本研究は、人類の文明発展にも寄与したと考えられる文化伝達のプロセスを理解するため、ヒトと、ヒトのように自発的に音声の模倣学習を行う能力をもつキンカチョウという鳥を対象として、長期的に新奇な歌を伝達させる実験を行っている。初年度は、キンカチョウを対象に、パフォーマーとなる成鳥のオスのキンカチョウが歌っている映像を録画して、自由なキー押しによってリズムを変調した鳥の歌とともに視聴させることで文化伝達を引き起こした。学習された歌を分析したところ、一部の発声の模倣は見られたものの、全体的な歌の伝達効率が、対面で行われるキンカチョウの文化伝達に比べて、概して低いことが明らかになった。一方、幼少期にヒトの給餌で育てられたキンカチョウは、キンカチョウの自然な歌からかけ離れた電子音であっても、そのリズムやピッチ、音色に一定の模倣学習が可能であることが明らかになったため、次年度からは、学習方式として、キー押しによる自発的な文化伝達に加え、トリよりも統制が容易なヒトとの社会的相互作用を加えた条件を追加し、また、伝達させる刺激としては、キンカチョウの歌を改変した音声に加え、より分析が容易な電子音を追加することで、キンカチョウの文化伝達を多角的に分析する予定である。ヒトの文化伝達の実験については、いまだ予備伝達実験を行いながら文化伝達の音声・映像刺激の作成を進めているところであるが、次年度には、新奇な文化として伝達させるための刺激を用意して、第3世代までの文化伝達の完了を目指す予定である。

本研究は、歌をさえずるスズメ亜目の鳥（songbird, 歌鳥）の一種キンカチョウが、ヒトと類似の言語的発話を通してコミュニケーションを行う社会的な動物であることに着目し、その発声の時間制御をささえる神経メカニズムの解明を目指している。本研究では、短時間フーリエ解析を利用した新しいアルゴリズムでキンカチョウの発声に含まれるリズムを解析したところ、成熟したキンカチョウの歌には10 Hz程度のリズムが認められた。この10 Hzのリズムは、大脳皮質運動野（HVC）で生じる神経活動のリズムとも一致しており、さらに、幼少期の経験を操作することによって、このリズムの安定化を操作できることも明らかになった。幼少期のHVCの神経活動には、成熟した鳥の歌を聞いた前後で、発声と関連した活動が増大するという興味深い現象も観察できており、発声のリズム成熟にHVCが関与している可能性が強く示唆された。また、社会的隔離を経験した鳥の歌では、発声の順序を人工的に入れ替えてシャッフルするとテンポの安定性が崩れるという、通常の鳥の歌では認められる時間的性質が認められなかった。このテンポの発声順序依存性は、リズムをもった音声なら必ず見られる特性というわけではなく、たとえばマウスが求愛時に発する超音波域の発声や、ヒトの言語的な音声も一定のテンポを持つが、その発声の順序を入れ替えてもテンポの安定性は変化しなかった。しかし、興味深いことに、ヒトの音楽的な歌(独唱)は、キンカチョウの歌のように、順序を入れ替えることでテンポの安定性が崩れることがわかった。シミュレーションの結果から、キンカチョウの歌やヒトの歌に見られる発声順序依存性は、オシレーターのようなメカニズムでそのリズムが維持されているという可能性が示唆されている。現在、これらの成果をまとめ、国際専門誌への投稿準備を進めているところである。

本研究では、長く言語学習や音声コミュニケーションを調べる動物モデルとして用いられてきたキンカチョウというスズメ亜目の鳥（songbird, 歌鳥）を用いることで、思春期の社会的経験がその後のコミュニケーションや神経回路に与える影響を効率良く明らかにすることを目指した。本研究の結果、思春期の開始頃（20～60日齢）に親から隔離され、社会的に孤立して育てられたキンカチョウは、正常に育てられたキンカチョウと比較し、成長後の他の鳥との音声コミュニケーションが顕著に減少し、その歌の音程やリズムも不安定であることが分かった。我々が新規に開発した短時間フーリエ解析を利用した発声リズムの解析プログラムで分析したところ、社会的隔離を経験した鳥では、正常な鳥に比べ、歌のテンポが不安定であり、さらに、歌における個々の発声の順序を人工的に入れ替えてシャッフルするとテンポの安定性が崩れるという、通常の鳥の歌では認められる時間的性質が認められなかった。このテンポの発声順序依存性は、リズムをもった音声なら必ず見られる特性というわけではないようで、たとえばマウスが求愛時に発する超音波域の発声や、ヒトの言語的な音声も一定のテンポを持つが、その発声の順序を入れ替えてもテンポの安定性は変化しないこともわかってきた。しかし、興味深いことに、ヒトの音楽的な歌(独唱)は、キンカチョウの歌のように、順序を入れ替えることでテンポの安定性が崩れることがわかった。シミュレーションの結果から、キンカチョウの歌やヒトの歌に見られる発声順序依存性は、オシレーターのようなメカニズムでそのリズムが維持されているという可能性が示唆されている。現在、これらの成果をまとめ、国際専門誌への投稿準備を進めているところである。

This study focused on a songbird species, the zebra finch, to elucidate the neural mechanisms for selecting the imitation model. By using our new algorithms that can analyze imitation efficacy and imitated song features, we found that the tempo stability of the song is one of the cultural traits that the songbirds can transmit across generations. Computational simulations suggest that the song tempo is maintained by an oscillatory mechanism, which could also generate the stable tempo of musical songs sung by humans. Neural recordings in HVC suggest that the oscillatory mechanism may emerge in HVC after song learning. Song learning can evoke neural activity in the midbrain periaqueductal gray (PAG) to induce synaptic plasticity in HVC neurons. We have identified several nuclei that project to PAG, including the amygdala. We are currently exploring the roles of these neural circuits in imitative learning.

本研究は、文化伝達を行う際に、生得的または後天的な選好が及ぼす影響を明らかにするために、スズメ亜目の一種であるキンカチョウという、ヒトと同様、自発的に音声の文化的伝達を行う鳥とともにヒトを対象とした実験も行ってきた。本年度は、キンカチョウの音嗜好においてオスとメスの間に性差が認められ、メスでは経験に依存した嗜好が行動に大きい影響を与えるのに対し、オスでは新奇な抽象的音響に対する嗜好が形成されていることを確認した。しかしオスが高い嗜好を示す対象であっても自らの歌として必ずしも学習しないことも明らかになっており、嗜好の歌の文化伝達への影響は限定的であることが明らかになりつつある。一方、ヒトにおいて新奇な歌を模倣学習する文化伝達実験において、わずかながら映像呈示や情動喚起による模倣の促進効果が認められている。特に情動と連合させた音声の呈示によって、その音声へのネガティブな評価が減少し、ポジティブな評価が増大している現象は、嗜好による文化伝達促進のみならず、逆向きの、文化伝達によって嗜好が形成されるという要因の存在を示唆するものである。今後、こうした嗜好と文化伝達との詳細な相互作用を解明するために、キンカチョウとヒトを対象に、より要因を絞った実験を実施し、音声の文化伝達における嗜好の貢献を探究したい。

本研究は、世代を超えた文化伝達において新文化への好みが形成される要因を、ヒトのみならず、キンカチョウという、ヒトのように自発的に音声の文化伝達を行う能力をもつ鳥を対象に解明することを目的としている。本年度は、無調音列を元に作成した人の歌を人から人へと伝達されていく実験を行い、教師となる人の顔が見える社会的条件で、歌のピッチやリズムがより正確に伝達されることが示唆された。また、社会的条件で新奇な音響を聞いて育ったキンカチョウは、これら音響を模倣することが明らかになったが、必ずしも顕著な嗜好が形成されないことも示唆された。今後さらに嗜好形成にかかわる要因を詳細に調べ、文化伝達との関連を解明したい。

本研究では、キンカチョウという、ヒトと同様自発的に音声の文化的伝達を行う鳥を利用して、動物が音楽のような抽象的音響に対する好みを形成する過程を研究している。本年度は、キンカチョウの歌のリズムを変調した刺激や人工的な電子音を作成して、感覚学習期と呼ばれる歌学習の臨界期段階のキンカチョウへと呈示することで、文化伝達で伝わりやすい音響的特性の一端を明らかにし、また、異種のヒトとの社会的相互作用であっても社会的信号が模倣学習を促進する可能性が示唆された。今後も、さらに多様な音響的特性を操作し、種々の抽象的音響への身体反応や神経活動を記録することで、好みが形成されるメカニズムを探求する予定である。

本研究では、音楽のような抽象的な音響が動物の情動を動かし、身体運動の促進やストレス軽減など多様な生理機能をもつ神経メカニズムを探求している。本研究では、キンカチョウとヒトを対象として、サイン音で構成された抽象的音響に対する両者の嗜好の共通点を明らかにできた一方で、キンカチョウが好むさえずりの音楽的解析を行うことによって、ヒトの歌と同様のリズム特性を有することも明らかになりつつある。今後、さらに音楽に対するヒトとキンカチョウの生理反応を調べることで、音楽の機能を調べる初の動物モデルとしてキンカチョウを確立できる可能性が期待できる。