能掌握節拍的老鼠暗示了動物們也有隨心所欲的運動能力
捕捉歌曲中的節拍並預測其時間是熟練舞蹈的前提條件,如果你在舞池中那麼熟練的話,也許還能隨著節拍搖擺臀部,這被認為是人類獨有的技能。被稱為節拍同步性,新的研究表明這很可能延伸到動物界,科學家在老鼠身上發現了這種能力。
東京大學的科學家們受到啟發,探索動物中節拍同步性的潛力,因為最近的研究暗示了這種能力的存在,以及鸚鵡跳《江南style》的病毒式傳播的視頻。但科學家們真正想研究的是,動物是否擁有神經和運動能力,能夠識別歌曲中的節拍,並在沒有訓練的情況下跟著節拍跳動,就像你第一次聽到你喜歡的貝斯時,可能會用手指敲擊它一樣。
實驗涉及20名人類受試者和10隻老鼠,所有受試者都安裝了加速計,以準確跟踪他們的頭部運動。科學家們以四種不同的節奏播放了一分鐘的音樂節選,主要是莫扎特的音樂,並發現像人類一樣,老鼠會隨著節拍抽動它們的頭。大鼠和人類的這種節拍同步性在每分鐘120至140次的範圍內最為明顯。
研究報告的作者高橋宏和副教授解釋說:”據我們所知,這是第一份關於動物先天節拍同步性的報告,它不是通過訓練或音樂接觸實現的。”
科學家們將加速度計連接到老鼠身上,發現它們可以隨著節拍移動它們的頭
這些發現也揭示了更普遍的音樂節奏對節拍同步性的影響。科學家們圍繞著這一決定性因素有兩個想法,一個是身體運動的速度(或身體的時間常數)將發揮重要作用,這在不同的物種之間是不同的,正如老鼠以比人類走路快得多的運動方式所說明的那樣。另一種情況是,它將由大腦的反應速度(或大腦的時間常數)決定,相反,這在不同的物種中是相似的。
“大鼠在每分鐘120-140次的節奏內最明顯地顯示出先天的–即沒有經過任何訓練或事先接觸音樂–也就是節拍同步,對此,人類也表現出最明顯的節拍同步,”高橋解釋說。”聽覺皮層是我們大腦中處理聲音的區域,也被調諧到120-140節拍,我們能夠用我們的大腦適應性數學模型來解釋這一點。”
由於節拍的同步性是由大腦的時間常數決定的,科學家們認為這種能力在其他物種中可能比我們意識到的更加普遍。此外,這項研究揭示了人類節拍同步性的進化,並可能揭開音樂和藝術的其他奧秘。
高橋說:”接下來,我想揭示其他的音樂特性,如旋律和和聲,是如何與大腦的動力學相關的。我還對大腦如何、為什麼以及什麼機制創造了人類文化領域,如美術、音樂、科學、技術和宗教感興趣。我相信,這個問題是了解大腦如何工作和開發下一代人工智能的關鍵。另外,作為一名工程師,我對利用音樂來實現幸福生活感興趣”。
這項研究發表在《科學進展》雜誌上。