研究者業績

中川 誠司

Nakagawa Seiji  (Seiji NAKAGAWA)

基本情報

所属
千葉大学 フロンティア医工学センター 教授
(兼任)大学院 工学研究院 教授
(兼任)大学院 融合理工学府 基幹工学専攻 医工学コース 教授,コース長
(兼任)工学部 総合工学科 医工学コース 教授,コース長
(兼任)医学部附属病院 教授
国立研究開発法人 産業技術総合研究所 客員研究員
東京大学 大学院医学系研究科 客員研究員
Univ. of Washington Visiting Scholar
国立研究開発法人 量子科学技術研究開発機構 客員研究員
学位
博士(工学)(1999年3月 東京大学)

連絡先
s-nakagawachiba-u.jp
J-GLOBAL ID
200901063867675418
researchmap会員ID
5000005804

外部リンク

非侵襲的手法による神経生理計測(特に脳機能計測),心理計測,物理計測,さらにはコンピュータ・シミュレーションを駆使して,聴覚を中心とした知覚メカニズムや認知メカニズムの解明を進めています.また,知覚・認知メカニズム研究で得られた成果を利用することで,骨伝導補聴器や骨伝導スマートホンを初めとした福祉機器・医用機器の開発や,室内の視聴覚環境の最適化,騒音の快音化といった応用研究にも取り組んでいます.


論文

 321
  • Irwansyah, Sho Otsuka, Seiji Nakagawa
    HardwareX e00618-e00618 2024年12月  
  • Yuki Ishizaka, Sho Otsuka, Seiji Nakagawa
    Acoustical Science and Technology 45(5) 293-297 2024年9月  
    The medial olivocochlear reflex (MOCR) is reported to be modulated by the predictability of an upcoming sound occurrence. Here the relationship between MOCR and internal confidence in temporal anticipation evaluated by reaction time (RT) was examined. The timing predictability of the MOCR elicitor was manipulated by adding jitters to preceding sounds. MOCR strength/RT unchanged in a small (10%) jitter condition, and decrease/increase significantly in the largest (40%) jitter condition compared to the without-jitter condition. The similarity indicates that the MOCR strength reflects confidence in anticipation, and that the predictive control of MOCR and response execution share a common neural mechanism.
  • Seiji Nakagawa
    The Journal of the Acoustical Society of America 156(1) 610-622 2024年7月1日  
    Fluid-filled fractures involving kinks and branches result in complex interactions between Krauklis waves-highly dispersive and attenuating pressure waves within the fracture-and the body waves in the surrounding medium. For studying these interactions, we introduce an efficient 2D time-harmonic elastodynamic boundary element method. Instead of modeling the domain within a fracture as a finite-thickness fluid layer, this method employs zero-thickness, poroelastic Linear-Slip Interfaces to model the low-frequency, local fluid-solid interaction. Using this method, the scattering of Krauklis waves by a single kink along a straight fracture and the radiation of body waves generated by Krauklis waves within complex fracture systems are examined.
  • Hajime Yano, Ryoichi Takashima, Tetsuya Takiguchi, Seiji Nakagawa
    European Signal Processing Conference 1546-1550 2024年  
    Brain computer interfaces based on speech imagery have attracted attention in recent years as more flexible tools of machine control and communication. Classifiers of imagined speech are often trained for each individual due to individual differences in brain activity. However, the amount of brain activity data that can be measured from a single person is often limited, making it difficult to train a model with high classification accuracy. In this study, to improve the performance of the classifiers for each individual, we trained variational autoencoders (VAEs) using magnetoencephalographic (MEG) data from seven participants during speech imagery. The trained encoders of VAEs were transferred to EEGNet, which classified speech imagery MEG data from another participant. We also trained conditional VAEs to augment the training data for the classifiers. The results showed that the transfer learning improved the performance of the classifiers for some participants. Data augmentation also improved the performance of the classifiers for most participants. These results indicate that the use of VAE feature representations learned using MEG data from multiple individuals can improve the classification accuracy of imagined speech from a new individual even when a limited amount of MEG data is available from the new individual.

MISC

 1016
  • 金元洋平, 石光俊介, 保手浜拓也, 添田喜治, 中川誠司
    日本機械学会中国四国支部総会・講演会講演論文集 49th 173-174-174 2011年2月23日  
  • Seiji Nakagawa
    2011 IEEE/ICME International Conference on Complex Medical Engineering, CME 2011 312-316 2011年  
    Several studies have reported that bone-conducted ultrasound (BCU) is even perceived by the profoundly sensorineural deaf however, the mechanisms involved remain unclear. We previously reported some unique characteristics of BCU perception that suggest unique neurophisiological mechanisms. For example: (1) the pitch of BCU is 10-odd kHz and is independent of its frequency (2) no beats occur between BCU and 10-odd-kHz air-conducted sinusoids (3) BCU masks 10-14 kHz air-conducted sounds and (4) the dynamic range of loudness for BCU is less than 20 dB. In the present study, several electrophysiological measurements were carried out to clarify the neural pathway involved in BCU perception. Specifically, auditory brainstem responses (ABRs), middle latency responses (MLRs), and cortical magnetic activities evoked by BCU were measured in humans. Substantial ABRs (wave I -V) and MLRs were evoked by BCU as well as air-conducted audible sound. In terms of cortical activities, clear N1m responses were elicited by BCU, with their sources being localized in the auditory cortices. However, BCU showed later, smaller, more posterior, and more lateral sources than audible-frequency sounds, and therefore did not appear to follow a tonotopic organization at the cortical level. These results indicate that: (1) the cochlea substantially contributes to BCU perception (2) BCU goes through the normal auditory pathway and there is no special organ for BCU perception and (3) some differences in the inner ear mechanisms may exist between audible sounds and BCU. © 2011 IEEE.
  • Takayuki Kagomiya, Seiji Nakagawa
    12TH ANNUAL CONFERENCE OF THE INTERNATIONAL SPEECH COMMUNICATION ASSOCIATION 2011 (INTERSPEECH 2011), VOLS 1-5 2220-2223 2011年  
    Human listeners can perceive speech signals in a voice-modulated ultrasonic carrier from a bone-conduction stimulator, even if the listeners are patients with sensorineural hearing loss. Considering this fact, we have been developing a bone-conducted ultrasonic hearing aid (BCUHA). The purpose of this study is to evaluate the usability of BCUHA regarding transmission of speaker discrimination information. For this purpose, a prototype of speaker discrimination test was developed. The test consists of 120 pairs of 10 words spoken by 10 speakers, and examinee is requested to judge the speakers of each pair are "same" or "different". The usability of BCUHA was assessed by using the speaker discrimination test. The test was also conduced to air-conduction (AC) and cochlear implant simulator (CIsim) condition. The results show that BCUHA can transmit speaker information speaker as well as CIsim.
  • 金元 洋平, 石光 俊介, 保手浜 拓也, 添田 喜治, 中川 誠司
    中国四国支部総会・講演会 講演論文集 2011 173-174 2011年  
  • 保手浜 拓也, 中川 誠司
    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 32 427-428 2011年  
  • 中川 誠司
    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 32 429-430 2011年  
  • 伊藤 一仁, 中川 誠司
    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 32 425-426 2011年  
  • 川村智, 保手浜拓也, 籠宮隆之, 中川誠司
    日本感性工学会大会予稿集(CD−ROM) 13th ROMBUNNO.C59 2011年  
  • 中川誠司
    日本感性工学会大会予稿集(CD−ROM) 13th ROMBUNNO.C58 2011年  
  • 江村伯夫, 中川誠司
    音楽音響研究会資料 30(4) 7-10-10 2011年  
  • 中川 誠司
    ヒュ-マンサイエンス 21(4) 19-23 2010年10月  
  • 岡安 唯, 西村 忠己, 山下 哲範, 中川 誠司, 吉田 悠加, 柳井 修一, 長谷 芳樹, 細井 裕司
    Audiology Japan 53(5) 473-474 2010年10月  
  • 那須歩, 小谷賢太郎, 朝尾隆文, 中川誠司
    生体・生理工学シンポジウム論文集 25th 359-362-362 2010年9月23日  
  • 中川誠司, 大久保裕子, 保手浜拓也, 籠宮隆之
    日本音響学会研究発表会講演論文集(CD−ROM) 2010 ROMBUNNO.1-R-20 2010年9月7日  
  • 中山仁史, 石光俊介, 名越隼人, 中川誠司, 福井和敏
    日本音響学会研究発表会講演論文集(CD−ROM) 2010 ROMBUNNO.2-P-32 2010年9月7日  
  • 伊藤一仁, 中川誠司
    日本音響学会研究発表会講演論文集(CD−ROM) 2010 ROMBUNNO.2-5-8 2010年9月7日  
  • 江村伯夫, 中川誠司
    日本音響学会研究発表会講演論文集(CD−ROM) 2010 ROMBUNNO.1-R-12 2010年9月7日  
  • 中川誠司, 阪口剛史, 渡辺好章
    日本音響学会研究発表会講演論文集(CD−ROM) 2010 ROMBUNNO.2-5-7-1460 2010年9月7日  
  • 籠宮隆之, 中川誠司
    日本音響学会研究発表会講演論文集(CD−ROM) 2010 ROMBUNNO.1-R-21-534 2010年9月7日  
  • 山本 理絵, 守田 誠司, 青木 弘道, 櫻井 馨士, 猪股 誠司, 中川 儀英, 山本 五十年, 猪口 貞樹
    日本臨床救急医学会雑誌 13(4) 541-544 2010年8月31日  
    カルバマゼピン(テグレトールTM)の過量服薬による急性中毒に伴って伝導障害を呈した若年の症例を経験したので報告する。症例:20歳代,女性。境界型人格障害の診断で精神科へ通院中。衝動的にカルバマゼピン9,800mgを服用し,当院救命救急センターヘ搬送となった。来院時,高度意識障害と嘔吐を認め,気管挿管後に胃洗浄し集中治療室へ収容して人工呼吸器管理を行った。来院時心電図は正常であったが,カルバマゼピン血中濃度の上昇に伴い伝導障害がみられ,血中濃度の低下とともに正常化した。意識障害もカルバマゼピン血中濃度の低下とともに改善して第4病日には意識清明となり,第7病日精神科病院へ転院となった。結語:カルバマゼピンの過量服薬による急性薬物中毒の患者では,長期服用者や高齢・心疾患などの危険因子をもつ症例と同様に,経時的な血中濃度とECGの測定が必要と考えられた。
  • 末田 尚之, 福崎 勉, 市川 大輔, 山野 貴史, 宮城 司道, 中川 尚志, 大山 拓人, 高木 誠司, 大慈弥 裕之
    耳鼻咽喉科・頭頸部外科 82(9) 582-584 2010年8月20日  
  • 籠宮 隆之, 中川 誠司
    聴覚研究会資料 40(6) 495-500 2010年7月17日  
  • 中川 誠司
    聴覚研究会資料 40(6) 501-506 2010年7月17日  
  • 山屋 誠司, 中川 智刀, 中山 明里, 檜森 興, 鈴木 一史, 信田 進吾
    東北整形災害外科学会雑誌 = Tohoku journal of orthopaedics and traumatology 54(1) 68-74 2010年6月1日  
  • 添田 喜治, 中川 誠司
    日本生体磁気学会誌特別号 23(1) 96-97 2010年3月  
    ある大きさの音を聞いていて,その後音の大きさが変化した時の脳磁界活動を解析した.音圧レベルの増加とともに脳磁界活動強度も増大したが,音圧レベルの減少に対して脳磁界活動強度はほとんど変化しなかった.
  • 中川誠司, 大久保裕子, 保手浜拓也, 保手浜拓也
    日本音響学会研究発表会講演論文集(CD−ROM) 2010 ROMBUNNO.1-R-8 2010年3月1日  
  • 添田喜治, 中川誠司
    日本音響学会研究発表会講演論文集(CD−ROM) 2010 ROMBUNNO.2-9-5 2010年3月1日  
  • 籠宮隆之, 中川誠司
    日本音響学会研究発表会講演論文集(CD−ROM) 2010 ROMBUNNO.1-R-12 2010年3月1日  
  • 西川裕美, 石光俊介, 保手浜拓也, 添田喜治, 中川誠司
    日本音響学会研究発表会講演論文集(CD−ROM) 2010 ROMBUNNO.2-3-11 2010年3月1日  
  • 保手浜拓也, 保手浜拓也, 中川誠司
    日本音響学会研究発表会講演論文集(CD−ROM) 2010 ROMBUNNO.1-R-7 2010年3月1日  
  • 伊藤一仁, 中川誠司
    日本音響学会研究発表会講演論文集(CD−ROM) 2010 ROMBUNNO.1-R-6 2010年3月1日  
  • 西川裕美, 石光俊介, 保手浜拓也, 添田喜治, 中川誠司
    日本機械学会中国四国支部総会・講演会講演論文集 48th 165-166-166 2010年2月24日  
  • 小谷賢太郎, 玉利雄祐, 朝尾隆文, 堀井健, 中川誠司
    関西大学先端科学技術シンポジウム講演集 14th 135-136-136 2010年1月25日  
  • 中川 誠司
    電子情報通信学会技術研究報告. EA, 応用音響 109(389) 41-48 2010年1月18日  
    難聴が重篤になると従来型の補聴器の使用は困難になる.一方,骨伝導で呈示された周波数20,000Hz以上の高周波(骨導超音波)であれば,聴覚健常者はもとより重度難聴者にも知覚される場合があるが,その知覚メカニズムはほとんど未解明であった.我々は脳磁界計測(magnetoencephalography: MEG)によって骨導超音波が重度感音性難聴者にも音として知覚されること,骨導超音波を振幅変調することで音声伝達が可能であることを客観的に証明した.その上で,聴覚心理計測,神経生理計測,音響物理計測等を駆使した骨導超音波知覚メカニズムの解明と,骨導超音波知覚を応用した新型補聴器(骨導超音波補聴器)の開発に取り組んでいる.
  • 中川 誠司
    電子情報通信学会技術研究報告. EA, 応用音響 109(389) 41-48 2010年1月18日  
    難聴が重篤になると従来型の補聴器の使用は困難になる.一方,骨伝導で呈示された周波数20,000Hz以上の高周波(骨導超音波)であれば,聴覚健常者はもとより重度難聴者にも知覚される場合があるが,その知覚メカニズムはほとんど未解明であった.我々は脳磁界計測(magnetoencephalography: MEG)によって骨導超音波が重度感音性難聴者にも音として知覚されること,骨導超音波を振幅変調することで音声伝達が可能であることを客観的に証明した.その上で,聴覚心理計測,神経生理計測,音響物理計測等を駆使した骨導超音波知覚メカニズムの解明と,骨導超音波知覚を応用した新型補聴器(骨導超音波補聴器)の開発に取り組んでいる.
  • 梶山 誠司, 中川 五男, 古賀 知道, 岡田 泰典, 日高 昌三
    日本ペインクリニック学会誌 17(2) 157-159 2010年  
    腰痛の原因が胸髄腫瘍であった1症例を報告する.62歳の女性で,腰痛と右鼠径部痛で治療を受けていたが,痛みは軽減しなかった.その後,右下肢の感覚障害が出現した.当科の初診時に明らかな間歇跛行はなく,両側のアキレス腱反射は軽度亢進していた.右下肢の運動障害があり,脱力が進行性であった.MRIでTh10の高さの脊髄内にガドリニウムで造影される結節状病変があった.手術で摘出した胸髄腫瘍の病理所見は肉芽腫であった.神経学的異常が進行性の腰痛では,脊髄腫瘍などの器質疾患の有無を判断するために,MRI等の画像診断を積極的に行うべきである.
  • Seiji Nakagawa
    17TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON BIOMAGNETISM ADVANCES IN BIOMAGNETISM - BIOMAG2010 28 274-277 2010年  
    Bone-conducted ultrasound (BCU) is perceived even by the profoundly sensorineural deaf. We have been developing a novel hearing-aid using BCU perception, which transmits a 30-kHz bone-conducted carrier that is amplitude-modulated by speech. The fundamental capabilities of the BCU hearing-aid (BCUHA) were objectively assessed by magnetoencephalography. Frequency- and temporal-resolution were assessed by measuring mismatch fields (MMFs). As well, the capability to discriminate two-channel BCUs presented to the left and right mastoids was verified by the laterality of auditory evoked magnetic field N1m. In the frequency-discrimination tests, amplitude-modulated BCU (AM-BCU) and air-conducted sound (AC) showed almost the same MMF-magnitudes when frequency/modulation-frequency of the standard-stimuli were 1.0 kHz, even though MMF-magnitudes for BCU were smaller than those of AC at 0.125 kHz. In the temporal-discrimination tests, MMFs for changes of stimulus-duration were measured. MMF-magnitudes for AM-BCUs reached more than 80% of those for air-conducted sounds (ACs). In addition, in the laterality-discrimination tests, N1m evoked by contralateral stimuli were larger in amplitude and shorter in latency than those evoked by ipsilateral stimuli for both AM-BCUs and ACs. This result agrees with earlier reports of AC auditions, and suggests that two-BCU channels presented to the left and right mastoid were separately localized. These findings objectively indicate that the BCUHA has practical frequency- and temporal resolution, and give a rationale for the development of a multi-channel (at least two) BCUHA.
  • 中川 誠司
    電子情報通信学会技術研究報告(超音波) 109(388) 59-66 2010年1月  
    難聴が重篤になると従来型の補聴器の使用は困難になる。一方、骨伝導で呈示された周波数20,000Hz以上の高周波(骨導超音波)であれば、聴覚健常者はもとより重度難聴者にも知覚される場合があるが、その知覚メカニズムはほとんど未解明であった。我々は脳磁界計測(magentoencephalography:MEG)によって骨導超音波が重度感音性難聴者にも音として知覚されること、骨導超音波を振幅変調することで音声伝達が可能であることを客観的に証明した。その上で、聴覚心理計測、神経生理計測、音響物理計測等を駆使した骨導超音波知覚メカニズムの解明と、骨導超音波知覚を応用した新型補聴器(骨導超音波補聴器)の開発に取り組んでいる。(著者抄録)
  • 中川 誠司
    Japanese Journal of Applied Physics 49(7) 07HF31-07HF31-7 2010年  
  • 石光俊介, 西川裕美, 保手浜拓也, 添田喜治, 中川誠司
    日本機械学会環境工学総合シンポジウム講演論文集 20th 73-75-75 2010年  
  • 江村伯夫, 中川誠司
    音楽音響研究会資料 29(3) 1-4-4 2010年  
  • 西川 裕美, 石光 俊介, 保手浜 拓也, 添田 喜治, 中川 誠司
    中国四国支部総会・講演会 講演論文集 2010 165-166 2010年  
  • 石光 俊介, 西川 裕美, 保手浜 拓也, 添田 喜治, 中川 誠司
    環境工学総合シンポジウム講演論文集 2010 73-75 2010年  
    In recent years, the silence of hybrid cars is regarded as questionable from a viewpoint of pedestrian protection. This situation tends to obligate to add the car sound. In this study, we focused on half order spectrum and then subjective preference (subjective annoyance) of acceleration car sound for subjects who infrequently drive a car and who frequently drive it was evaluated. In addition, a sinusoidal model was adopt for acceleration car sound synthesis and the auditory impressions of car acceleration sound was examined using the psychological method and brain magnetic fields.
  • 藤坂 洋一, 坂口 敦, 渡辺 好章, 中川 誠司
    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 31 319-320 2010年  
  • 伊藤 一仁, 中川 誠司
    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 31 561-562 2010年  
  • 伊藤 一仁, 中川 誠司
    生体医工学 : 日本エム・イー学会誌 = Transactions of the Japanese Society for Medical and Biological Engineering : BME 47(6) 588-594 2009年12月10日  
    To clarify mechanisms of the bone-conducted ultrasonic (BCU) perception, tympanic membrane (TM) vibrations under BCU stimuli were measured in a human subject using a laser Doppler vibrometer (LDV). We presented a signal processing algorithm to increase the SNRs (signal-to-noise ratios) of measured LDV signals by removing only optical noise components from the wave signals. Further, we analyzed the TM vibrations using the presented method to investigate the contribution of nonlinear distortion in the BCU perception, i. e. the possibility of generating the audible subharmonics. As a result, we did not find any audible signals corresponding to the subjective pitch of BCU in the TM vibrations. This suggests that there is no evidence for nonlinear distortion in the outer and middle ear.
  • Masashi Nakayama, Shunsuke Ishimitsu, Seiji Nakagawa
    38th International Congress and Exposition on Noise Control Engineering 2009, INTER-NOISE 2009 1 345-349 2009年12月1日  
    Engineers working in the engine rooms of ships are unable to communicate using normal speech. The engine room becomes a noise environment of engine and generators. To extract a normal speech produced in such noisy environments, we investigated construction of the body-conducted speech recognition system. Body-conducted speech is classified into solid propagated sound on skin or bone; thus it is not influenced by noise in the air. Body-conducted speech produces a low quality signal, because it does not include high frequency components of 2 kHz and greater. For this reason, many researchers have proposed signal retrieval methods, but conventional methods require both normal speech and body-conducted speech. In this paper, we propose the signal retrieval technique that does not require normal speech. First, the method converts the emphasized signal into body-conducted speech as a differential acceleration signal. Second, conventional noise reduction is applied to the emphasized signal to produce the retrieval signal. Our previous research investigated body-conducted speech under calm. The experiment confirmed the effectiveness of the new body-conducted speech retrieval technique, extracting in 98 dB SPL (-20 dB SNR). We conclude that the signal improves in sound quality on frequencies of 2 kHz and greater.
  • Shunsuke Ishimitsu, Manabu Yamamoto, Kenji Takami, Seiji Nakagawa
    38th International Congress and Exposition on Noise Control Engineering 2009, INTER-NOISE 2009 3 1582-1589 2009年12月1日  
    The production concept of car engine sounds has evolved from one of noise reduction to one of sound design. Auditory impressions have been examined from a psychological point of view. However, it is difficult to gain a full understanding of the issue using this approach alone. Thus, we investigated the relationships between subjective preference and brain magnetic fields for accelerating car interior noise. The acceleration noise was measured with an in-line 4-cylinder engine and harmonic complex tones that simulate acceleration noise used as the stimuli. Subjective evaluations were examined using the paired-comparison method. At the same time, the magnetoencephalography (MEG) alpha-waves range (8-13 Hz) measurements were made and analyzed using the ACF (autocorrelation function). The results indicate that the effective duration of the ACF of the MEGs of between 8 and 13 Hz lengthens after the presentation of a preferred sound.

書籍等出版物

 8

担当経験のある科目(授業)

 28

共同研究・競争的資金等の研究課題

 27