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音声言語とチンパンジー

音声言語とチンパンジー. 小嶋祥三 第 36 回日本神経心理学会総会 学術集会講演 2012.09.15. 音声言語とチンパンジー. 以下のスライドは第 36 回日本神経心理学会総会（ 2012.09.15 ）における講演で使用したものである 内容は変わらないが、追加したものや一部変更したものもある 紹介したデータの大部分は私が関係したものであるが、約 10 年前までのものが中心になっている なお、音声ではボノボの研究があるが、その評価は保留しており、ここではふれないことにする 内容は神経心理学第 29 巻 2 号に掲載予定です. チンパンジーの聴覚と音声知覚.

kurt
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音声言語とチンパンジー

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Presentation Transcript

  1. 音声言語とチンパンジー 小嶋祥三 第36回日本神経心理学会総会 学術集会講演 2012.09.15

  2. 音声言語とチンパンジー • 以下のスライドは第36回日本神経心理学会総会（2012.09.15）における講演で使用したものである • 内容は変わらないが、追加したものや一部変更したものもある • 紹介したデータの大部分は私が関係したものであるが、約10年前までのものが中心になっている • なお、音声ではボノボの研究があるが、その評価は保留しており、ここではふれないことにする • 内容は神経心理学第29巻2号に掲載予定です

  3. チンパンジーの聴覚と音声知覚 音声言語の受容に関わる能力をごく簡単に • チンパンジーの聴覚の基本特性 W字型聴感度、ヒトとサルの間の弁別閾 • チンパンジーの音声知覚 母音、子音の知覚、声道長正規化、範疇的知覚あり 種特異音声の知覚、基音、第1フォルマントに鋭敏 • チンパンジーの音のワーキング・メモリ 急激なdecay、維持が難しい

  4. チンパンジーとヒトの聴感度 チンパンジー ヒト * チンパンジーの 聴覚特性は サルに似て W字型

  5. 新世界ザルの聴感度 W字型 4種の新世界ザル Fay (1988)に基づく

  6. 旧世界ザルの聴感度 W字型 5種の旧世界ザル Fay (1988)に基づく

  7. ニホンザル、チンパンジー、ヒトの弁別閾 △F (70 dB SPL) △I (1kHz) 1 kHz 70 dB で 10 Hz の差 1 kHz 70 dB で 1 dB の差 チンパンジーの弁別閾のデータはこれしかない！

  8. 合成日本語5母音の知覚 反応時間 [i]-[u], [e]-[o] を混同しがち 2頭のチンパンジーヒト （F1を聴いている）

  9. 種特異的音声gruntの知覚 デジタル フィルター で成分除去 原刺激 低い周波数成分 （F0, F1, H2） が残っていると ORG刺激との 区別が悪い ２頭のチンパンジーの結果 成績がよいほど混同しない

  10. Auditory working memory 視覚－視覚 聴覚－視覚 維持が難しい 3

  11. 異種感覚間マッチング 音を聞いてそれがなんであるか 分るか

  12. 聴覚弁別のテスト法 • Go/No Go 法 • A音→反応する（Go） • B音→反応しない（No Go） • Ex. 反応時間法 • 獲得は容易だが、発展性に乏しい • Yes/No 法 • A音→a反応 • B音→b反応 • Ex. 位置弁別　a:左、b:右 　　比較的容易に獲得 　　発展性がない • 聴覚－視覚マッチング 獲得が極めて難しい a:赤選択、b:緑選択 a:鈴選択、b:ラッパ選択

  13. 聴覚－視覚マッチング • 獲得が難しかったので、聴きなれた音とその音を出す見なれた物体を使用した • それでも容易でなかったが、最終的に獲得 • 一たび獲得されると他の物体に転移した • 音声による個体識別の能力は素晴らしい • すなわち聴覚－視覚マッチングの能力はある • 実験的に能力を引き出すのが難しい • なぜそのようなことが起きるのか？

  14. 音の出る物体と実験室 実験で使用した音の出る物体 実際音から録音した音へ移行した 実験室 モニターに物体の映像

  15. 聴覚－視覚マッチング　

  16. 獲得 この前に数年の様々な試みがあった

  17. 獲得直後のパーフォーマンス 正反応率 　横軸は音の出る物体のペア 視聴覚（青） 視覚（黄緑） 聴覚（水色） 視聴覚、視覚は成績がよく、反応時間が早い 聴覚は成績がやや悪く、反応時間が異様に長い 反応時間（秒）

  18. マッチングの転移 • 様々な物体の組み合わせで訓練を続けた • 下の図で＊は対の両方とも新しい音の出る物体

  19. 音声による個体識別 Pan Pant hoot 声－顔写真のマッチング Panの結果はexclusionによる subjects

  20. Pant hoot アイ アキラ ゴン ？ これは筆者でも分る

  21. 音声による個体識別 Pan Pant grunt Panの結果はexclusionによる subjects

  22. Pant grunt レイコ アイ プチ ？ これは分りにくい 答えは次のスライド

  23. なぜ、聴覚－視覚マッチング能力が引き出せないなぜ、聴覚－視覚マッチング能力が引き出せない • 聴覚－視覚マッチングの能力はあるが、実験的に能力を引き出すのが難しいのはなぜ？ 　　　聴覚は重要性が低く、その可塑性が少ない 　　　異種感覚間の脳内の結合が弱い 聴覚失認的：聞こえても、注意が向かない 失行症的：日常場面ではできても、検査場面ではできない Patterson et al. (2007)の意味記憶の総説：taskの要因 答え－Pant hoot: アイ、Pant grunt: レイコ

  24. Patterson et al. (2007) taskの要因が、その場で何を求められているのか、という点に関わるならば、チンパンジーはその理解が悪い？ 　しかし、視覚では問題が少ないので、やはり聴覚は苦手？ 　すべての要因が関係すると思われる Patterson et al. NRNS2007 17

  25. 異種感覚マッチング チンパンジーはヒトの言葉を 理解するか

  26. チンパンジーの言葉の理解 • 以上の実験では、言語と異なり、音とその対象（もの）との間の関係は任意でない • そこで、チンパンジーが音とものの任意の関係を理解できるか検討 • かれらは名前を呼べば来るので、理解しているはず • いろいろなもので試みたが、名前を含め、結果は否定的だった • 名前の結果を示す

  27. 言葉の理解：名前 写真 名前 自分を含む 自分を含まない

  28. オノマトペの導入 • そこで、実際の音と名称（名詞）の中間に位置するオノマトペ（擬音語）を導入した • オノマトペはしばしば幼児が名称を獲得する前段階に獲得される • また、脳機能画像でも実際音と名詞を橋渡しするかのような活性がみられる（PET研究） • 使用した刺激例　 鈴の実際音、「スズ（鈴）」、 「チリンチリン」 擬音語

  29. A-V matching to sample in the chimpanzee Sound yes約90% Name no約50% chance Onomatopoeia ? 結果は、多少の改善（75%）はみられたが、 実際音のレベルには届かない

  30. 名詞よりは成績がよいが、不安定で 実際音のレベルには達しない 名称（名詞） のレベル

  31. PETの実験 sound 実際音 「チリンチリン」 「スズ（鈴）」 onomatopoeia 擬音語 name この実験では道具や乗り物 などの人工物の音を利用 課題は音が乗りものだったら 反応する pMTG aSTG

  32. fMRIの実験：動物の声 • 動物の鳴き声を利用した オノマトペ：「ホーホケキョ」 実際音：鳴き声 動物名：「ウグイス」 • 課題は鳥か否かの判断 • 結果 実際音：STS, IFG 動物名：STG オノマトペ：STG, STS, IFG 擬声語 Hashimoto, T. et al. Neuroimage, 2006

  33. なぜ、言語理解能力が引き出せない • オノマトペを利用しても、75%の正答率より上がることはなかった • 名詞はほぼ50%のチャンスレベルだった • 前の一連の実験よりさらに獲得は困難だった • では、なぜ彼らは名前を呼べば来るのか？ • この以前と類似の問いには類似の答えが • ただし、taskの要因は大きいかもしれない • 聴いた音を出すものを見出そうとしている？

  34. なぜ、言語理解能力が引き出せない • 「アイ」という音声刺激は他のチンパンジーの名称だが、被験体はその音を出している人間を探すことが課題だと思っている？ • いずれにせよ、これらの結果はチンパンジーが音声言語を理解することが容易でないことを示す • また、音声を出している個体を同定することに優れており、かれらの生活に社会的要因は特別に重要である　　 25

  35. チンパンジーの音声とその可塑性 チンパンジーは音声言語を 話すことができるだろうか

  36. 音声のレパートリーと音声条件づけ • 母音的音声gruntのレパートリー • Vikiの失敗とこれまでのサルの研究 6年間の訓練で4語 • 既存の声の頻度を変更させることは可能 • 外部刺激の制御下におくことは可能 Go/No Go • とくに音声反応を分化させることが難しいYes/NoA刺激にx音声、B刺激にy音声 • チンパンジーの音声の分化の実験

  37. チンパンジー幼児の母音的音声のレパトリー grunt F1-F2図 grunt 実線：ヒト 破線：チンパンジー

  38. チンパンジーの音声分化条件づけ バナナに[a] ミルクに[o]

  39. 音声レパートリーと音声条件づけ • チンパンジーの母音的音声のレパートリーは[u], [o], [a]で[i], [e]はないーF2の変化が小さい • かれらの声道は前後方向が短いことが理由 • 音声知覚と整合的－F2に感受性がない • 音声の分化条件づけは前のスライドで示した結果が得られたのみだった • 電気喉頭を用いるなどしたが、気管が共鳴腔に含まれ、きれいな音にならなかった 30

  40. チンパンジーの音声とその可塑性 チンパンジーの音声発達

  41. ヒトとチンパンジー乳幼児の音声発達 ヒト乳幼児の5段階の音声発達 発声期 (0-1 mo)QRN共鳴が不十分な母音的音声 グー期 (2-3 mo) GOO, 音声模倣 拡張期 (4-6 mo) vocal playの時期, FRN レパートリー、音声の自発性↑ 喃語期 (7-10 mo) CB標準的な喃語「バーバー」 非重複性喃語期 (11-12 mo) VB「バーブー」 チンパンジーと共通 ヒト的 Ollerより 拡張期：音声言語の基盤、喃語期：音声言語への特殊化

  42. チンパンジー乳幼児の非情動的音声 Aの音声は生後24時間以内にだされた 　これらの音声は成体も持っている 　これらの音声は誘発される Dの音声では母音的な音声の前に破裂子音的な音声がある Eの音声は声帯振動の周波数変調がみられる pant staccato grunt QRN syllable FM Goo期的

  43. チンパンジー乳幼児の音声模倣 Goo期的 1 kHz おもちゃのキュッという音3回 チンパンジーの声

  44. チンパンジー乳幼児の音声の特徴 • 高い周波数成分が弱い　QRN • 音声のFM性が増してくる • 音節性が増してくる • 訓練したgruntではかすれ声化 • 訓練の効果は限定的だが、一生持続する（後出）

  45. チンパンジー乳幼児の音声発達 staccato pant 10週齢 grunt 左：ヒトが育てた 　　　音声の訓練あり 右：チンパンジーが育てた 　　　音声の訓練なし

  46. チンパンジー幼幼児の音声発達の特徴 • 誕生直後から、成体がだす一部の音声をだす • 音声の自発性が一貫して少なく、誘発性が高い • 生後６０日前後から誘発性が高まる • 誘発には意識レベル､誘発者への注意が重要 • 事態に慣れると音声の誘発は減少する • チンパンジーはグー期を越えることは難しい 35

  47. チンパンジーの音声とその可塑性 音声の訓練を受けた チンパンジーのその後

  48. 音声の訓練を受けた母親Panと子のPal

  49. Infant-Mother vocal interaction

  50. チンパンジー母子の音声交換 IM:子が先行，母が続く，MI:その逆　A:不快な声，NA:不快でない声

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