人間の聴覚皮質における自然な音の処理：音声の感受性との関係、および音声調整、および関係

複雑な意味のある音の聴覚皮質処理は、入ってくる音響波形の感覚（トノトピック）表現の高レベルの音表現（例：そのカテゴリ）への変換を伴います。ただし、そのような変換を可能にする正確な神経メカニズムはほとんど不明のままです。本研究では、機能的磁気共鳴画像法（fMRI）と自然音刺激を使用して、ヒト聴覚皮質のこれら2つのレベルの音表現（およびその関係）を調べます。最初の実験では、自然な音に対するfMRI応答の数学的モデリングにより、周波数選好（トノトピー）と選択性（チューニング幅）の皮質マップを導き出します。チューニング幅マップは、ヘシュルの瞬間の主軸に続く狭いチューニングの領域を強調し、より広いチューニングの領域に隣接しています。HeschlのGyrusの狭く調整された部分には、2つのミラー対称周波数勾配が含まれており、おそらく2つの異なる一次聴覚領域を定義しています。さらに、分析は、スペクトルの好みと選択性（およびその地形組織）が主要な領域をはるかに超えて拡張し、高次およびカテゴリ選択の聴覚領域をカバーすることを示しています。特に、人間の声と音声に対する優先的な反応を持つ領域は、トノトピックマップの低周波部分を占めています。この観察結果は2番目の実験で確認します。この観察では、音声/音声選択領域が、単純な色調に応答する場合でも、人間の声と音声に特徴的な低周波数に対する応答バイアスを示すことがわかります。この周波数バイアスは、関連するカテゴリとカテゴリの特徴的なスペクトルバンドの選択的増幅を反映していることを提案します。これは、感覚（トノトピック）の音声画像をより高いレベルの神経表現に変換するための有用な処理ステップです。

Auditory cortical processing of complex meaningful sounds entails the transformation of sensory (tonotopic) representations of incoming acoustic waveforms into higher-level sound representations (e.g., their category). However, the precise neural mechanisms enabling such transformations remain largely unknown. In the present study, we use functional magnetic resonance imaging (fMRI) and natural sounds stimulation to examine these two levels of sound representation (and their relation) in the human auditory cortex. In a first experiment, we derive cortical maps of frequency preference (tonotopy) and selectivity (tuning width) by mathematical modeling of fMRI responses to natural sounds. The tuning width maps highlight a region of narrow tuning that follows the main axis of Heschl's gyrus and is flanked by regions of broader tuning. The narrowly tuned portion on Heschl's gyrus contains two mirror-symmetric frequency gradients, presumably defining two distinct primary auditory areas. In addition, our analysis indicates that spectral preference and selectivity (and their topographical organization) extend well beyond the primary regions and also cover higher-order and category-selective auditory regions. In particular, regions with preferential responses to human voice and speech occupy the low-frequency portions of the tonotopic map. We confirm this observation in a second experiment, where we find that speech/voice selective regions exhibit a response bias toward the low frequencies characteristic of human voice and speech, even when responding to simple tones. We propose that this frequency bias reflects the selective amplification of relevant and category-characteristic spectral bands, a useful processing step for transforming a sensory (tonotopic) sound image into higher level neural representations.