ワーキングメモリ負荷中の音声処理における皮質振動と同調

Cortical oscillations and entrainment in speech processing during working memory load
Jens Hjortkjær, Jonatan Märcher‐Rørsted Søren A. Fuglsang Torsten Dau European Journal of Neuroscience

神経振動は,作業記憶(WM)および音声処理において重要な役割を果たすと考えられている.現実の状況で音声を聞くことはしばしば認知的に要求されるが,聴覚皮質の脳活動が音声機能に同期する際,WM負荷がどのように影響するかどうかは明らかでない.ここでは,異なる程度のWM負荷下での音声エンベロープ変動への皮質の同調を調査するため,聴覚のN-backパラダイムを開発した.N-backタスクを入れた連続音声を聞いている22人の被験者から,脳波,瞳孔の拡大,および行動パフォーマンスを測定した.音声刺激は,文のイントネーション,音節の速度,および音声の内容に関して,自然な音声に一致するよう作成された長い数字の文章で構成された.音声処理中にさまざまなWM機能に負荷をかけるために,聞き手はさまざまなレベルのバックグラウンドノイズの音声シーケンスに対してN-backタスクを実行した.より高いN-backレベルでのWM負荷の増加は,後頭のアルファ度の減少と瞳孔拡張の増加に関連していた.前頭のシータ出力は,訓練の開始時に増加し,N-backレベルが高くなるとさらに増加した.観測されたアルファシータパワーの変化は,WM処理負荷の一般的な振動相関を示唆する視覚的なN-backパラダイムと一致している.発話同調は,発話信号のエンベロープと低周波皮質活動(<13Hz)の間の線形マッピングとして測定された.両方のタイプのWM負荷(バックグラウンドノイズとN-backレベル)の増加により,皮質音声エンベロープの引き込みが減少することが分かった.同調は高負荷下で持続したが,我々の結果は,皮質音声同調に対するWM処理のトップダウンの影響を示唆している.

ワーキングメモリ負荷中の音声処理における皮質振動と同調

Cortical oscillations and entrainment in speech processing during working memory load
Jens Hjortkjær, Jonatan Märcher‐Rørsted Søren A. Fuglsang Torsten Dau European Journal of Neuroscience

神経振動は,作業記憶(WM)および音声処理において重要な役割を果たすと考えられている.現実の状況で音声を聞くことはしばしば認知的に要求されるが,聴覚皮質の脳活動が音声機能に同期する際,WM負荷がどのように影響するかどうかは明らかでない.ここでは,異なる程度のWM負荷下での音声エンベロープ変動への皮質の同調を調査するため,聴覚のN-backパラダイムを開発した.N-backタスクを入れた連続音声を聞いている22人の被験者から,脳波,瞳孔の拡大,および行動パフォーマンスを測定した.音声刺激は,文のイントネーション,音節の速度,および音声の内容に関して,自然な音声に一致するよう作成された長い数字の文章で構成された.音声処理中にさまざまなWM機能に負荷をかけるために,聞き手はさまざまなレベルのバックグラウンドノイズの音声シーケンスに対してN-backタスクを実行した.より高いN-backレベルでのWM負荷の増加は,後頭のアルファ度の減少と瞳孔拡張の増加に関連していた.前頭のシータ出力は,訓練の開始時に増加し,N-backレベルが高くなるとさらに増加した.観測されたアルファシータパワーの変化は,WM処理負荷の一般的な振動相関を示唆する視覚的なN-backパラダイムと一致している.発話同調は,発話信号のエンベロープと低周波皮質活動(<13Hz)の間の線形マッピングとして測定された.両方のタイプのWM負荷(バックグラウンドノイズとN-backレベル)の増加により,皮質音声エンベロープの引き込みが減少することが分かった.同調は高負荷下で持続したが,我々の結果は,皮質音声同調に対するWM処理のトップダウンの影響を示唆している.