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捕捉歌曲中的节拍并预测其时间是熟练舞蹈的前提条件,如果你在舞池中那么熟练的话,也许还能随着节拍摇摆臀部,这被认为是人类独有的技能。被称为节拍同步性,新的研究表明这很可能延伸到动物界,科学家在老鼠身上发现了这种能力。
东京大学的科学家们受到启发,探索动物中节拍同步性的潜力,因为最近的研究暗示了这种能力的存在,以及鹦鹉跳《江南style》的病毒式传播的视频。但科学家们真正想研究的是,动物是否拥有神经和运动能力,能够识别歌曲中的节拍,并在没有训练的情况下跟着节拍跳动,就像你第一次听到你喜欢的贝斯时,可能会用手指敲击它一样。
实验涉及20名人类受试者和10只老鼠,所有受试者都安装了加速计,以准确跟踪他们的头部运动。科学家们以四种不同的节奏播放了一分钟的音乐节选,主要是莫扎特的音乐,并发现像人类一样,老鼠会随着节拍抽动它们的头。大鼠和人类的这种节拍同步性在每分钟120至140次的范围内最为明显。
研究报告的作者高桥宏和副教授解释说:"据我们所知,这是第一份关于动物先天节拍同步性的报告,它不是通过训练或音乐接触实现的。"
科学家们将加速度计连接到老鼠身上,发现它们可以随着节拍移动它们的头
这些发现也揭示了更普遍的音乐节奏对节拍同步性的影响。科学家们围绕着这一决定性因素有两个想法,一个是身体运动的速度(或身体的时间常数)将发挥重要作用,这在不同的物种之间是不同的,正如老鼠以比人类走路快得多的运动方式所说明的那样。另一种情况是,它将由大脑的反应速度(或大脑的时间常数)决定,相反,这在不同的物种中是相似的。
"大鼠在每分钟120-140次的节奏内最明显地显示出先天的--即没有经过任何训练或事先接触音乐--也就是节拍同步,对此,人类也表现出最明显的节拍同步,"高桥解释说。"听觉皮层是我们大脑中处理声音的区域,也被调谐到120-140节拍,我们能够用我们的大脑适应性数学模型来解释这一点。"
由于节拍的同步性是由大脑的时间常数决定的,科学家们认为这种能力在其他物种中可能比我们意识到的更加普遍。此外,这项研究揭示了人类节拍同步性的进化,并可能揭开音乐和艺术的其他奥秘。
高桥说:"接下来,我想揭示其他的音乐特性,如旋律和和声,是如何与大脑的动力学相关的。我还对大脑如何、为什么以及什么机制创造了人类文化领域,如美术、音乐、科学、技术和宗教感兴趣。我相信,这个问题是了解大脑如何工作和开发下一代人工智能的关键。另外,作为一名工程师,我对利用音乐来实现幸福生活感兴趣"。
这项研究发表在《科学进展》杂志上。