先天性無気力症の神経的原因
先天性無気力症は、ピッチ処理と音楽知覚における生涯にわたる障害で、人口の約4%が罹患する(Peretzら、2002; Peretz and Hyde、2003)。 聴覚や音声認識は正常で、脳障害や認知障害もないにもかかわらず、先天性無気力症の患者は、メロディーの認識や音程の変化の検出に困難を伴う(Peretzら、2002;Tillmannら、2009;Liuら、2010)。 彼らの「音楽性難聴」は、ピッチの知覚と記憶における根本的な障害を反映していると考えられている。 しかし、先天性無音症の根底にある神経的な原因については、いまだ活発に議論されている。
これまでの研究では、先天性無音症の神経的原因として3つの可能性が指摘されている。 1つは,先天性無月経が前頭側頭連結性の低下と関連しており,そのため,障害のある人が聴覚皮質に符号化されたピッチ情報に意識的にアクセスすることが困難であることである(Loui et al., 2009; Hyde et al., 2011; Albouy et al., 2013, 2015;ただしChen et al., 2015を参照)。 あるいは、ピッチ関連の障害は、前頭葉皮質の機能障害によって引き起こされるかもしれない(Hydeら、2006、2011;Albouyら、2013)。 例えば、Albouyら(2013)は、右背外側前頭前野(DLPFC)における低ガンマ振動(30-40Hzの範囲)が、健常対照者に比べてアミューズメント患者で低いことを明らかにしている。 しかし、第三の可能性は、聴覚皮質がピッチ変化に対して正常な反応を示すと思われるにもかかわらず、先天性無調音症の人は聴覚皮質に異常なピッチ反応領域(複数)を持つことです(Hydeら、2011;Moreauら、2013;しかしAlbouyら、2013;Zendelら、2015を参照)。 Norman-Haignereら(2016)は、聴覚皮質におけるピッチ特異的な活性化を調査することで、3つ目の可能性を検討した。 Amusic被験者と年齢と教育をマッチさせた対照者は、fMRIスキャン中に高調波音と周波数をマッチさせたノイズを受動的に聴いた。 その結果、以下のことが明らかになった。 (1) 音楽家と対照者は、解剖学的に類似した場所において、騒音よりも倍音に反応するボクセルでより強い活性化を示した。 (2)ピッチ応答性ボクセルの活性化には、アミューズメントとコントロールの間に差は見られなかった。 (3)聴覚皮質におけるピッチ反応性ボクセルの選択性は、アミューズティックとコントロールの間で差が見られなかった
以上のことから、Norman-Haignereら(2016)は、アミューズティックの聴覚皮質におけるピッチ反応性領域が、コントロールと範囲、選択性、解剖学的位置において同等であると証明した。 したがって、これらの結果は、先天性アミュージアがこれらの領域の障害によって引き起こされているとは考えにくく、他の研究(Hyde et al., 2011; Moreau et al., 2013; Zendel et al., 2015)と合わせて、アミュージアのピッチ処理障害がピッチ反応領域以外の領域における障害によることを示唆している。 アミスティックは音楽のピッチ文脈に基づく音符期待度の正常なプライミング効果(期待される音符に対してより速い反応)を示すことがあり(Omigie et al., 2012),一部のアミスティックは音楽知覚に障害があるがピッチ識別には障害がない(Tillmann et al., 2009; Liu et al., 2010)ことを考慮すると,先天性のアミスティックは前頭側面結合の障害または前頭葉皮質の機能不全から生じることがもっともらしい。
最近の神経学の知見はこの論点を支持するものである。 先天性無感覚症の人に関する研究では,右下前頭回の白質密度の低下(Hydeら,2006),右下前頭回と右聴覚皮質の皮質奇形(Hydeら,2007),右下前頭回の異常な不活性化(Hydeら,2011)などが明らかにされている。 また、より最近の脳磁図研究では、ピッチ記憶課題時に右DLPFCの低ガンマ振動が減少することが報告されています(Albouy et al.、2013)。 しかし、これらの研究では、先天性無気力症が弱い結合性の結果なのか、それとも前頭前野の障害に起因するのかを区別することができない。
Schaalらによる最近の研究(2015)は、先天性無気力の神経原因が前頭前野にある可能性を支持するものであった。 以前の知見(Albouyら,2013)に基づき,Schaalら(2015)は,右DLPFCを35Hzの経交流刺激(tACS)で変調させると,音感者の視覚記憶ではなく,音程記憶が選択的に改善することを実証した。 参加者は、ピッチ短期記憶スパン課題および視覚短期スパン課題中に、35Hzまたは90HzのtACSを受けた。 その結果、35HzのtACSは、健常者と対照者の間に有意な成績差がない程度に、健常者のピッチ記憶課題における行動成績を有意に向上させることが示された。 このような結果は,先天性無気力症と前頭前野,特に右DLPFCの機能障害との因果関係を示唆している。
先天性無気力症の人は聴覚皮質のピッチ反応領域が正常であり,DLPFCの活動の増加がピッチメモリ課題のパフォーマンス促進につながることを考慮すると(Schaal et al, 2015; Norman-Haignere et al., 2016)、右DLPFCの障害が先天性アミュージアの主な原因であると結論づけることができるかもしれません。 しかし、35HzのtACSの印加刺激が、右DLPFCそのものではなく、右DLPFCと聴覚野の間の結合性を変調させている可能性もある。 この可能性を排除するためには、さらなる研究が必要である。
脚注
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Editor’s Note: These short, critical reviews of recent papers in the Journal, writtenclusively by graduate students or postdoctoral fellows are intended to summarize the important findings of the paper and provide additional insight and commentary.大学院生または博士号取得者だけが書いた、ジャーナルの最近の論文の短い批評は、その論文の重要な発見を要約することである。 Journal Clubの形式と目的については、http://www.jneurosci.org/misc/ifa_features.shtml.
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有効な議論を提供してくれたXuejing LuとLauren Power、校正してくれたLauren Powerと2人のエディターに感謝します。
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