難聴を変える

変化難聴は、特定の状況下で聴覚刺激の物理的変化が聞き手に気づかれない場合に生じる知覚現象である。聴覚刺激の変化が気づかれないメカニズムについては不確実性があるが、意識的に気づかれない聴覚変化が実際にエンコードされる処理レベルを決定するための科学的研究は行われている。変化難聴の根底にあるメカニズムを理解することで、聴覚環境の表現の完全性、聴覚知覚システムの限界、聴覚システムと記憶の関係などの問題に対する洞察が得られる可能性がある。^[1] 変化難聴の現象は、聴覚サウンドスケープの意識的な経験を生み出す高レベルと低レベルのプロセス間の相互作用に関連していると考えられている。^[1]

決定要因

注意

注意が変化難聴に影響を与えるという証拠は、意味言語や自然音を含むさまざまな聴覚パラダイムで観察されています。どちらの場合も、聴覚シーンの関連部分への不注意により変化難聴の発生が増えますが、注意は聴覚情報の構造的要素、または実験設計に組み込まれた手がかりの関数である可能性があります。^[2]^[3]

意味論的証拠

ある研究では、参加者は男性と女性が男性と意味的に関連する無生物（「観光客」と「スーツケース」など）について会話する短い物語を聞きました。物語の 5 番目の文では、女性が男性との会話を続けるか（一貫した継続）、突然無生物に話しかけ始めます（異常な継続）。重要な単語を除いて、これらの継続は一貫した継続と異常な継続で同一でした。どちらの場合も、継続の重要な単語はアクセントを消して、両方の物語バージョンの韻律の違いを最小限に抑えました。異常な継続条件では、意味的錯覚を引き起こすことが実証されている条件にもかかわらず、強い談話一貫性の中断が生じるため、リスナーは異常な継続条件での意味の変化にすぐに気づくと予測されました。これは事象関連電位分析を使用してテストされ、意味的に異常な単語、または一貫性があっても予期しない単語は、重要な単語の開始後約 150～250 ミリ秒で、意味的に首尾一貫した単語または予期された単語よりも有意に大きなN400効果を引き起こすことが示されていることを考慮して、異常な継続が首尾一貫した継続に比べて大きな N400 効果を直ちに引き起こすと予想されました。この予測に反して、結果は N400 効果がなく、重要な単語の開始後約 500～600 ミリ秒で現れ始めた差異効果が存在することを示しました。N400 効果がないということは、単語とその意味的コンテキストの関連性の非常に微妙な違いに対する N400 の感度が確立されているため、意味の変化が一時的に検出されなかった一時的な変化難聴効果として解釈されます。実験者は、変化の検出が当初欠如していたのは、異常な単語が意味的に正しい単語と関連付けられており、異常なアクセントが付いていないという点で、文脈と表面上は一致する入力と強い期待が組み合わさった結果であると推測している。微分事象関連電位は、参加者が変化を処理したが、検出に予想よりも大幅に時間がかかったことを示している。^[2]

自然音の知覚からの証拠

別の研究では、複数の自然音からなる聴覚シーンの変化の知覚に対する選択的注意の効果を調べ、聴覚知覚は注意によって制限されることがわかった。この課題では、聞き手は任意の聴覚シーンの 2 つのバージョンを聞き、2 番目のバージョンには 1 つのオブジェクトが欠けている。参加者は、特定のオブジェクトに注意を向けてそのオブジェクトがシーンの 2 番目のバージョンに欠けているかどうかを報告するか、すべてのオブジェクトに注意を向けて 2 番目のシーンに欠けているオブジェクトがあるかどうかを報告するように指示された。これらはそれぞれ、指向性注意条件と非指向性注意条件と呼ばれる。結果は、注意の手がかりがない場合、約 4 つ以上のオブジェクトからなる聴覚シーンでの変化の検出は信頼できないことを示した。この場合の変化は、オブジェクトの消失またはその場所の変化のいずれかである。変化難聴に対する注意の効果を生み出すメカニズムに関する曖昧さに注意することが重要であり、この研究では 2 つの可能性が示唆されている。 1 つ目は、聴覚シーンを構成する個別のストリームを分離するには、集中的な注意が必要であるというものです。つまり、研究で観察された変化難聴効果は、注意の手がかりがない場合に個別の聴覚シーンを知覚することの難しさを反映していることになります。2 つ目の可能性は、複雑な聴覚シーンは最初は個別のストリームで構成されていると認識されるため、変化難聴効果は、後続のシーンと比較するための複数の聴覚情報セットをエンコードして保存する際の制限の結果であるということです。^[3]

経験と親しみ：音楽の変化による難聴の証拠

異なるタイプの音楽メロディー、すなわち様式メロディー（クラシック音楽の通常の制約に従う）、非様式メロディー（音調構造を欠く）、およびランダムに生成されたメロディーで構成される変化検出タスクにより、いくつかの相互作用するパラメータが変化難聴に有意な影響を及ぼすことが明らかになった。音調、リズム、および拍節構造は、音符のシーケンスを強調し、リスナーに「音楽の要点」、または図式的に一貫した音の記憶表現を構築するためのテンプレートを提供する。この実験により、音楽構造の欠如により聴覚情報の図式的処理がより困難になり、リスナーの間で変化難聴が増加するという予測を裏付ける証拠が得られた。これらの実験で提示されたメロディーが構造的に馴染みのないものであった場合、リスナーは音楽の特徴をエンコードすることがより困難になり、したがってメロディーの変化を検出する能力が低下した。このタスクでは、リスナーの西洋音楽に対する経験と馴染みが、音楽の特徴をエンコードする能力を決定した。しかし、音階に関係のない音や、拍子や持続時間によって強調されていない音は短期記憶に一貫して保持されず、そのためリスナーは音楽のこれらの要素の変化を検出することが難しくなりました。^[4]

神経相関

ある研究では、 fMRIデータを使用して、聴覚入力の物理的変化 (意識的な変化の検出とは無関係) の神経的相関と、変化の意識的な知覚 (実際の物理的変化とは無関係) の神経的相関を区別しました。この研究では、変化難聴パラダイムを使用しました。このパラダイムでは、参加者は、ピッチ、リズム、音源の位置が異なる 6 つの個別の聴覚ストリームで構成される複雑な聴覚シーンにさらされ、どのストリームに注意を向けるかを示すキューを受け取りました。各参加者は、連続して提示された 2 つの聴覚シーンを聞き、その後、両方のシーンが同一であるかどうかを示すように求められました。機能的MRI の結果、刺激の物理的変化は、入ってくる聴覚情報を処理する最初の皮質構造であるヘシュル回の外側部付近の右聴覚皮質におけるBOLD応答の増加と相関していましたが、階層的に上位の脳領域とは相関がありませんでした。^[5] 意識的な変化の検出は、前頭前野と右島皮質の結合反応の増加と相関しており、前頭前野が外部刺激への注意に関与する他の脳ネットワーク間の動的相互作用を仲介する機能があり、前頭前野と顕著な刺激イベントを識別して追加の処理を開始する顕著性ネットワークを形成するという追加の証拠と一致しています。^[6] 変化の検出がない場合、この顕著性ネットワークは活性化されませんでした。しかし、他の皮質領域の活動の増加は、検出されない変化がまだある程度認識されているが、意識的な変化の検出をトリガーできず、変化の難聴現象を引き起こしていることを示唆しています。^[5]

変化難聴に関する追加研究では、検知されない変化は聴覚皮質の感覚レベルでは正常にエンコードされるが、変化の意識的な知覚を生み出す後の変化関連皮質反応は引き起こさないという予測を裏付ける証拠が得られている。ピッチの変化を用いた変化検出タスク中の脳波分析では、聴覚入力における検出されたピッチ変化と検知されないピッチ変化の両方で、これまでピッチ情報の感覚抽出に関与することが示されていた反応が増加したが、ピッチ変化が検出された場合にのみ、階層的に上位の非感覚脳領域に起因する後続の処理段階が引き起こされたことが明らかになった。これらの知見は、変化難聴は聴覚皮質における変化した刺激特徴の初期感覚エンコードの欠陥から生じるのではなく、聴覚皮質における刺激処理のより高いレベルで発生し、聴覚変化検出メカニズムの引き起こしに失敗することを示唆している。^[7]

参照

参考文献

^ ab Snyder JS、Gregg MK、Weintraub DM、Alain C (2012) 注意、意識、聴覚シーンの知覚。Front. Psychology 3:15。Snyder 、 JS、Gregg、MK、Weintraub、DM、Alain、 C . (2012)「注意、意識、聴覚シーンの知覚」。Frontiers in Psychology。3 : 15。doi : 10.3389 / fpsyg.2012.00015。PMC 3273855。PMID 22347201。
^ ab Nieuwland, M., & Van Berkum, J. (2005). 意味的錯覚現象の限界をテストする: ERP は談話理解における一時的な意味的変化の難聴を明らかにする。認知脳研究、24(3), 691-701。 Nieuwland, MS; Van Berkum, JJA (2005). 「意味的錯覚現象の限界をテストする: ERP は談話理解における一時的な意味的変化の難聴を明らかにする」。認知脳研究。24 (3): 691–701。doi :10.1016/j.cogbrainres.2005.04.003。hdl : 11858 /00-001M-0000-0012-1D58- B。PMID 15894468 。
^ ab Eramudugolla, R., Irvine, D., McAnally, K., Martin, R., & Mattingley, J. (2005). Directed Attention Eliminates 'Change Deafness' in Complex Auditory Scenes.15(12), 1108-1113. Eramudugolla, R.; Irvine, DRF; McAnally, KI; Martin, RL; Mattingley, JB (2005). 「Directed Attention Eliminates 'Change Deafness' in Complex Auditory Scenes」Current Biology . 15 (12): 1108–1113. doi : 10.1016/j.cub.2005.05.051 . PMID 15964275.
^ Agres, K., & Krumhansel, C. (2008). 音楽の変化による難聴: 非音声聴覚領域における変化の検出不能。BC Love, K. McRae, & VM Sloutsky (編)、認知科学協会第30回年次会議議事録(pp. 975-980)、オースティン、テキサス州: 認知科学協会。
^ ab Puschmann, S., Weerda, R., Klump, G., & Thiel, C. (2013). 聴覚入力における物理的変化と知覚的変化の神経相関を、変化難聴効果を用いて分離する。認知神経科学ジャーナル、25(5), 730-742。Puschmann , S.; Weerda, R.; Klump, G.; Thiel, CM (2013). 「聴覚入力における物理的変化と知覚的変化の神経相関を、変化難聴効果を用いて分離する」。認知神経科学ジャーナル。25 (5): 730–742。doi :10.1162/jocn_a_00346。PMID 23249352。S2CID 13397662。
^ Menon V、Uddin LQ (2010) 顕著性、スイッチング、注意および制御: 島機能のネットワークモデル。Brain Struct Funct 214: 655-667。Menon 、V.; Uddin、LQ (2010)。「顕著性、スイッチング、注意および制御: 島機能のネットワークモデル」。Brain Structure and Function。214 ( 5–6 ): 655–667。doi : 10.1007 /s00429-010-0262-0。PMC 2899886。PMID 20512370。
^ Puschmann, S., Sandmann, P., Ahrens, J., Thorne, J., Weerda, R., Klump, G., Debener, S., & Thiel, C. (2013). 複雑な聴覚シーンにおける聴覚変化検出と変化難聴の電気生理学的相関。 Neuroimage, 75(15), 155-164. Puschmann, S.; Sandmann, P.; Ahrens, J.; Thorne, J.; Weerda, R.; Klump, G.; Debener, S.; Thiel, CM (2013). 「複雑な聴覚シーンにおける聴覚変化検出と変化難聴の電気生理学的相関」。NeuroImage . 75 : 155–164. doi :10.1016/j.neuroimage.2013.02.037. PMID 23466938。S2CID 9743128 。

[Synder,_Gregg,_Weintraub_&_Alain-1] Snyder JS、Gregg MK、Weintraub DM、Alain C (2012) 注意、意識、聴覚シーンの知覚。Front. Psychology 3:15。Snyder 、 JS、Gregg、MK、Weintraub、DM、Alain、 C . (2012)「注意、意識、聴覚シーンの知覚」。Frontiers in Psychology。3 : 15。doi : 10.3389 / fpsyg.2012.00015。PMC 3273855。PMID 22347201。

[Nieuwland_&_Van_Berkum-2] Nieuwland, M., & Van Berkum, J. (2005). 意味的錯覚現象の限界をテストする: ERP は談話理解における一時的な意味的変化の難聴を明らかにする。認知脳研究、24(3), 691-701。 Nieuwland, MS; Van Berkum, JJA (2005). 「意味的錯覚現象の限界をテストする: ERP は談話理解における一時的な意味的変化の難聴を明らかにする」。認知脳研究。24 (3): 691–701。doi :10.1016/j.cogbrainres.2005.04.003。hdl : 11858 /00-001M-0000-0012-1D58- B。PMID 15894468 。

[Eramudugolla,_Irvine,_McAnally,_Martin_&_Mattingley-3] Eramudugolla, R., Irvine, D., McAnally, K., Martin, R., & Mattingley, J. (2005). Directed Attention Eliminates 'Change Deafness' in Complex Auditory Scenes.15(12), 1108-1113. Eramudugolla, R.; Irvine, DRF; McAnally, KI; Martin, RL; Mattingley, JB (2005). 「Directed Attention Eliminates 'Change Deafness' in Complex Auditory Scenes」Current Biology . 15 (12): 1108–1113. doi : 10.1016/j.cub.2005.05.051 . PMID 15964275.

[Agres_&_Krumhansel-4] Agres, K., & Krumhansel, C. (2008). 音楽の変化による難聴: 非音声聴覚領域における変化の検出不能。BC Love, K. McRae, & VM Sloutsky (編)、認知科学協会第30回年次会議議事録(pp. 975-980)、オースティン、テキサス州: 認知科学協会。

[Puschmann,_Weerda,_Klump_&_Thiel-5] Puschmann, S., Weerda, R., Klump, G., & Thiel, C. (2013). 聴覚入力における物理的変化と知覚的変化の神経相関を、変化難聴効果を用いて分離する。認知神経科学ジャーナル、25(5), 730-742。Puschmann , S.; Weerda, R.; Klump, G.; Thiel, CM (2013). 「聴覚入力における物理的変化と知覚的変化の神経相関を、変化難聴効果を用いて分離する」。認知神経科学ジャーナル。25 (5): 730–742。doi :10.1162/jocn_a_00346。PMID 23249352。S2CID 13397662。

[Menon_&_Uddin-6] Menon V、Uddin LQ (2010) 顕著性、スイッチング、注意および制御: 島機能のネットワークモデル。Brain Struct Funct 214: 655-667。Menon 、V.; Uddin、LQ (2010)。「顕著性、スイッチング、注意および制御: 島機能のネットワークモデル」。Brain Structure and Function。214 ( 5–6 ): 655–667。doi : 10.1007 /s00429-010-0262-0。PMC 2899886。PMID 20512370。

[Puschmann,_Sandmann,_Ahrens,_Thorne,_Weerda,_Klump,_Debener_&_Thiel-7] Puschmann, S., Sandmann, P., Ahrens, J., Thorne, J., Weerda, R., Klump, G., Debener, S., & Thiel, C. (2013). 複雑な聴覚シーンにおける聴覚変化検出と変化難聴の電気生理学的相関。 Neuroimage, 75(15), 155-164. Puschmann, S.; Sandmann, P.; Ahrens, J.; Thorne, J.; Weerda, R.; Klump, G.; Debener, S.; Thiel, CM (2013). 「複雑な聴覚シーンにおける聴覚変化検出と変化難聴の電気生理学的相関」。NeuroImage . 75 : 155–164. doi :10.1016/j.neuroimage.2013.02.037. PMID 23466938。S2CID 9743128 。