การรับรู้จังหวะและการซิงโครไนซ์ภายใน 120 ถึง 140 ครั้ง/นาที (BPM)

เป็นเรื่องปกติในมนุษย์และมักใช้ในการแต่งเพลง เหตุใดการซิงโครไนซ์บีตจึงไม่ใช่เรื่องปกติในบางชนิด และกลไกการกำหนดจังหวะที่เหมาะสมนั้นก็ไม่ชัดเจน ที่นี่ เราตรวจสอบการเคลื่อนไหวทางกายภาพและกิจกรรมทางประสาทในหนูเพื่อกำหนดความไวในการเต้นของพวกมัน การตรวจสอบการเคลื่อนไหวของศีรษะและการบันทึกประสาทอย่างใกล้ชิดเผยให้เห็นว่าหนูแสดงการซิงโครไนซ์จังหวะที่โดดเด่นและกิจกรรมในคอร์เทกซ์การได้ยินภายใน 120 ถึง 140 BPM

• บทความอื่น ๆ : negeap.com

Charles Darwin แย้งว่ามนุษย์สืบทอดการรับรู้จังหวะดนตรีจากบรรพบุรุษ ( 1 ) การรับรู้จังหวะและการซิงโครไนซ์เป็นเรื่องปกติในมนุษย์ โดยทั่วไปแล้วจะอยู่ในช่วง 120 ถึง 140 ครั้ง /นาที (BPM) และใช้บ่อยที่สุดในการแต่งเพลง( 2-4 ) อย่างไรก็ตาม การซิงโครไนซ์บีตนั้นไม่ธรรมดาในบางสปีชีส์ ( 5 ) เพื่อทำความเข้าใจพฤติกรรมนี้ในสัตว์ ก่อนอื่นเราได้ตั้งสมมติฐานสองข้อที่อยู่เบื้องหลังการซิงโครไนซ์จังหวะในมนุษย์

ในสมมติฐานแรก จังหวะที่เหมาะสมที่สุดจะถูกกำหนดโดยค่าคงที่เวลาของโครงสร้างร่างกายและการเคลื่อนไหวร่างกาย ทฤษฎีสาเหตุจากร่างกายนี้เห็นได้ชัดจากความถี่ขั้นตอนที่ ~2 Hz (~120 BPM) ระหว่างการเดินของมนุษย์ ( 6 ) และโดยความสัมพันธ์ระหว่างการเคลื่อนไหวและการรับรู้เวลา ( 7 , 8 ) สมมติฐานนี้คาดการณ์ว่าจังหวะที่เหมาะสมที่สุดในสัตว์ขนาดเล็ก เช่น หนู จะเร็วกว่าในมนุษย์มาก ตามมาตราส่วนของกฎกำลังของความถี่ขั้นตอนและน้ำหนักตัว ( 9 , 10 ) แบบจำลองทางทฤษฎี ( 11 , 12 ) ยังสนับสนุนการปรับมาตราส่วนกฎกำลังโดยที่ช่วงเวลาทางสรีรวิทยา เช่น การเต้นของหัวใจ ( 13 ) อัตราการหายใจ ( 14 )) เวลาหมุนเวียน ( 15 ) และอายุขัย ( 16 )—สั้นลงตามขนาดร่างกาย

ในสมมติฐานที่สอง จังหวะที่เหมาะสมที่สุดจะถูกกำหนดโดยค่าคงที่เวลาของสมอง ทฤษฎีเกี่ยวกับสาเหตุของสมองนี้ชัดเจนจากการรักษาจังหวะของการทำงานของสมองข้ามสายพันธุ์ ( 17 ) และการกักขังของระบบประสาทโดยการเต้นของมนุษย์ ( 18 , 19 ) บีตส์ยังกระตุ้นการทำงานของระบบประสาทในคอร์เทกซ์การได้ยินของหนูด้วย ( 20 ) ซึ่งค่าคงที่เวลาของการปรับตัวในระยะสั้นอาจส่งผลต่อการขึ้นรถไฟ ( 21 – 23 )

เนื่องจากสปีชีส์แบ่งปันค่าคงที่เวลาที่ใกล้เคียงกันของความเป็นพลาสติกในระยะสั้นในคอร์เทกซ์การได้ยิน สมมติฐานนี้คาดการณ์ว่าจังหวะที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการซิงโครไนซ์บีตจะถูกรักษาไว้ทั่วทั้งสปีชีส์เพื่อทดสอบสมมติฐานเหล่านี้ เราได้ทำการทดลองทางพฤติกรรมและอิเล็กโทรสรีรวิทยาในหนู ช่วงเวลาการเคลื่อนไหวเร็วกว่ามนุษย์หลายเท่า ( 9 ) จนถึงปัจจุบัน ไม่มีการศึกษาใดรายงานการซิงโครไนซ์จังหวะในหนู
ผลลัพธ์

เอาชนะการซิงโครไนซ์ในหนูและมนุษย์เราวัดการเคลื่อนไหวของศีรษะของหนูในระหว่างการเล่นเพลงโดยใช้มาตรความเร่งขนาดเล็กแบบไร้สายจับจ้องอยู่ที่ศีรษะ ( รูปที่ 1 A และ B ) เป็นเวลาสามวันติดต่อกัน เราบันทึกการเร่งความเร็วตามสามแกนในขณะที่เล่นข้อความที่ตัดตอนมาของ “Sonata for Two Pianos” ในยุค 60 ใน D major, K.448 โดย Mozart ที่สี่จังหวะที่แตกต่างกัน 99 (75%), 132 (100%) ), 264 (200%) และ 528 (400%) BPM เราสังเกตว่าการเคลื่อนไหวของศีรษะสอดคล้องกับจังหวะในการทดลองบางอย่าง (ภาพยนตร์ S1)

และการเคลื่อนไหวเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะมองเห็นได้ชัดเจนขึ้นในท่าเดินสองเท้า (ภาพยนตร์ S2 และรูปที่ S1) การซิงโครไนซ์บีตนี้มีลักษณะการกระตุก (อนุพันธ์ของความเร่ง) ได้ดีกว่าการเร่งความเร็ว ( รูปที่ 1C ) ( 24 , 25). การทดลองของเราในมนุษย์ยังยืนยันว่าการกระตุกศีรษะจับจังหวะการซิงโครไนซ์อย่างสม่ำเสมอเช่นเดียวกับการวิเคราะห์การเคลื่อนไหวของวิดีโอ (ภาพยนตร์ S3 และมะเดื่อ S2 และ S3) โปรดทราบว่าในที่นี้ เราใช้คำว่า “จังหวะ” เพื่ออ้างถึงตำแหน่งเมตริกที่บางครั้งเรียกว่า “แทคตัส” หรือ “ชีพจร” [เช่น ตำแหน่งเมตริก (ตำแหน่ง) 1, 2, 3 และ 4 ใน 4/4 เมตรแสดงในรูป 2และ3 ].