ヒトにおける発声関連脳電位の解析 : ピッチ変化による検討

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  • Cerebral Averaged Potentials Preceding Voluntary Vocalization in Man.

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抄録

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近年, 運動関連脳電位については手指の単純な屈伸運動に関する詳細な研究はあるが, 発声に関する報告は少ない。本研究では, ピッチ変化と母音の変化における発声関連脳電位の変化を等電位図法と双極子追跡法(頭部均一媒質による)を用いて解析することを目的とした。18-35歳の健康な男女10名(右利き)を対象とし, 高低数種類のピッチで母音を自己のペースで発声させた。脳波は頭皮上においた21個の表面電極より導出した。喉頭前面皮膚上においた加速度計波形の立ち上がりをトリガーとして用い, 発声前2.5s, 発声開始後2.5sの脳波を加算平均し, 等電位図の作成と双極子追跡法により電源位置の推定計算を行い, 被験者のMRI画像を用いて電源位置を検討した。発声に約1200ms先行して両側の中側頭部に緩徐な陰性電位が認められた。これは正常のヒト発声時の大脳皮質の準備状態を反映する発声関連脳電位と考えられた。この陰性電位は, 分布範囲, 強度とも左半球優位の場合が多かった。また発声のピッチを高く変化した場合には, 右側の振幅の変化が, より大きくなる傾向があった。一般にヒトの発声において言語中枢は(左)優位半球に広く存在すること, 発声周波数(ピッチ)の変化は(右)劣位半球の関与が大きいことが知られている。上記の結果はこの説に一致すると考えられた。発声に先行する陰性電位の電源部位は双極子追跡法により両側の中心前回下部付近に限局して分布した。発声のピッチや母音を変えても電源位置に変化は認められなかった。

Vocalization related cortical potentials were recorded from 10 healthy right-handed adults. EEGs were recorded from twenty-one surface electrodes placed on the scalp. The vocalization was voluntarily and self-pacedly repeated about 6s interval. The vowels and pitches of vocalization were changed in each experimental session. The rising slope of the integrated signal from an accelerometer attached to the throat was used as a trigger. EEGs simultaneously avaraged from 2s prior to and to Is after the onset of vocalization were analyzed with topographic mapping and dipole tracing methods. Slow negative potentials were obtained from the bilateral temporal regions about 1200 ms prior to the onset of vocalization. The slow negative potentials were recorded with higher amplitude distributed in wider on the left hemisphere area than the right one. High-pitch vocalization elicited higher amplitude of the slow negative potentials on the right side than the left side. The present result obtained from healthy subjects would agree with the concept that the center of speech exists in the dominant hemisphere and the center of pitch control exists in the recessive hemisphere, which are suggested from various studies on aphasia. The sources of these poteotials were estimated in the bilateral inferior motor cortex.

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