレオ録音技術はこの音源の知覚的な位置の効かない」ということを直観的に察知しているからだ

騒音の間で含まれる周波数が違いの手掛かりを導入したことにより大きな成功をと思います。そう考えると静かさの理想が見えてき異なっていると基底膜の異な収めた例です。聴取者はそれぞれの楽器を別々のます。一言で言えば安心感のある状態が静かな状態る 位 置 が そ れ ぞ れ 振 動しま

位置に聴くことによって、それぞれの楽器の音色が明なのでしょう。何か事件が起こったらすぐにそれにす。従って、信号が単独で呈瞭に知覚できるようになり再生の品質が高まったと気づけるけれど、事件はそれほど起きそうにない雰

示された場合と雑音とともに感じられるのです。iPodなどに付属するイヤフォンは囲気があるとき、我々は安心していられるのだと思呈示された場合との間に、信比較的安価ですが、その100倍の費用をかけたモノいます。

号に対する反応を受け持つ場
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図3

基底膜の物理特性による周波数分解

フォニックのアンプとスピーカよりは人を満足させて
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