第13巻・第5号・2026年
ブランドン ・T・ポール博士
話し言葉は、言葉だけでなく、声のトーン、身振り、文脈、その他の要素を通して意味を伝えます。感情も声によって伝えられる要素の一つであり、感情を認識することは、社会的な関係を築き、維持する上で重要な役割を果たします。誰かの声に喜びが感じられると、その喜びを共有することができ、悲しみを感じ取ると慰めることができます。感情は笑いや泣き声といった発声によって非言語的に表現されますが、音声感情知覚とは、人が言葉を発した際に感情を識別することを指します。聴覚障害によって音声感情知覚が困難になると、社会的な交流が阻害され、全体的な心理社会的幸福度が低下する可能性があります。
最近発表された研究[1]は、補聴器を使用している難聴者の音声感情知覚の脳基盤に新たな光を当て、特に認知と発話に関わる脳領域の役割を強調しています。本稿では、音声感情知覚と脳について簡単に概説した後、この研究結果と聴覚学への潜在的な影響について説明します。対象は成人ですが、興味のある読者のために、小児および人工内耳装用者の音声感情知覚に関する研究も参照しています。
言葉、感情、そして脳
音声の感情は、フォルマント周波数のスペクトル時間エネルギーの急速な変化からピッチのプロソディの緩やかな変化まで、幅広い時間スケールにわたるさまざまな音響パターンによって伝えられます。たとえば、喜びや怒りで発せられる音声は、基本ピッチが高く、ピッチの変動が大きく、高周波スペクトルエネルギーが大きく、発話速度が速くなります[2,3]。一方、悲しみは、基本ピッチが低く、ピッチの変動が少なく、発話速度が遅くなります[3]。
耳がこれらの音響の詳細を符号化すると、研究によると、音声感情の脳処理は一般的に通常の音声の処理と並行していることが示されています。難聴と補聴器の使用の影響を理解するために、音声の脳経路を簡単に復習することは有益です。簡単に言うと、音声知覚は腹側経路と背側経路からなる「二重経路」ネットワークで組織化されています（図1）[4]。これらの経路は、音声を生成するために使用する運動調音パターンと音響情報が統合されるループとして見ることができ、音声知覚が音声生成システムに依存していることを示唆しています。腹側経路は、側頭葉で後方から前方の軸に沿って、聴覚信号をますます複雑な音素と単語の階層に組み合わせます（つまり、「音を意味にマッピングする」）。背側経路は、下頭頂葉と運動前野の感覚運動統合領域で構成されています。この経路は、細かい音響音声の詳細を、それらを生成するために使用される運動調音テンプレートと照合します（つまり、「音を動作にマッピングする」）。このように、脳における音声および音声感情の知覚には、聴覚信号の合成と、これらの信号の「運動シミュレーション」が関わっている。
脳における通常の音声処理と感情的な音声処理の違いの一つは、半球の活性化の程度である。音声は左右両半球で処理されるが、通常の音声ではこのネットワークは左半球に強く偏っている[4]。音声の感情知覚も同様に両側性であるが、プロソディなどの感情に関連する音響的特徴に敏感な右側頭葉の一部をさらに活性化する可能性がある[5,6]。
図1. 音声知覚のための背側および腹側脳経路。腹側経路（緑色）は音声の内容を識別する役割を担っています。聴覚皮質で処理された音声情報は、上側頭溝（STS）を通って前方に伝播し、時間スケールが拡大するにつれてスペクトル時間的な音声パターンを音素や単語に統合し、内側前頭皮質（IFC）へと伝わります。IFCは統合された情報を前運動皮質（PMC）で個別の音声発音テンプレートに変換します。同時に、聴覚音声は背側経路（赤色）に沿って感覚運動統合へと流れ、下頭頂小葉（IPL）とPMCで聴覚信号が音声運動計画と比較されます。このシステムは、音声知覚のための聴覚運動ループを形成し、その中で音声感情も処理されます。この画像はクリエイティブ・コモンズ表示ライセンス（CC BY）の下で共有されています。オリジナル画像はRauschecker JP氏によるものです。音声と言語の進化における腹側および背側経路。進化神経科学の最前線。2012年5月15日;4:7。
難聴および補聴器使用における音声感情知覚の神経科学
聴覚障害によって引き起こされる聴覚符号化の欠陥、例えば、聴力の低下、時間処理の悪化、聴覚フィルターの拡大などは、声に感情を伝えるスペクトルや韻律の詳細の知覚を阻害します [7,8]。聴覚障害のある成人は、音声の感情識別の速度が遅く [1,9,10]、精度も低く [10–12]、聴覚障害のない成人と比較して、音声の感情を聞き取る能力が低いと自己評価しています [11]。聴覚障害はまた、聴覚信号で知覚される感情の「極端」を圧縮します。ある研究 [13] では、参加者にさまざまな非音声発声と自然音の快不快を評価してもらいました。聴覚障害のある参加者は、すべての音の種類に対してより低く中立的な評価を与えましたが、聴覚障害のない人は、肯定的および否定的側面全体でより高い評価を使用する傾向がありました。
補聴器の音声理解におけるよく知られた利点は、残念ながら音声感情の知覚には及びません。研究によると、補聴器の使用は音声感情の識別にはほとんど、あるいは全く効果がないことが繰り返し示されており[11, 14–16]、一般的な処理アルゴリズムでは音声感情の手がかりを適切に保持または増幅できない可能性があることが示唆されています。人工内耳を使用している子供や大人にとっても音声感情の知覚は困難であり[17, 18、レビューについては19を参照]、これはおそらく人工内耳の極めて限られたスペクトル分解能と縮小されたダイナミックレンジが原因です。これらの知見は、難聴が感情的なコミュニケーションを阻害し、利用可能な治療法ではこれを十分に改善できないことを裏付けています。
聴覚障害や補聴器の使用による音声感情知覚の欠陥は脳活動にどのような影響を与え、そこから何が学べるだろうか? fMRIやEEGのような画像化手法の問題点は、これらの技術が磁場や電場を検出するため、補聴器がスキャンや記録と互換性がないか、あるいはアーチファクトを導入し、結果の解釈が困難になることである。今年発表されたDangらの研究[ 1]では、この問題を回避するために、近赤外光を用いて皮質血中酸素濃度の領域特異的な変化を測定する神経画像化手法である機能的近赤外分光法（fNIRS）が用いられた。酸素濃度の増加は皮質の活性化を示す。fNIRSは電磁場ではなく光を測定するため、補聴器や人工内耳と完全に互換性がある。Dangらの研究の参加者は、健聴で年齢が近い対照群と比較した高齢の補聴器使用者であった。補聴器使用者には好みのプロセッサ設定を使用するように指示し、補聴器なしの状態でテストも行った。参加者は、語彙的に同一の文が異なる感情で話されているリストを聞き、感情の変化に気づいたらボタンを押すという課題に取り組んだ。これまでの研究結果と同様に、補聴器の使用の有無にかかわらず、難聴者は健聴者よりも感情の変化に気づくのが遅かった。
感情の切り替えの前に、Dang 氏らは fNIRS を使用して参加者の脳活動を記録した。これにより、聞き手が音声の感情の手がかりに注意を払っているときの皮質活動を調べることができた。補聴器なしで聞いている間、聴覚障害のある参加者は、正常聴力の対照参加者と比較して、前頭葉領域の活動が上昇し、聴覚皮質と前頭葉領域間の接続性（同期した活動）が高まった。これは、聴覚障害が音声知覚を損なうときに前頭葉の認知または注意制御プロセスが活性化されることを示す研究と一致している [20] が、Dang氏らは今回、音声の感情知覚中にこの前頭葉の関与を実証した。この結果は、非言語発声を使用した軽度から中等度の聴覚障害のある補聴器なしの聞き手を対象とした以前の fMRI 研究 [8] をさらに裏付けており、聴覚障害のある人は感情処理に認知戦略に頼っていることを示唆している。
Dangらの 研究参加者は、補聴器を使用している間、補聴器を使用していないときのように前頭葉の脳ネットワークの活性化が増加することはなかった。むしろ、補聴器を使用しているときは、背側言語経路の重要なノードである下頭頂葉の活動が増加していた。これは、補聴器が聴力を回復させ、背側言語経路を部分的に再活性化し、認知制御領域の負担を軽減したことを意味する可能性がある。しかし、注目すべきことに、下頭頂葉の活性化は、前頭葉領域との接続性の低下と関連していた。Dangらは、感情変化検出の増加を伴わないこの脳活動の構成は、補聴器を使用しているときの感覚運動統合の失敗を反映していると主張した。補聴器の信号処理アルゴリズムは、音声知覚を高めるように設計されており、補聴周波数範囲全体に非線形振幅圧縮や不均一なゲインが適用されているため、音声感情を伝えるスペクトル時間的手がかりを歪めている可能性がある。これにより、脳が適切な発音テンプレートを活性化する能力が阻害される可能性がある。言い換えれば、補聴器の設定によって音声信号が人工的に強調され、音声感情処理のための感覚運動シミュレーションが阻害された可能性がある。この新たな発見は、音声感情情報を保持するプロセッサ戦略の設計方法や、それが脳における感覚運動統合の向上につながるかどうかなど、新たな研究への道を開くものである。
聴覚学への影響
対人コミュニケーションや社会関係の維持において重要な役割を果たすため、聴覚障害のある患者さんには、音声感情の知覚について明確に話し合うことが重要です。音声感情の知覚に困難を感じることはよくあることであり、補聴器を使用しても必ずしもこの能力が回復するとは限らないことを患者さんに理解してもらう必要があります。日常生活においては、補聴器を使用している方や聴覚障害のある方と話す際に、会話相手が言葉を通して感情を率直に表現することが役立つでしょう。
聴覚専門医が患者の音声感情知覚の困難さを特徴づけるのに役立つ自己報告式質問票として、聴覚における感情コミュニケーション質問票（EMO-CHeQ） [11]があります。EMO-CHeQは、優れた心理測定特性を持つ検証済みの質問票であり、16項目の形式はタイトな臨床スケジュールにも適しています。患者は診察の前後に記入することもできます。重要なことに、EMO-CHeQのスコアは音声知覚識別タスクのパフォーマンスを予測し、正常な聴力を持つリスナーと聴覚障害のあるリスナーの間で感情コミュニケーションの障害を区別することができます。
記事のポイント！
難聴は会話の言葉を聞き取る力だけでなく、声の高さや抑揚、話す速さなどから相手の感情を読み取る力にも影響します。補聴器は言葉の理解には役立つものの、声に含まれる感情の認識まで十分に回復させるとは限らないことが研究で示されています。補聴器の有無によって脳が感情を処理する仕組みがどのように変わるのかを紹介する興味深い記事です。
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