最近の研究で、人々が単語を認識する際に「待機と観察」、「持続的活性化」、「ゆっくりとした活性化」という3つの戦略を使用していることが明らかになりました。この戦略は、正常な聴力を持つ人々と人工内耳を使用している人々の両方で観察され、単語認識のプロセスが非常に個別化されていることが示されました。
この発見は、言語処理に関する新たな洞察を提供し、聴覚障害者のための介入方法の改善につながる可能性があります。また、単語認識の違いが従来考えられていたよりも広範囲に及んでおり、聴覚に問題のない人々にも広がっている可能性があることを示唆しています。
重要な事実
- 研究者は、単語認識の戦略として「待機と観察」、「持続的活性化」、「ゆっくりとした活性化」の3つを特定しました。
- これらの戦略は、正常な聴力を持つ人々と人工内耳ユーザーの両方で観察され、個別化された言語処理を強調しています。
- この研究は、単語認識の仕組みをよりよく理解することで、聴覚障害者のための介入方法の改善につながる可能性があります。
出典：アイオワ大学
アイオワ大学の研究者たちは、人々がどのように単語を認識するかを明らかにしました。
人工内耳を使用して聞いている人々を対象とした新しい研究で、研究者たちは、聴力に問題があるかどうかに関わらず、人々が単語を認識する際に用いる3つの主要なアプローチを特定しました。これは、話し言葉を理解するための基本的な構成要素です。
どのアプローチを取るかは、その人自身に依存し、聴力の優劣には関係ありません。例えば、ある人は単語を特定する前に少し待つこともあれば、他の人は2つ以上の単語の間で迷った末に、どの単語が聞こえたかを決定することがあります。
人が単語を聞いたとき、脳は数百、場合によっては数千の選択肢を一瞬のうちに考慮し、そのほとんどを1秒以内に排除します。例えば「ホークアイズ（Hawkeyes）」という単語を聞くと、脳は一瞬「ホットドッグ（hot dogs）」、「ホーク（hawk）」、「ホッケー（hockey）」など、音が似ている他の単語を考慮した後、最終的に目標の単語に落ち着きます。
脳は迅速に働き、単語認識戦略の違いは微妙な場合が多いですが、この研究の成果は、早期の子どもや聴力が低下しがちな高齢者における単語認識の問題を特定し、それらの状態をより効果的に管理する新たな方法を提供する可能性があります。
「この研究を通じて、人々は単語を認識する際にも全員が同じように働いているわけではないことが分かりました」と、研究の責任著者であり、心理学・脳科学部のF.ウェンデル・ミラー教授であるボブ・マクマリー氏は述べています。
「人々は、単語を認識するという課題に対して、それぞれ独自の解決策を採用しているようです。言語を使う方法は一つではありません。これは、よく考えると驚くべきことです」とマクマリー氏は述べています。
マクマリー氏は、子どもや高齢者における単語認識について30年以上にわたり研究を行ってきました。その研究により、あらゆる年齢層において、話し言葉を認識する方法に違いがあることが示されています。しかし、その違いは非常に微細であるため、正確に分類するのが難しかったのです。
そこで、マクマリー氏と彼の研究チームは、人工内耳を使用している人々に注目しました。人工内耳は、重度の難聴や高度の難聴を持つ人々が使用するデバイスで、通常の聴覚経路をバイパスし、電極を用いて音を届けます。
「これは、何百万もの有毛細胞と何千もの周波数を22本の電極に置き換えるようなものです。すべてが一緒にぼやけてしまいますが、それでも機能します。なぜなら、脳が適応できるからです」とマクマリー氏は説明しています。
研究チームは、アイオワ大学医療センター内のアイオワ人工内耳臨床研究センターから101人の参加者を募りました。参加者はスピーカーを通して単語を聞き、その後、コンピュータ画面上の4つの画像の中から聞いた単語に一致するものを選びました。
聴取と選択の活動は、視線追跡技術を使用して記録されました。これにより、研究者たちは各参加者がどのように、そしていつ単語を認識したかを瞬時に追跡することができました。
実験の結果、人工内耳ユーザーは、異なる聴覚方法を持っていても、正常な聴力を持つ人々と同じ基本的なプロセスを用いて話された単語を選択していることが明らかになりました。
研究者たちは、3つの単語認識の次元を定義しました。
- 待機と観察（Wait and See）
- 持続的活性化（Sustained Activation）
- ゆっくりとした活性化（Slow Activation）
研究によれば、ほとんどの人工内耳参加者は「待機と観察」の戦略をある程度使用しており、単語を聞いてから最大0.25秒待ってから、どの単語を聞いたのかを確定する傾向があることが分かりました。
マクマリー氏の研究室での以前の研究では、早期の聴覚障害を持つ子どもたちには「待機と観察」の傾向が見られることが示されていますが、これは一般的には観察されていませんでした。
「もしかすると、これは彼らが頭の中で他の競合する単語を避けるための方法かもしれません」とマクマリー氏は述べています。「彼らは少しスピードを落として、シンプルに保つことができるのです。」
また、研究者たちは、一部の人工内耳参加者が「持続的活性化（Sustained Activation）」を傾向として持ち、聞いた単語を確定する前にいくつかの単語の間で悩むことがあるか、または「ゆっくりとした活性化（Slow Activation）」を使用し、単語を認識するのが遅い傾向があることを明らかにしました。重要なのは、すべてのリスナーがこれらの戦略を組み合わせて使用しており、それぞれが異なる度合いで各戦略を採用しているということです。
この次元は、聴覚に障害がない人々が、青年期から高齢期までどのように単語を認識するかというパターンと一致しており、これはマクマリー氏のチームが以前の研究で示しています。
「人工内耳を使用する人々の集団で次元を特定したことで、聴覚に障害がない人々に目を向けたところ、同じ次元が正確に適用されることがわかりました」とマクマリー氏は述べています。「人工内耳ユーザーがどのように単語を認識するかについて明確に見えるものが、多くの人々においても同様に起こっているのです。」
研究者たちは、今回の発見を活用して、特定の単語認識次元の極端な側にいる人々を支援するための戦略を開発することを目指しています。米国では成人の約15%が聴覚障害を抱えており、これが認知機能の低下、社会的交流の減少、そして孤立の増大につながる可能性があります。
「私たちは、単に『どの程度聞こえていますか？現実の世界で話し言葉を理解するのに苦労していますか？』と尋ねるよりも、より精密な方法を目指しています」とマクマリー氏は言います。
この研究「人工内耳ユーザーが明らかにするリアルタイム単語認識の基礎次元」は、2024年8月29日に学術誌「Nature Communications」にオンラインで掲載されました。
アイオワ州のフランシス・スミス、マリッサ・ハフマン、クリスティン・ルーフ、ジョン・ミューギー、シャーロット・ジェプセン、イーサン・クットル、サラ・コルビーが共著者として参加しています。
資金提供
この研究は、米国国立衛生研究所 (NIH) および米国国立科学財団 (NSF) が資金提供を行い、アイオワ人工内耳臨床研究センターの30年間にわたる資金提供の一環として実施されました。
この言語および神経科学研究に関するニュースについて
著者: リチャード・ルイス
出典: アイオワ大学
連絡先: リチャード・ルイス – アイオワ大学
画像: ニューロサイエンスニュースが提供
オリジナル研究: オープンアクセス。
「人工内耳ユーザーにおけるリアルタイム単語認識の基礎次元」ボブ・マクマリーらによる研究。Nature Communicationsに掲載。
リンク先はアメリカのNeuroscience Newsというサイトの記事になります。（原文：英語）