二重音高

ダイコティックピッチ（またはダイコティックピッチ現象）は、両耳処理によって聞こえるピッチであり、脳が同時に耳に提示された2つのノイズを組み合わせるときに聞こえます。^[1]言い換えると、音刺激がモノラル（片方の耳）で提示されたときは聞こえませんが、バイノーラル（両耳に同時に）で提示されると、ピッチの感覚が聞こえます。^[2]バイノーラル刺激はヘッドフォンを通じて両耳に同時に提示され、操作される狭い周波数帯域を除いて、いくつかの点で同じです。^[3]最も一般的なバリエーションはハギンズピッチで、狭い範囲の周波数で両耳間の位相関係のみが異なるホワイトノイズを提示します。^[3] 人間の場合、この現象は330 Hz未満の基本周波数と非常に低い音圧レベルに限定されます。^[4]専門家は、脳に対するダイコティックピッチの影響を調査しています。^[4]例えば、ヘシュル回の外側端の活性化を引き起こすことを示唆する研究があります。^[5]

連続的なホワイトノイズ（周波数成分が約2000Hz未満）がヘッドフォンでリスナーの左右の耳に両耳で提示され、左右の耳の信号間に特定の両耳間位相関係が与えられている場合、ピッチの感覚（心理物理学的）が観察されることがあります。^[6]したがって、どちらかの耳だけを刺激するとホワイトノイズの感覚のみが生じますが、両方の耳を同時に刺激するとピッチが生じます。したがって、両耳分離聴の特殊なケースとして、このようなピッチはダイコティックピッチまたはバイノーラルピッチと呼ばれます。一般に、ダイコティックピッチは、バイノーラル空間を満たすノイズの多い音の中で、頭の中のどこかに知覚されます。より具体的には、ダイコティックピッチは、ピッチ値、音色、頭の中の位置（側方化）という3つの知覚特性によって特徴付けられます。ダイコティックピッチに関する実験は、ピッチ全般の研究、特に音源定位や競合する音源の分離（カクテルパーティー効果を参照）に関連する両耳システムの研究の一環として行われた。過去には、ダイコティックピッチのさまざまな構成が研究され、いくつかの聴覚モデルが開発されてきた。しかし、形成方法からダイコティックピッチの側方化まで、ダイコティックピッチのすべての側面を説明する単一のモデルは開発されていない。^[7]心理物理学的および生理学的音響学における大きな課題は、ピッチ値とピッチイメージの位置の両方を1つのモデルで予測することです。詳細、参考文献、オーディオデモなどについては、こちらを参照してください。

ハギンズピッチとバイノーラルエッジピッチは、単一周波数で純音のような音を引き出し、狭い周波数帯域で両耳間の位相シフトを作成することによって生成されます。^[8]これにより、最初に耳に到達する音波のポイントが変わり、ホワイトノイズ刺激の音波は異なるポイントで耳に到達します。言い換えると、その周波数ではノイズが相関していないということです。^[9]

HPが発生するには、狭い周波数帯域を除くすべての周波数で同一のホワイトノイズが同時に両耳に提示されなければならない。^[2]この狭い周波数帯域ではオールパスフィルターが使用され、0から2πラジアンまでの両耳間位相シフト（360度位相シフトと呼ばれることもある）が生成される。^{[2] [10]}

BEPは、0からπラジアン（180度の位相シフト）までの両耳間の位相シフトを導入することによって作成されます。350～800Hzの周波数範囲で最もよく聞こえます。^[10]

フォーサンピッチとダイコティック反復ピッチはどちらも複音です。これらは両耳刺激に大きな両耳間遅延を作り出すことで生成されますが、これらの大きな両耳間遅延が適用される場所が異なります。^[8]

FPは両耳間の位相シフトが必要であるという意味では純音に似ていますが、両耳間の遅延が異なる異なる刺激を同時に各耳に提示します。^[8]

DRPは、同じ刺激を単一の大きな両耳間遅延で両耳に同時に提示する。^[8]

イコライゼーション・キャンセル（EC）は、両耳間ピッチ、具体的には両耳間エッジピッチとハギンズピッチがどのように生成されるかを説明するモデルであり、^[10]両耳間アンマスキングと関連している。^[11]

二分音ピッチ刺激は、イコライゼーションとそれに続くキャンセルの2段階のプロセスで処理されます。^[11]イコライゼーションは、両耳間の時間遅延、レベル、位相の差を両耳システムが修正するプロセスです。^{[12] [8]}つまり、刺激が両耳に到達する時間の差、各耳への音量と周波数の差、各耳に到達したときの波の位相の差です。これにより、両耳システムは、広帯域ノイズで完全に相関していたものを減算できます。残るのは、狭い周波数帯域で作成された両耳間の位相シフトであり、^[10]広帯域ノイズの相関が除去された唯一の部分です。^[12] ECの結果が、HPとBEPとして聞こえるものです。^[8]

より具体的には、ECプロセスによって、鋭いエッジを持つ中心スペクトルと、BEPが聞こえる高域または低域の音が生成され、BEPが生成されます。^{[8] [10]}

ホワイト ノイズ刺激の特性が、ハギンズ ピッチが左右どちらに偏位するかに影響することが判明しました。これには、ホワイト ノイズの中心周波数と両耳間の時間遅延が含まれます。

半周期則は、ハギンズ音の側方化は、雑音が両耳に到達するまでの時間差、つまり両耳間時間遅延に依存すると理論づけている。しかし、このモデルは、あらゆる状況下での両耳間ピッチの側方化を正確に説明しているわけではない。^[7]

両耳音のピッチを用いて、脳内のヘシュル回に関連したピッチ処理が研究された。ホールとプラックの研究では、様々なピッチ誘発刺激を用いてfMRIスキャンを実施し、ヘシュル回と、主にヘシュル回の後方にある側頭葉を含む複数の領域が、ハギンズピッチなどのピッチ誘発刺激（両耳刺激）によって活性化されることを発見した。^[9]

ヘシュル回と側頭葉の活性化は、2 つの二分音程 (ハギンズ ピッチとバイノーラル バンド ピッチ) と、二分音程と同じに聞こえるが異なる特性を持つ純音を使用して、活性化がピッチの特性に依存するかどうかを調べた別の研究によって再現されました。fMRI スキャンでは、二分音程とそれに対応する純音が同じ領域、つまりヘシュル回の外側端と側頭葉の外側境界を活性化することが示されました。これは、ヘシュル回の活性化がピッチの特性ではなくピッチ自体に依存する可能性があることを反映しています。ハギンズ ピッチもこの領域に両側から影響を及ぼすことがわかりました。^[13] 側頭葉は、メロディーに見られるようなピッチの変化に対してより敏感であることもわかりました。^[13]

二分音階については多くの発見があり、さまざまな障害がさまざまな方法でそれを経験することを示しています。失読症の人は、単語や文字を区別しようとすると、同じように二分音階を経験するようです。ロバート・F・ドハティとチームは、失読症の子供とそうでない子供の両方を使って実験を行いました。参加者はメロディーを聞かせられ、その後メロディーの中でさまざまなトーンが演奏されました。失読症の子供は高い音を解読できましたが、低い音を背景のメロディーから区別できませんでした。低い音が失読症の子供に何らかの聴覚的および感覚的問題を引き起こし、送られてくる情報を脳が整理するのが難しくなることが明らかになりました。^[1]

サンチュレットとダウは、聴覚障害者が非聴覚障害者と二分音階を聞き取る能力を比較した。その結果、ほとんどの聴覚障害者は二分音階を聞き取ることができたが、非聴覚障害者に比べ聞き取りにくかったことが判明した。しかし、中枢聴覚処理障害を持つ人など、聴覚障害者全員が二分音階を聞き取ることができたわけではない。これはまだ予備研究に過ぎないが、研究者らは、聴覚障害者が二分音階を認識する能力が異なるため、二分音階は聴覚障害者の診断に有用なツールとなる可能性があると示唆した。^[14]

ビアンカ・ピニェイロ・ランゼッタ・ヴァルドとチームによる研​​究では、注意欠陥多動性障害（ADHD）と双耳性音痴の診断を受けた子供たちが対象となった。^[15]実験開始時、子供たちは全員、ADHDの人を落ち着かせるために使用される刺激薬であるメチルフェニデートのベースレベルにあった。6か月間、子供たちはホワイトノイズからなる聴覚刺激を与えられ、この刺激中に、身体的、神経学的、視覚的、聴覚的検査、および生化学的検査が行われ、改善が見られたかどうかが調べられた。ランゼッタ・ヴァルドと協力者は、さまざまな評価で6か月間の参加者の改善を発見したが、このトピックについては議論の余地のある結果がある。

周波数シフト検出器（FSD）は、音を結びつけて言葉やメロディーを知覚できるようにする役割を果たしていると考えられています。FSDは、ノイズのピッチが増減するタイミングを検出します。^[12]

カルカニョとその同僚は、FSD が両耳刺激と片耳刺激の両方の周波数変化を検出できるかどうかを研究した。彼らは、参加者に周波数変化の方向を区別するよう求める上下課題を使用した。両耳刺激と片耳刺激は、参加者の上下課題を行う能力に変化を与えなかった。2 つの試験で得られた同様の結果から、FSD は片耳刺激と両耳刺激の周波数変化に等しく敏感であるという結論が導かれた。また、このことから、FSD は両耳収束後のどこか、つまり聴覚処理システムが耳に到達したノイズ刺激を組み合わせるポイントに位置するという結論も導かれた。^[12]

Dougherty, RF, Cyander, MS, Bjornson, BH, Edgell, D., & Giaschi, DE (1998). Dichotic Pitch: 新しい刺激が正常および失読症の聴覚機能を区別する。NeruoReport.9 (13) https://www.researchgate.net/profile/Robert_Dougherty/publication/13482828_Dichotic_pitch_A_new_stimulus_distinguishes_normal_and_dyslexic_auditory_function/links/00b4952dafbd0e7c3d000000/Dichotic-pitch-A-new-stimulus-distinguishes-normal-and-dyslexic-auditory-function.pdf から取得

Lanzetta-Valdo, BP, de Oliveira, GA, Ferreira, JC, & Palacios, EN (2017). 注意欠陥多動性障害児の聴覚処理評価：メチルフェニデートの効果を調べるオープンスタディ。国際耳鼻咽喉科アーカイブ、21 (1), 72–78. doi :10.1055/s-0036-1572526