2026年5月25日
脳の感覚処理皮質が運動制御皮質よりも重要な役割を果たしているという研究結果が発表された。この発見は次世代音声技術の開発に役立つ可能性がある。
査読付き出版物
マギル大学
画像： 人間の声道の合成画像（擬似カラー）。様々な母音の発音時の唇と舌の位置を示している。
写真提供：デビッド・オストリー
新しい言語を習得したり、言葉を再び話せるようになるには、運動制御を司る脳の部位よりも、音や身体感覚を処理する脳の部位の方がより重要であることが、新たな研究結果で明らかになった。
マギル大学とイェール大学医学部の研究者によるこの研究は、音声学習理論、そして音声処理および音声認識技術の開発に影響を与える可能性がある。
これまで、発話能力の根底にある顔や口の動きを学習し記憶する能力は、脳の運動野に依存すると広く考えられてきた。しかし、今回の新たな研究結果は、その前提に疑問を投げかけ、聴覚系と体性感覚系が中心的な役割を担っていることを示唆している。
「感覚運動神経科学は従来、運動の主要な原動力として前頭葉運動野に焦点を当ててきました。今回の研究は、人間の言語学習が本質的に感覚的なものであることを示し、その理解を覆すものです」と 、マギル大学心理学教授の デイビッド・オストリー氏は述べています。
今回の研究結果は、例えば感覚処理の統合を促進することで機能性と使いやすさを向上させるなど、脳卒中後の発話能力回復につながる新たな脳音声技術へのアプローチを支援する可能性がある。
脳刺激による記憶保持テスト
感覚脳領域が発話動作の学習と保持において果たす役割を検証するため、研究者らは参加者の発話をリアルタイムで変更し、それをヘッドホンを通してフィードバックすることで、発話運動学習を誘発した。
次に、非侵襲的な脳刺激法である経頭蓋磁気刺激（TMS）を用いて、脳の主要な言語領域（聴覚野、体性感覚野、運動野）の神経活動を阻害した。24時間後に記憶保持のテストを行った。
研究者たちは、ある脳領域が発話能力の獲得と保持に不可欠であれば、その領域を阻害すると保持能力が損なわれるだろうが、そうでなければ保持能力には影響がないだろうという仮説を立てた。
研究者らは、聴覚皮質または体性感覚皮質のいずれかの感覚皮質の活動を阻害すると、参加者が新たに学習した発話動作を保持する能力が著しく損なわれる一方、運動皮質の活動を阻害してもそのような影響は見られないことを発見した。
「私たちの研究は、新しい言語記憶が脳の運動野の変化のみに依存するという前提に疑問を投げかけるものです。むしろ、聴覚野と体性感覚野の変化が、私たちがどのように言語を学ぶかを形成する上で重要であることを強調しています」と、研究共著者でありイェール大学の准研究員であるニシャント・ラオ氏は述べています。
脳の可塑性の役割
この研究は、脳の感覚系の可塑性が運動学習と記憶保持をどのように支えているかを検証する、より広範な研究プログラムの一環である。感覚皮質の機能障害が新たな運動の学習と記憶保持を損なうことを示した、同研究グループによる上肢運動に関する最近の研究を補完するものである。
今後の研究では、学習に関わる大脳皮質回路を解明し、運動障害、特に脳卒中後のリハビリテーションの治療における感覚介入の可能性を探る予定である。
この研究について
Nishan Rao、Rosalie Gendron、Timothy Manning、David Ostryによる論文「言語運動学習と記憶の感覚的基盤」が、米国科学アカデミー紀要 に掲載された 。
この研究は、（米国）国立聴覚・その他のコミュニケーション障害研究所の資金提供を受けて実施されました。
記事のポイント！
マギル大学とイェール大学の研究チームは、発話の学習や記憶において、口や顔の動きを制御する運動領域よりも、聴覚や体性感覚を処理する脳領域が重要な役割を持つことを示しました。実験では、参加者の発話をリアルタイムで変化させて学習を促した後、脳刺激によって特定領域の働きを一時的に妨げ、24時間後の保持を確認しています。その結果、聴覚野や体性感覚野への刺激では学習した発話動作の保持が低下しましたが、運動野への刺激では同様の影響は見られませんでした。発話を「動き」だけでなく「聞こえ」や「身体感覚」と結びつけて捉える視点は、脳卒中後の発話回復や、将来の音声技術の発展にもつながる可能性があります。
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