Πανεπιστήμιο του Τόκιο: Νέα έρευνα αποδεικνύει για πρώτη φορά έμφυτο συγχρονισμό αρουραίων με ρυθμούς

Ακούστε το άρθρο στο Spotify:

Η εγωιστική αντίληψή μας

Δεν είναι λίγο εγωιστικό το να πιστεύουμε, ως άνθρωποι, ότι μόνο εμείς μπορούμε να αντιληφθούμε το ρυθμό, να απολαύσουμε τη μουσική και να χορέψουμε; Βέβαια, δικαιολογημένα θα μπορούσε να υποθέσει κανείς πως εφόσον η μουσική πρόκειται για ανθρώπινο δημιούργημα, ίσως να μην είναι και τόσο παράλογο το να θεωρούμε ότι μόνο εμείς μπορούμε να την αντιληφθούμε και να κουνηθούμε στο ρυθμό της. Εντούτοις, μία νέα έρευνα έρχεται για να αποδείξει ότι οι αρουραίοι μπορούν να εκλάβουν τη μουσική και να τη “νιώσουν”, ανοίγοντας παράλληλα το δρόμο για νέες έρευνες που θα επιχειρήσουν μελλοντικά να μελετήσουν την ανταπόκριση και άλλων ζώων στο άκουσμα ενός ρυθμού ή μουσικής.

Ψυχαγωγία και επιστήμη

Φυσικά, κυκλοφορούν πολλά viral videos όπου διάφορα ζώα “χορεύουν” ακούγοντας μουσική, όμως πολλές φορές τα βίντεο αυτά απομονώνουν τη συμπεριφορά ενός ζώου που αποτελεί, συνήθως, αντίδραση σε κάποιο άλλο ερέθισμα, και  “ντύνονται” ύστερα με μουσική κατά την επεξεργασία, ούτως ώστε να δημιουργείται η εντύπωση στο θεατή ότι το ζώο όντως απολαμβάνει τη μουσική και χορεύει, όπως θα έκανε κι ένας άνθρωπος. Κι ακόμα και στις περιπτώσεις που το ζώο χορεύει πραγματικά υπό το άκουσμα ενός μουσικού κομματιού, δεν υπάρχει καμία συνοδευτική απόδειξη σχετικά με το πώς και το γιατί συμβαίνει αυτό. 

Γι’ αυτό, λοιπόν, ακόμη κι αν έχετε συναντήσει τέτοια βίντεο, να θυμάστε πως σε καμία περίπτωση δεν αποτελούν επιστημονικές αποδείξεις ή τεκμήρια, παρά μόνο βίντεο που αποσκοπούν στη ψυχαγωγία, γι’ αυτό και δεν υπάρχει κανένα πρόβλημα ή ένσταση στην περίπτωση που τροποποιούνται απο τους δημιουργούς τους. Όμως, αυτό σε καμία περίπτωση δεν ισχύει στην περίπτωση της επιστήμης. Γιατί για να εξαχθεί το πόρισμα ότι τα ζώα πράγματι αντιδρούν με παρόμοιο τρόπο με τον άνθρωπο στη μουσική, δεν αρκεί να παρατηρηθεί απο τους επιστήμονες, αλλά πρέπει να υπάρχουν και αρκετά δεδομένα που να στηρίζουν την υπόθεση, σε βαθμό τέτοιο, ώστε να μεταπίψει σε συμπέρασμα αποδεκτό βάσει των θεσπισμένων κριτηρίων.

Με λίγα λόγια, το δύσκολο και απαιτητικό κομμάτι δεν είναι να παρατηρήσουμε εάν τα ζώα χορεύουν, αλλά εάν το κάνουν για τους ίδιους λόγους και μέσω των ίδιων μηχανισμών που το κάνουμε κι εμείς.

Επομένως, το κενό στις επιστημονικές έρευνες επί του συγκεκριμένου θέματος, επιχειρεί να καλύψει μια νέα έρευνα, αυτή που θα εξετάσουμε στο παρόν άρθρο, προκειμένου να μην επαναπαυόμαστε πλέον στην εντύπωση που μας αφήνουν τα συγκεκριμένα βίντεο, ειδικά απο τη στιγμή που ο σκοπός τους είναι διαφορετικός απο εκείνον της πληροφόρησης ή της εκπαίδευσης, αλλά να έχουμε και τη δυνατότητα να κατανοήσουμε πραγματικά τι ισχύει στην περίπτωση των ζώων, της μουσικής και του χορού. Εάν, λοιπόν, δεν είστε απο εκείνους που επιζητούν μόνο τη ψυχαγωγία στην παρακολούθηση αστείων βίντεο, αλλά θέλετε να κατανοήσετε πραγματικά εάν τα ζώα αντιλαμβάνονται τους μουσικούς ρυθμούς και νιώθουν την ανάγκη να κουνήσουν το σώμα τους, όπως κάνουμε κι εμείς στο άκουσμα μουσικής που μας αρέσει, τότε η έρευνα αυτή παραθέτει ορισμένες ενδιαφέρουσες παρατηρήσεις και συμπεράσματα που θα σας διαφωτίσουν.

Photograph by Emma Benitez

Η αρχική θεωρία και η νέα έρευνα

Αρχικά, θεωρείτο ότι μόνο οι άνθρωποι ήταν ικανοί να συγχρονιστούν και να κουνηθούν με ακρίβεια ως ανταπόκριση σε έναν ρυθμό, αποτελώντας μια εγγενή και μοναδική ικανότητα του είδους μας. Ωστόσο, η νέα έρευνα καταδεικνύει ότι και οι αρουραίοι έχουν αυτή την ικανότητα. Σε όλα τα είδη ζώων, συμπεριλαμβανομένου του ανθρώπου, ο βέλτιστος ρυθμός για να μπορέσουν να λικνιστούν ή να “ταλαντευτούν” στο άκουσμα ενός ρυθμού, εξαρτάται απο μια χρονική σταθερά στον εγκέφαλο, η οποία ουσιαστικά αντικατοπτρίζει την ταχύτητα με την οποία ο εγκέφαλος μπορεί να ανταποκριθεί σε ένα ερέθισμα, και η οποία είναι παρόμοια σε όλα τα είδη.  

Αυτό σημαίνει ότι η ικανότητα των ακουστικών και κινητικών μας συστημάτων να αλληλεπιδρούν και να κινούνται συγχρονισμένα με το ρυθμό κατά την ακρόαση μουσικής, ενδέχεται να παρατηρείται και να είναι πιο διαδεδομένη μεταξύ των ειδών, εν αντιθέσει με όσα πιστεύαμε έως τώρα. Αυτή η νέα ανακάλυψη προσφέρει μια βαθύτερη γνώση και κατανόηση, όχι μόνο αναφορικά με το μυαλό των ζώων, αλλά και σχετικά με την προέλευση της μουσικής και του χορού.

Προφανώς, το πόσο καλά μπορούμε να συγχρονίσουμε την κίνησή μας με τη μουσική εξαρτάται εν μέρει από την έμφυτη γενετική μας ικανότητα να κάνουμε κάτι τέτοιο. Αυτή η ικανότητα θεωρείτο μέχρι πρότινος ότι αποτελεί ένα μοναδικό, ανθρώπινο χαρακτηριστικό. Μολονότι τα ζώα αντιδρούν κι αυτά στο να ακούν θορύβους, μπορούν να παράξουν ρυθμικούς ήχους ή ακόμη και να εκπαιδευτούν ώστε να ανταποκρίνονται στη μουσική, αυτό δεν είναι σε καμία περίπτωση το ίδιο με τις περίπλοκες νευρικές και κινητικές διεργασίες που δουλεύουν συνεργατικά για να μας επιτρέψουν να αναγνωρίσουμε, με φυσικό και αυθόρμητο τρόπο, το ρυθμό ενός τραγουδιού, να ανταποκριθούμε σε αυτόν ή ακόμα και να προβλέψουμε το πώς θα συνεχίσει. Στη διεθνή βιβλιογραφία, η ικανότητα αυτή αναφέρεται ως “beat synchonicity”, δηλαδή παλμικός συγχρονισμός ή παλμική σύμπτωση (με την έννοια της συμφωνίας).

Photograph by Nick Kwan

Τα ευρήματα από την Ιαπωνία

Πρόσφατες ερευνητικές μελέτες έδειξαν ότι ορισμένα είδη ζώων φαίνεται να συμμερίζονται την παρόρμησή μας να κουνηθούμε στο ρυθμό. Μια νέα εργασία παρέχει στοιχεία από μια ομάδα ερευνητών στο Πανεπιστήμιο του Τόκιο, τα οποία δείχνουν ότι οι αρουραίοι συνιστούν ένα απο τα είδη αυτά.

«Οι αρουραίοι με την έμφυτη ικανότητα –δηλαδή χωρίς καμία εκπαίδευση ή προηγούμενη έκθεση στη μουσική– συγχρονίζονται και κινούνται πιο ευδιάκριτα με ρυθμούς που ανήκουν σε ένα εύρος μεταξύ 120-140 BPM (Beats Per Minute, χτύποι ανά λεπτό), στους οποίους οι άνθρωποι παρουσιάζουν επίσης τον πιο καθαρό συγχρονισμό», εξηγεί ο Χιρόκαζου Τακαχάσι, αναπληρωτής καθηγητής στη Μεταπτυχιακή Σχολή Επιστήμης και Τεχνολογίας της Πληροφορικής (Graduate School of Information Science and Technology).

«Ο ακουστικός φλοιός, η περιοχή του εγκεφάλου μας που επεξεργάζεται τον ήχο, ρυθμίστηκε αποτελεσματικότερα επίσης σε ρυθμούς σε ένα εύρος μεταξύ 120-140 BPM, κάτι που μπορέσαμε να εξηγήσουμε χρησιμοποιώντας το μαθηματικό μοντέλο προσαρμογής του εγκεφάλου μας».

Αλλά γιατί να παίξουμε μουσική σε αρουραίους εξαρχής; 

«Η μουσική ασκεί μια ισχυρή έλξη στον εγκέφαλο και έχει βαθιές επιδράσεις στο συναίσθημα και τη νόηση. Για να χρησιμοποιήσουμε τη μουσική αποτελεσματικά, πρέπει να ανακαλύψουμε τον νευρικό μηχανισμό που εξηγεί αυτό το εμπειρικό γεγονός», αναφέρει ο Τακαχάσι. Ο οποίος συνέχισε δηλώνοντας: «Είμαι, επίσης, ειδικός στην ηλεκτροφυσιολογία, η οποία ασχολείται με την ηλεκτρική δραστηριότητα στον εγκέφαλο, και μελετώ τον ακουστικό φλοιό των αρουραίων για πολλά χρόνια».

Η ομάδα είχε δύο εναλλακτικές υποθέσεις

  • Η πρώτη υπόθεση ήταν ότι ο βέλτιστος ρυθμός μουσικής για να επιτευχθεί συγχρονισμός θα καθοριζόταν από τη χρονική σταθερά του σώματος. Η χρονική σταθερά διαφέρει μεταξύ των ειδών και είναι πολύ πιο γρήγορη στα μικρά ζώα, εν συγκρίσει με τον άνθρωπο. Προς χάριν καλύτερης κατανόησης, απλώς αναλογιστείτε πόσο γρήγορα μπορεί να περπατήσει ένας αρουραίος. 
  • Η δεύτερη υπόθεση ήταν ότι ο βέλτιστος ρυθμός θα καθοριζόταν από τη χρονική σταθερά του εγκεφάλου, η οποία είναι εκπληκτικά παρόμοια μεταξύ των ειδών.

«Κατόπιν της διεξαγωγής της έρευνάς μας, στην οποία συμμετείχαν 20 άνθρωποι και 10 αρουραίοι, τα αποτελέσματά μας υποδηλώνουν ότι ο βέλτιστος ρυθμός για τον συγχρονισμό των παλμών εξαρτάται από τη σταθερά χρόνου στον εγκέφαλο», δηλώνει ο Τακαχάσι. «Αυτό δείχνει ότι ο εγκέφαλος των ζώων μπορεί να είναι χρήσιμος για την αποσαφήνιση των αντιληπτικών μηχανισμών της μουσικής».

Κατά τη διεξαγωγή της έρευνας, τοποθετήθηκαν στους αρουραίους ασύρματα, μικροσκοπικά επιταχυνσιόμετρα, τα οποία μπορούσαν να ανιχνεύσουν και να μετρήσουν ακόμη και τις πιο αμελητέες και μικρές κινήσεις του κεφαλιού, μέσω της μέτρησης της επιτάχυνσης της κίνησης. Οι άνθρωποι που συμμετείχαν φορούσαν επίσης επιταχυνσιόμετρα στα ακουστικά. Στη συνέχεια, παίχτηκαν αποσπάσματα διάρκειας ενός λεπτού από τη “Σονάτα του Μότσαρτ για Δύο Πιάνα σε Ρε Μείζονα, Κ. 448”, σε τέσσερις διαφορετικούς ρυθμούς: 75%, 100%, 200% και 400% της αρχικής ταχύτητας.

Ο αρχικός (πραγματικός) ρυθμός είναι 132 BPM και τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ο συγχρονισμός των παλμών των αρουραίων ήταν σαφέστερος εντός του εύρους 120-140 BPM. Η ομάδα διαπίστωσε, επίσης, ότι τόσο οι αρουραίοι, όσο και οι άνθρωποι, κούνησαν τα κεφάλια τους στο άσμα με παρόμοιο ρυθμό, καθώς και ότι τα επίπεδα κίνησης του κεφαλιού μειώθηκαν όσο περισσότερο επιταχυνόταν η μουσική.

«Από όσο γνωρίζουμε, αυτή είναι η πρώτη αναφορά σχετικά με τον έμφυτη ικανότητα συγχρονισμού με παλμούς σε ζώα που δεν επιτεύχθηκε μέσω εκπαίδευσης ή μουσικής έκθεσης», αναφέρει ο Τακαχάσι.

Ο ίδιος συνεχίζει:

«Υποθέσαμε, επίσης, ότι η βραχυπρόθεσμη προσαρμογή στον εγκέφαλο εμπλέκεται στον συντονισμό του παλμού στον ακουστικό φλοιό. Ήμασταν σε θέση να το εξηγήσουμε αυτό προσαρμόζοντας τα δεδομένα της νευρικής δραστηριότητας σε ένα μαθηματικό μοντέλο. Επιπλέον, το μοντέλο προσαρμογής, μας έδειξε ότι σε απόκριση σε ακολουθίες τυχαίων κλικ, η υψηλότερη απόδοση πρόβλεψης του ρυθμού παρατηρήθηκε όταν το μέσο διάστημα μεταξύ των ερεθισμάτων (ο χρόνος μεταξύ του τέλους ενός ερεθίσματος και της έναρξης ενός άλλου) ήταν περίπου 200 μιλιδευτερόλεπτα, δηλαδή το του ενός δευτερολέπτου. Αυτό ταίριαζε με τα στατιστικά στοιχεία των ενδιάμεσων διαστημάτων στην κλασική μουσική, υποδηλώνοντας ότι η ιδιότητα προσαρμογής στον εγκέφαλο αποτελεί τη βάση της αντίληψης και της δημιουργίας της μουσικής».

Σχετικά με την ικανότητα πρόβλεψης του ρυθμού, ο Τακαχάσι πρoσθέτει:

«Οι άνθρωποι μπορούν να προβλέψουν επερχόμενους ρυθμούς. Απαιτούνται περαιτέρω μελέτες για να επιβεβαιωθεί εάν το ίδιο ισχύει και στην περίπτωση των αρουραίων, αλλά τουλάχιστον σε αυτήν τη μελέτη, οι αρουραίοι ήταν συγχρονισμένοι με τη μουσική και φαινόταν να παρουσιάζουν κάποιο επίπεδο προγνωστικής επεξεργασίας»

Αν και η κύρια μελέτη επικεντρώθηκε στις αποκρίσεις στο “K. 448” του Μότσαρτ, τέσσερα ακόμα μουσικά κομμάτια παίχτηκαν επίσης στους ανθρώπους και τους αρουραίους: το “Born This Way” της Lady Gaga, το “Another One Bites the Dust” των Queen, το “Beat It” του Michael Jackson και το “Sugar” από Maroon 5.

Video Credit: Ito et al. Science Advances (2022) (DOI: 10.1126/sciadv.abo7019)

Το μέλλον

Εκτός από μια συναρπαστική εικόνα του μυαλού των ζώων και της ανάπτυξης της δικής μας ικανότητας συγχρονισμού σε ρυθμούς, οι ερευνητές αντιμετωπίζουν τα ευρήματα, επίσης, ως ένα μελλοντικό “παράθυρο” κατανόησης της δημιουργίας της ίδιας της μουσικής.

«Στη συνέχεια, θα ήθελα να ανακαλύψω τον τρόπο με τον όποιο άλλες μουσικές ιδιότητες, όπως η μελωδία και η αρμονία, σχετίζονται με τη δυναμική του εγκεφάλου. Με ενδιαφέρει, επίσης, πώς, γιατί και ποιοί μηχανισμοί του εγκεφάλου δημιουργούν ανθρώπινα πολιτιστικά πεδία όπως η τέχνη, η μουσική επιστήμη, η τεχνολογία και η θρησκεία», δηλώνει ο Τακαχάσι.

Και κλείνει αναφέροντας:

«Πιστεύω ότι αυτή η ερώτηση είναι το κλειδί για να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί ο εγκέφαλος και να αναπτύξουμε την επόμενη γενιά τεχνητής νοημοσύνης (AI). Επίσης, ως μηχανικός, με ενδιαφέρει το πώς θα μπορούσαμε να αξιοποιήσουμε τη μουσική για μια ευτυχισμένη ζωή».

Η έρευνα με τίτλο “Spontaneous beat synchronization in rats: Neural dynamics and motor entrainment” δημοσιεύθηκε στο Science Advances στις 11 Νοεμβρίου του 2022.

Σχετικά Άρθρα

ΤΕΛΕΥΤΑΙΑ ΑΡΘΡΑ