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Rats Bop to the Beat

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요약: 새로운 발견은 쥐가 음악의 박자에 맞춰 머리를 움직일 수 있음을 보여줌으로써 동물이 타고난 박동 동기화를 가지고 있음을 보여줍니다.

원천: 도쿄대학

음악의 비트에 맞춰 정확하게 움직이는 것은 인간의 타고난 기술로 여겨졌습니다. 그러나 새로운 연구에 따르면 쥐에게도 이러한 능력이 있습니다.

고개를 끄덕이기 위한 최적의 템포는 모든 종에서 유사한 뇌의 시간 상수(뇌가 무언가에 반응할 수 있는 속도)에 따라 결정됩니다. 이것은 우리의 청각 및 운동 시스템이 상호 작용하고 음악에 맞춰 움직이는 능력이 이전에 생각했던 것보다 종들 사이에 더 널리 퍼져 있음을 의미합니다.

이 새로운 발견은 동물의 마음뿐 아니라 우리 자신의 음악과 춤의 기원에 대한 통찰력을 제공합니다.

박자에 맞춰 움직일 수 있습니까, 아니면 왼발이 두 개입니까? 분명히 우리가 음악에 맞춰 움직이는 시간을 얼마나 잘 맞출 수 있는지는 우리의 타고난 유전 능력에 다소 달려 있으며, 이 기술은 이전에 인간의 고유한 특성으로 여겨졌습니다.

동물도 청각 소음에 반응하거나 리드미컬한 소리를 내거나 음악에 반응하도록 훈련될 수 있지만, 이것은 우리가 노래의 박자를 자연스럽게 인식할 수 있도록 함께 작동하는 복잡한 신경 및 운동 과정과 동일하지 않습니다. 그것에 반응하거나 심지어 그것을 예측하십시오. 이것을 비트 동기화라고 합니다.

비교적 최근에야 연구 연구(및 홈 비디오)에 따르면 일부 동물이 그루브에 들어가고자 하는 충동을 공유하는 것으로 나타났습니다. 도쿄 대학 연구팀의 새로운 논문은 쥐가 그 중 하나라는 증거를 제공합니다.

“쥐는 타고난 것, 즉 훈련이나 음악에 대한 사전 노출 없이도 120-140bpm(분당 비트 수) 내에서 가장 뚜렷하게 비트 동기화를 나타냈으며, 인간도 이 비트 동기화에 대해 가장 명확한 비트 동기화를 나타냅니다. 정보과학기술대학원.

“소리를 처리하는 뇌의 영역인 청각 피질도 120-140bpm으로 조정되었으며, 이는 뇌 적응의 수학적 모델을 사용하여 설명할 수 있었습니다.”

그런데 왜 처음에 쥐들에게 음악을 틀까요?

“음악은 뇌에 강한 호소력을 발휘하며 감정과 인지에 심오한 영향을 미칩니다. 음악을 효과적으로 활용하려면 이러한 경험적 사실의 기저에 깔린 신경 메커니즘을 밝혀야 합니다.”라고 Takahashi가 말했습니다.

“저는 또한 뇌의 전기적 활동과 관련된 전기생리학의 전문가이며 수년 동안 쥐의 청각 피질을 연구해 왔습니다.”

팀은 두 가지 대안적인 가설을 세웠습니다. 첫 번째는 비트 동시성을 위한 최적의 음악 템포가 신체의 시간 상수에 의해 결정된다는 것이었습니다. 이것은 종에 따라 다르며 인간과 비교하여 작은 동물의 경우 훨씬 빠릅니다(쥐가 얼마나 빨리 기어갈 수 있는지 생각해 보십시오).

두 번째는 최적의 템포가 대신 뇌의 시상수에 의해 결정된다는 것인데, 이는 종에 따라 놀라울 정도로 비슷합니다.

Takahashi는 “20명의 인간 참가자와 10마리의 쥐를 대상으로 연구를 수행한 결과, 비트 동기화를 위한 최적의 템포는 뇌의 시간 상수에 달려 있음을 시사합니다.”라고 말했습니다.

“이것은 동물의 뇌가 음악의 지각 메커니즘을 설명하는 데 유용할 수 있음을 보여줍니다.”

쥐는 가장 작은 머리 움직임을 측정할 수 있는 무선 소형 가속도계를 장착했습니다.

인간 참가자들은 또한 헤드폰에 가속도계를 착용했습니다. 그런 다음 원래 속도의 75%, 100%, 200% 및 400%의 4가지 다른 템포로 모차르트의 두 대의 피아노를 위한 소나타 D장조 K. 448에서 발췌한 1분 분량을 연주했습니다.

원래 템포는 132bpm이고 결과는 쥐의 비트 동시성이 120-140bpm 범위 내에서 가장 명확하다는 것을 보여주었습니다.

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연구팀은 또한 쥐와 인간 모두 비슷한 리듬으로 박자에 맞춰 머리를 흔드는 것을 발견했으며, 음악이 빨라질수록 머리를 흔드는 정도가 감소하는 것을 발견했다.

“우리가 아는 한, 이것은 훈련이나 음악적 노출을 통해 달성되지 않은 동물의 타고난 비트 동기화에 대한 첫 번째 보고서입니다.”라고 Takahashi가 말했습니다.

“우리는 또한 뇌의 단기 적응이 청각 피질의 비트 조정과 관련이 있다는 가설을 세웠습니다. 우리는 신경 활동 데이터를 적응의 수학적 모델에 피팅함으로써 이것을 설명할 수 있었습니다.

“게다가, 우리의 적응 모델은 무작위 클릭 시퀀스에 대한 응답으로 가장 높은 박동 예측 성능이 평균 자극간 간격(한 자극의 끝과 다른 자극의 시작 사이의 시간)이 약 200밀리초(1/1000 그리고 두 번째).

이것은 전쟁을 보여줍니다.
동물의 마음과 우리 자신의 비트 동시성의 발전에 대한 매혹적인 통찰력일 뿐만 아니라 연구자들은 그것을 음악 자체의 창조에 대한 통찰력으로 보고 있습니다. 이미지는 공개 도메인에 있습니다.

“이는 클래식 음악의 음간 간격 통계와 일치하여 뇌의 적응 속성이 음악의 인식과 생성의 기초가 됨을 시사합니다.”

동물의 마음과 우리 자신의 비트 동시성 개발에 대한 매혹적인 통찰력일 뿐만 아니라 연구자들은 그것을 음악 자체의 창조에 대한 통찰력으로 보고 있습니다.

또한보십시오

이것은 피험자가 테이블에 앉아 발 싸이클을 사용하는 것을 보여줍니다.

“다음으로 멜로디와 하모니와 같은 다른 음악적 특성이 뇌의 역학과 어떤 관련이 있는지 밝히고 싶습니다. 나는 또한 뇌의 메커니즘이 미술, 음악, 과학, 기술 및 종교와 같은 인간 문화 분야를 어떻게, 왜, 어떤 방식으로 창조하는지에 관심이 있습니다.”라고 Takahashi가 말했습니다.

“이 질문이 뇌가 어떻게 작동하는지 이해하고 차세대 AI(인공지능)를 개발하는 열쇠라고 생각합니다. 또한 엔지니어로서 행복한 삶을 위해 음악을 활용하는 것에 관심이 많다”고 말했다.

자금: 이 작업은 JSPS KAKENHI(20H04252, 21H05807) 및 JST Moonshot R&D 프로그램(JPMJMS2296)에 의해 부분적으로 지원되었습니다.

이 음악 및 신경과학 연구 뉴스에 대해

작가: 조셉 크리셔
원천: 도쿄대학
연락하다: Joseph Krisher – 도쿄 대학
영상: 이미지는 공개 도메인에 있습니다.

독창적인 연구: 오픈 액세스.
“쥐의 자발적인 박동 동기화: 신경 역학 및 운동 동조” Hirokazu Takahashi et al. 과학 중개 의학


추상적인

쥐의 자발적인 박동 동기화: 신경 역학 및 운동 동조

120~140BPM(beats/min) 이내의 비트 인식 및 동기화는 인간에게 일반적이며 음악 작곡에 자주 사용됩니다. 비트 동기화가 일부 종에서 드문 이유와 최적의 템포를 결정하는 메커니즘이 불분명합니다.

여기에서 우리는 비트 감도를 결정하기 위해 쥐의 신체 움직임과 신경 활동을 조사했습니다.

머리 움직임과 신경 기록을 면밀히 조사한 결과 쥐가 120~140BPM 내에서 청각 피질에서 현저한 박동 동기화와 활동을 보였다는 것이 밝혀졌습니다. 수학적 모델링은 이러한 비트 조정의 기초가 단기 적응임을 시사합니다.

우리의 결과는 비트 동기화를 위한 최적의 템포가 물리적 움직임의 종별 시간 상수보다는 종에 걸쳐 보존된 신경 역학의 시간 상수에 의해 결정된다는 가설을 뒷받침합니다. 따라서 청각 운동 동조에 대한 잠재 신경 성향은 현재 생각하는 것보다 훨씬 더 널리 퍼져 있는 인간 동조의 기초를 제공할 수 있습니다.

인간과 동물을 비교하는 추가 연구는 음악과 춤의 기원에 대한 통찰력을 제공할 것입니다.

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