Es wurde angenommen, dass es eine Fähigkeit ist, sich genau zu einem musikalischen Takt zu bewegen, eine Fähigkeit, die dem Menschen von Natur aus einzigartig ist. Neue Forschungen zeigen nun jedoch, dass auch Ratten diese Fähigkeit besitzen. Es wurde festgestellt, dass das optimale Tempo zum Mitnicken von der Zeitkonstante im Gehirn abhängt (der Geschwindigkeit, mit der unser Gehirn auf etwas reagieren kann), die bei allen Arten ähnlich ist.
Das bedeutet, dass die Fähigkeit unseres auditiven und motorischen Systems, mit Musik zu interagieren und sich zu bewegen, unter den Arten möglicherweise weiter verbreitet ist als bisher angenommen. Diese neue Entdeckung bietet nicht nur weitere Einblicke in den tierischen Verstand, sondern auch in die Ursprünge unserer eigenen Musik und unseres eigenen Tanzes.
Kannst du dich im Takt bewegen oder hast du zwei linke Füße? Wie gut wir unsere Bewegung auf Musik abstimmen können, hängt anscheinend etwas von unserer angeborenen genetischen Fähigkeit ab, und diese Fähigkeit wurde früher als eine einzigartige menschliche Eigenschaft angesehen. Während Tiere auch auf Hörgeräusche reagieren oder rhythmische Geräusche machen oder darauf trainiert werden, auf Musik zu reagieren, ist dies nicht dasselbe wie die komplexen neuronalen und motorischen Prozesse, die zusammenarbeiten, damit wir den Takt in einem Lied auf natürliche Weise erkennen können. darauf reagieren oder es sogar vorhersagen. Dies wird als Taktsynchronität bezeichnet.
Menschen können kommende Beats vorhersagen. Weitere Studien sind erforderlich, um zu bestätigen, ob Ratten auch Beats vorhersagen können, aber zumindest in dieser Studie waren die Ratten mit der Musik synchronisiert und schienen ein gewisses Maß an Vorhersageverarbeitung zu zeigen. Obwohl sich die Hauptstudie auf Reaktionen auf KV 448 von Mozart konzentrierte, wurden den menschlichen und tierischen Teilnehmern auch vier andere Musikstücke vorgespielt: Born This Way von Lady Gaga, Another One Bites the Dust von Queen, Beat It von Michael Jackson und Sugar von Maroon 5. Bildnachweis: Ito et al. Wissenschaftliche Fortschritte (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abo7019
Erst vor relativ kurzer Zeit haben Forschungsstudien (und Heimvideos) gezeigt, dass einige Tiere unseren Drang zu teilen scheinen, sich zum Groove zu bewegen. Ein neues Papier eines Teams der Universität Tokio liefert Beweise dafür, dass Ratten dazu gehören.
„Ratten zeigten eine angeborene – d. h. ohne Training oder vorherige Exposition gegenüber Musik – Schlagsynchronisation am deutlichsten innerhalb von 120-140 bpm (Beats pro Minute), zu der Menschen auch die klarste Schlagsynchronisation aufweisen“, erklärte Associate Professor Hirokazu Takahashi von der Graduiertenschule für Informationswissenschaft und -technologie.
„Der auditive Kortex, die Region unseres Gehirns, die Geräusche verarbeitet, wurde ebenfalls auf 120-140 BPM eingestellt, was wir mit unserem mathematischen Modell der Gehirnanpassung erklären konnten.“
Aber warum überhaupt Musik für Ratten spielen? „Musik übt eine starke Anziehungskraft auf das Gehirn aus und hat tiefgreifende Auswirkungen auf Emotionen und Kognition. Um Musik effektiv zu nutzen, müssen wir den neuronalen Mechanismus aufdecken, der dieser empirischen Tatsache zugrunde liegt“, sagte Takahashi. „Ich bin auch Spezialist für Elektrophysiologie, die sich mit der elektrischen Aktivität im Gehirn beschäftigt, und untersuche seit vielen Jahren den Hörkortex von Ratten.“
Das Team hatte zwei alternative Hypothesen: Die erste war, dass das optimale Musiktempo für Taktsynchronität durch die Zeitkonstante des Körpers bestimmt würde. Dies ist zwischen den Arten unterschiedlich und bei kleinen Tieren viel schneller als beim Menschen (denken Sie daran, wie schnell eine Ratte huschen kann). Das zweite war, dass das optimale Tempo stattdessen durch die Zeitkonstante des Gehirns bestimmt würde, die für alle Arten überraschend ähnlich ist.
„Nachdem wir unsere Forschung mit 20 menschlichen Teilnehmern und 10 Ratten durchgeführt haben, deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass das optimale Tempo für die Beat-Synchronisation von der Zeitkonstante im Gehirn abhängt“, sagte Takahashi. „Dies zeigt, dass das Tiergehirn nützlich sein kann, um die Wahrnehmungsmechanismen von Musik aufzuklären.“
Die Ratten waren mit drahtlosen Miniatur-Beschleunigungsmessern ausgestattet, die die geringsten Kopfbewegungen messen konnten. Menschliche Teilnehmer trugen auch Beschleunigungsmesser an Kopfhörern. Dann wurden ihnen einminütige Ausschnitte aus Mozarts Sonate für zwei Klaviere in D-Dur KV 448 in vier verschiedenen Tempi vorgespielt: 75 %, 100 %, 200 % und 400 % der Originalgeschwindigkeit.
Das ursprüngliche Tempo beträgt 132 bpm und die Ergebnisse zeigten, dass die Taktsynchronität der Ratten im Bereich von 120 bis 140 bpm am deutlichsten war. Das Team fand auch heraus, dass sowohl Ratten als auch Menschen ihre Köpfe in einem ähnlichen Rhythmus im Takt bewegten und dass die Stärke des Kopfruckens abnahm, je mehr die Musik beschleunigt wurde.
„Nach unserem besten Wissen ist dies der erste Bericht über angeborene Taktsynchronisation bei Tieren, der nicht durch Training oder musikalische Exposition erreicht wurde“, sagte Takahashi.
„Wir stellten auch die Hypothese auf, dass die kurzfristige Anpassung im Gehirn an der Beat-Tuning im Hörkortex beteiligt ist. Wir konnten dies erklären, indem wir unsere neuronalen Aktivitätsdaten an ein mathematisches Modell der Anpassung anpassten. Darüber hinaus zeigte unser Anpassungsmodell dies in Als Reaktion auf zufällige Klicksequenzen trat die höchste Schlagvorhersageleistung auf, wenn das mittlere Interstimulusintervall (die Zeit zwischen dem Ende eines Stimulus und dem Beginn eines anderen) etwa 200 Millisekunden (eine Tausendstelsekunde) betrug Internote-Intervalle in der klassischen Musik, was darauf hindeutet, dass die Anpassungseigenschaft im Gehirn der Wahrnehmung und Schaffung von Musik zugrunde liegt.“
Neben einem faszinierenden Einblick in den tierischen Verstand und die Entwicklung unserer eigenen Taktsynchronität sehen die Forscher darin auch einen Einblick in die Entstehung von Musik an sich.
„Als nächstes möchte ich aufzeigen, wie andere musikalische Eigenschaften wie Melodie und Harmonie mit der Dynamik des Gehirns zusammenhängen. Außerdem interessiert mich, wie, warum und welche Mechanismen des Gehirns menschliche Kulturfelder wie bildende Kunst, Musik, Wissenschaft, Technologie und Religion“, sagte Takahashi.
„Ich glaube, dass diese Frage der Schlüssel ist, um zu verstehen, wie das Gehirn funktioniert, und um die KI (künstliche Intelligenz) der nächsten Generation zu entwickeln. Außerdem interessiere ich mich als Ingenieur für die Nutzung von Musik für ein glückliches Leben.“
„Spontane Beat-Synchronisation bei Ratten: Neuraldynamik und motorische Mitnahme“ ist veröffentlicht in Wissenschaftliche Fortschritte.
Mehr Informationen:
Yoshiki Ito et al, Spontane Schlagsynchronisation bei Ratten: Neuraldynamik und motorische Mitnahme, Wissenschaftliche Fortschritte (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abo7019