奥平レポート

２．音の「聞こえ」と「聴こえ」の違い
　聞こえと聴こえの違いは漢字のイメージからもお分りの通り、聞くというのは門構えに耳が入っています、
文字通り音を迎え入れる門、ゲートです。ある程度絞りをいれる役割をはたしているのは実際の門同様で、
外部からの余計な侵入者を防ぎ出入り口を限定しています（12〜20,000Ｈｚ）。

これに対して聴くというのは、耳と心が並んでいる様子から耳を通過した音を心が感じ取っていることを意味
します。したがって、聞こえに対して聴こえというのは、耳で周波数分解された音の処理（聞こえ）情報が脳で
言語や音楽などの意味ある音の情報として人間の自我や心に認識されることを言います。

現実に音は耳という器官で認識しているのではなく脳で認識しています。耳は音の通過地点で、音という
外界の情報を脳に信号に変換（周波数分解）して伝えているだけです。この変換が何らかの原因でうまく
いかないと音は脳に伝わらず聞こえないということになります。耳に何らかの機能不全があって音が脳に
伝わらず聞えない状態を難聴といいます。器官としての耳に機能不全があるから難聴といいます。

例としては極めて珍しいのですが、耳には全く機能不全がないにもかかわらず音が聞えないという症例が
あります。これは耳の外耳・中耳・内耳・聴覚神経には全く機能不全がありませんが、交通事故によって
亀裂骨折をおこし、脳の聴覚情報を処理する部位のみに損傷を受けてしまって音が脳で処理できなくなった
という極めて稀なケースです。この場合は、耳には機能不全が全くない為、難聴とはいいません。耳は音を
正常に通過させていますが、脳で処理できない為に聴こえていない状態です。

聞えは周波数分解された情報であり、聴こえは周波数分解された情報を脳が情報処理して意味を持って
認識されることを言います。　　


３．人間の持つ聴覚の優秀さ
　人間のもつ聴覚の優れた能力の説明として、約10メートル四方の100人ほど入る講堂で、講演をしている
とき、前列で聞いている人も、後列で聞いている人も講演者の声の大きさをほとんど大差なく感じながら
聞いています。しかし、実際に聞こえている声は、後列の方では前列の８分の１位の強さでしか伝わって
いません。これはカラオケのマイクで試すとよく分かりますが、マイクを口元から数10センチ離すと音を拾わ
なくなります。距離が離れるほどマイクの拾う音は段々小さくなっていくのに対して、講堂における講演者の
声は室内のどの位置でもそれほど変化なく聞こえます。

これは、耳が無意識に感度を調節しているからです。遠くの音、小さな音に対しては感度を上げて聞いたり、
近くの音、大きな音に対しては適度に感度を下げて聞いたり、又近くの音に対して感度を下げながら遠くの
音に対しては感度を上げながら聞くという同時調整作業を、人間の脳の聴覚は普通に行います。

これに関連して、人間の聴覚にはカクテルパーティー効果と呼ばれる、パーティー会場のように非常にざわ
ついた会場の騒音のなかでも隣の人と会話ができ、注意して聞くとひそひそ話まで聞く能力があります。
同じパーティ会場の様子をテープレコーダーなどの機械で録音してみると、再生時、ざわめきや騒音ばかりが
多くて、誰が何をしゃべっているのか分からなくなります。機械は特定の音にだけ感度をあげ、聞き取ることは
指向性のマイクで無い限り無理があり、脳の聴覚のように情報を分析処理はできないといえます。

さらに驚くべき能力を人間の脳の聴覚は持っています。人間の居住空間の騒音が日頃どのくらいあるか
騒音計で計ると、ほとんど何も聞こえない様な山村の深夜２時、３時という真夜中であっても、騒音計の針は
20〜30デシベルから下がることはありません。風の音、木の葉の擦れ合う音、遠い川の流れ、虫の声、
時計の秒針、子供の寝息、さらに自分の呼吸や心臓の鼓動まで。潜在雑音とも言うべきこれらの騒音が、
休みなく聞こえていたのでは人間の神経が参ってしまいます。

人間が日常的に生活している時の騒音は約50〜60デシベル程度あります。そしてその音量が40デシベルに
なれば40デシベルの音量に下がって聞こえ、さらに30デシベルに下がれば30デシベル相当の音量に下がって
聞こえます。音量が20デシベルに下がった場合は、20デシベル相当の音が聞こえ10デシベルでは10デシベル
相当の音が聞こえれば何の不思議もないのですが、どんな耳のいい人でも20〜30デシベルから下は、
スイッチを切ったように聞こえなくなります。

つまり、人間の脳の聴覚は必要のない騒音レベルの音を聞こえない様にカットして、心身の静寂が得られる
様にしています。実験によれば、何も聞こえないと感じられる静寂の中でも、音をさえぎる物で気付かれない
ようにして左右の耳を覆った場合でも、これを気配として感じとることができます。これは感知されているが、
音として認識されない状態であり、脳の聴覚によるリミッターが存在しているといえます。そして、リミッターの
レベルを超える音声が来た時、聴覚のスイッチが入り情報処理がはじまり、聴こえる様になる安全装置が
あるといえます。

人体の器官はどれもが優れた能力があり、いかに技術が進歩してもこの能力を100パーセント機械に置き
換えることは当分の間出来ないと考えられます。とりわけ人間の聴覚は、大脳の働きと同様いかなる技術も
到底及ばないほどの優れた分析力と情報処理能力を持っています。そしてこれらの能力は音が聞こえる
状態と聞こえない状態に関係なく聴覚の中に存在し、現実に鼓膜が振動して来る耳からの情報によって働き、
音を分析認識します。


４．難聴とはどのような状態なのか
　難聴とは、一般的には音が聞えないか小さく聞えてしまう状態で、大きな声や音なら聞える状態であると
思われています。確かに小さい音が聞き取り難いというのは事実ですが、大声で話せば聞えたり、補聴器を
使用すると元通りに聞えるという単純な状態ではありません。

難聴の種類は、伝音性難聴・老人性難聴・感音性難聴・混合性難聴の４種類があり、内訳として伝音性難聴は
全体の１割程度なのに対して、難聴の９割（老人性難聴を含む）近くが感音性難聴です。それぞれの難聴の
機能不全と状態は難聴と一口に言えないほどの違いがあります。

　伝音性難聴は、耳の中耳の部分の機能不全で、全体の音量が周波数に異常はなく、また変化もなく単純に
　　　音量が下がって聞えない状態。内耳の周波数を把握する能力自体は損なわれていないので、言葉の
　　　明瞭性そのものは失われていない、「あ」なら「あ」の音がかすれもにじみもせずに全角の「あ」が半角の
　　　「ぁ」になった状態。ラジオやテレビのボリュームをしぼったような聴こえ方になります。

　感音性難聴は、内耳の低音域から高音域の周波数を感知する有毛細胞の部分の機能不全であり、音量を
　　　把握する鼓膜や中耳の能力には異常がなく、周波数を把握する内耳の能力にムラが生じているために、
　　　言葉や音の輪郭の明瞭性が欠けたり失われる状態となり、「あ」なら「あ」の音の音量は失われていないが、
　　　「あ」がかすれてしまって別な音に聞き違えるか、音に輪郭がなくなった状態で雑音の様になります。
　　　周波数をとらえる能力がバランスを欠いているために音量が下がって聞こえるが、音量を補うよりも
　　　バランスを欠いている部分の周波数を適切に脳に伝えてやれば聴こえるようになります。

　混合性難聴は、伝音性難聴と感音性難聴が二つ同居しているという難聴で、聞こえ方としては全角の「あ」が
　　　半角の「ぁ」になったうえにかすれているという、音量も明瞭性も失われているという聴こえの状態です。　

　老人性難聴は、加齢による体の生理的、反射神経および肉体の解剖学的な衰えが原因の難聴で、特徴と
　　　しては感音性難聴と似ていますが、根本的な機能不全の場所が異なります。聴こえの状態は脳の機能の
　　　衰えによる音の記憶の薄れの発生により、外部から入ってくる情報が内耳の（蝸牛）側より脳の側（聴覚
　　　中枢）の衰えで音が認識しづらくなっていると表現するしかなく、聞こえ方としては感音性難聴に酷似します。


全ての難聴に共通して言えることは、音が入らなくなった（難聴になりはじめた）段階で脳の音の記憶も薄れて
いきます。長期間情報として来るべきはずの音が来ないと脳内の記憶が使わない筋肉が衰えるのと同じ状態に
なります。このため、音を聞くトレーニングが必要になります。


５．聞き間違えを物理学的に説明すると
　音の中でも言葉の場合、母音と子音の組み合わせによって言語としてのコミュニケーションがなされます。
母音も子音も幾つかの特定の周波数の組み合わせで構成されて母音や子音として聴こえます。耳で周波数
分解された音の分布を解析することによって、脳は音声や言語を判断または認識しています。

日本語の母音を例に単純に表現すると、音階でいう低音と高音の組み合わせによって「あ」、「い」、「う」、「え」、
「お」が周波数の分布の差によって「あ」なら「あ」、「う」なら「う」と脳で情報処理されて言葉の聴こえとして
認識されます。耳に機能不全をおこしていない限り聞き間違えはおきませんが、特に感音性難聴の場合、
音が小さくて聞こえないというより、聞き間違えをするところに一番の特徴があります。

例として「い」と「う」の場合、音階的に低音のところに同じ周波数の要素があり、2,000ヘルツを境にして2,000
ヘルツよりも高い周波数があれば「い」と2,000ヘルツより高い周波数が存在しなければ「う」と脳が認識する
ようになっています。もし、「い」と言っているのに「う」と聴こえる人がいるとすると、この人は2,000ヘルツ以上の
周波数が耳から脳に伝わっていないことになります。

「あ」、「い」、「う」、「え」、「お」の母音はおおまかに、2,000ヘルツを中心とした音域の周波数で構成されて
いますが、子音は3,000〜9,000と高い周波数帯域の周波数によって構成されており、相当複雑になって
いますので、高い周波数がきちんと耳から脳に伝わらないと、とんでもない聞き間違えが発生する原因と
なります。


６．補聴器が聴力の回復に役立っていない理由
　人間の耳は12〜20,000Ｈｚの範囲の音を周波数分解して脳へ情報として伝え、脳が耳で周波数分解された
情報を再構成して言語や音楽、その他の音として認識します。ところが補聴器が周波数分解する周波数域は、
100〜6,000Ｈｚと電話機と同じ程度の会話音の範囲と同じで狭く、子音が分布する高い周波数帯域のかなりの
部分を無残にもバッサリと切り捨てています。この結果、補聴器ではこの帯域に属する音、特に言葉の明瞭性
確保に決定的な役割を担う子音が適切に周波数分解出来ず、脳の聴覚中枢に入って来ないという問題を
抱えています。そのために構造的に低音部と高音部が切り取られた音として再生され、補聴器の不自然な音の
原因になっています。

さらに、この周波数分解帯域の幅の問題は、特に高齢者に多い老人性難聴者にとっては大きな意味を持ち
ます。老人性難聴では高音部（8,000ヘルツ前後）の聴力の低下が著しくなりますが、残念ながら補聴器は
これに全く対応出来無いため、補聴器を利用しても言葉の明瞭性が十分に得られず、言葉が良く理解出来
なかったり、補聴器をしていても聞き間違いを起こす原因となっています。

脳の音の認識は、単に会話音の100〜6,000Ｈｚだけではなく、12〜100Ｈｚ及び6,000Ｈｚ以上の周波数部分の
不必要と思われる程の量の情報が入る事によって、意味ある音の認識に必要な情報を強調して認識しており、
脳が適切に音を認識する為には、言語としての声の再生範囲は100〜6,000Ｈｚの限られた範囲内の音のみ
では不十分と言えます。

図�T　周波数分解帯域比較図

７．耳と補聴器と聴こえの展望
　20,000Ｈｚ以上の音は超音波の領域に入り、言葉としての母音や子音や音楽鑑賞には関係無いと考えがち
ですが、音の表情としての豊かさや自然さや艶には欠くことのできない要素です。耳が難聴ではない（健聴者）
方に補聴器は必要ありませんが、音楽鑑賞のとき、音は聞えているが納得できない、言葉で表現できない
不満をよく聞きます。不満の正体は周波数分解の不足です、音の輪郭のぼやけによって脳が満足しないのです。
耳が悪いわけでも演奏される音のチューニングがずれているわけでもありません。　

ここで、健聴者の聞こえの範囲をも超える音を聞かせることが可能な「みみ太郎」という世界でも唯一16〜
30,000Ｈｚの広範囲の周波数分解ができる不思議な補聴器を通して音楽鑑賞をして頂くと、音の明瞭さと
自然さはプロの音楽家も納得し、賞賛しました。当然難聴者にとっても、従来の補聴器の限定された周波数
分解の範囲以上の音が脳へ情報として到達するために聴こえが改善すると同時に自然で豊かな音として
認識でき、聞き間違えもなくなるという結果がでました。限定された周波数情報しか脳に到達しないと、難聴者は
聞き間違いや聴こえないということになり、健聴者は聴こえてはいるけれども満足しないということが物理的
にも明らかになったと思います。

現在の補聴器は、最新技術の塊のデジタルであり、機械的な性能としては充分ですが、物理的な法則や人体の
生理作用、特に大脳生理学的には不十分なシステムといえます。世界でも唯一16〜30,000Ｈｚの広範囲の
周波数分解ができる不思議な補聴器「みみ太郎」は、現代の補聴器の対極に位置し、人工耳介という人間の
耳の形に着目したあっけない程簡単なものでありながら音が鮮明であり、高音域の音を低音域の音と同じ
フラットになるように耳を通過させて脳に認識させるという効果がある画期的な存在です。名刺サイズよりも
小型化できないというネックはありますが、子音の聞き分けや周波数分解域の広さに着眼して、英語などの
言語習得やより臨場感の得られる音楽鑑賞システムとしての利用がなされています。物理的な音響実験の
測定器や音響効果の確認といった様々な研究用途にも利用できる可能性がありますので、補聴器として
だけではなく研究素材や教育補助教材としても紹介させていただきます。



　　　　　本論分は「日本物理教育学会」の北海道支部の機関紙（２００４年７月）及び全国版（２００５年３月）に
　　　　　掲載されたものです。

　　　　　「日本物理教育学会」は昭和２８年に創立され、日本学術会議の登録団体として 約１､５００名の
　　　　　会員を持ち、物理教育振興の為に学会誌の発行、研究発表会や シンポジウム、国際会議等を
　　　　　開催等の活動を行う。


　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＜２００５年１１月１６日＞

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