ルーク・オーバーン ルーク・オーバーン
ハジム工学応用科学学部コミュニケーションディレクター
2025年1月13日
サラウンドサウンド：「視覚野は脳の後ろ側にあり、聴覚野は側頭葉にあります」とロチェスター大学の研究者エドマンド・ララー氏は言う。「脳内でその情報がどのように融合されるかは、まだよくわかっていません。」（ゲッティイメージズの写真）
ロチェスターの研究者たちは、視覚的な手がかりが騒がしい環境での脳の会話理解能力をどのように高めるかを調査しています。
騒がしく混雑した部屋では、人間の脳はどのようにして視覚的な音声の手がかりを利用して、不明瞭な音声を補強し、話し手の言っていることを聞き手がよりよく理解できるようにするのでしょうか。ほとんどの人は、話し手の唇の動きや身振りを見て、音声理解のギャップを埋めるのに役立つことを直感的に知っていますが、科学者たちはそのプロセスが生理的にどのように機能するかをまだ知りません。
「視覚野は脳の後部にあり、聴覚野は側頭葉にあります」とロチェスター大学の生物医学工学および神経科学の准教授、エドマンド・ラロール氏は言う。「脳内でそれらの情報がどのように融合されるかは、あまりよくわかっていません。」
科学者たちは、非侵襲性の脳波測定（EEG）を使って、ビープ音、クリック音、単純な音節などの基本的な音に人がどのように反応するかを研究し、この問題に少しずつ取り組んできました。ララー氏と彼の研究チームは、唇や歯に接する舌などの調音器官の特定の形状が、聞き手が「F」と「S」、あるいは「P」と「D」のどちらを言っているのかを判断するのにどのように役立つかを研究することで進歩を遂げました。これらは、騒がしい環境では似たように聞こえることがあります。
現在、ラロール氏は研究をさらに進め、より自然で、継続的で、多感覚的な発話における問題を探求したいと考えています。国立衛生研究所 (NIH) は、この研究を進めるために今後 5 年間で推定 230 万ドルを同氏に提供します。このプロジェクトは、以前の NIH R01 助成金を基にしており、もともと同大学のデルモンテ神経科学研究所からのシード資金によって開始されました。
この現象を研究するため、ラロール氏のチームは、聴覚系が特に雑音の多い人々、つまり聴覚障害者や難聴者で人工内耳を使用している人々の脳波をモニターする予定だ。研究者らは人工内耳を装着した 250 人の参加者を募集し、脳の反応を測定する EEG キャップを装着しながら多感覚音声を見たり聞いたりするよう依頼する予定だ。
頭皮を通して脳の電気活動を測定する脳波計（EEG）キャップは、さまざまなソースから送られてくる混合信号を収集します。（ロチェスター大学撮影 / J. アダム フェンスター）
「重要な考え方は、1歳で人工内耳を埋め込んだ場合、聴覚入力を1年失ったとしても、聴覚システムは健聴者とかなり似た方法で接続される可能性があるということです」とララー氏は言います。「しかし、12歳などでインプラントを埋め込んだ人は、聴覚システムの重要な発達期を逃しています。そのため、私たちは、話者の顔から得られる視覚情報を、ある意味では異なる方法で、あるいはより多く使用する可能性があると仮定しています。なぜなら、情報を補うために視覚情報に大きく依存する必要があるからです。」
ラロール氏は、ロチェスター工科大学の認知科学博士課程と国立聴覚障害者技術研究所感覚・知覚・認知生態学センターを指導し、ロチェスター大学医療センターの非常勤講師も務める共同主任研究者のマシュー・ダイ教授と共同で研究に取り組んでいる。
ララー氏によると、最大の課題の 1 つは、頭皮を通して脳の電気活動を測定する EEG キャップが、さまざまなソースから来る混合信号を収集することです。人工内耳を装着した人の EEG 信号を測定すると、インプラントも電気活動を発生させ、EEG の読み取りがさらに不明瞭になるため、プロセスはさらに複雑になります。
「エンジニアリング面ではかなりの努力が必要になりますが、ロチェスターには信号処理、エンジニアリング分析、計算モデリングを使用して、これらのデータを私たちが利用できるような別の方法で調査するのを手伝ってくれる優秀な学生がいます」とララー氏は言います。
最終的に、研究チームは、脳が視聴覚情報を処理する仕組みをより深く理解することで、聴覚障害者や難聴者を支援するより優れた技術が生まれることを期待している。
科学技術
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リンク先はUNIVERSITY of ROCHESTERというサイトの記事になります。（原文：英語）