人类律动与大脑

Hello, 大家好，今天我们来讨论一下音乐的力量。音乐是一种通用语言，是人类情感的表达，音乐仿佛有着神奇的魔力，可以帮助我们改善情绪，缓解压力，减轻痛苦和焦虑，工作效率更高，更有创造力等等。上个世纪90年代，音乐对大脑的作用被称为“莫扎特效应”，该理论认为听莫扎特创作的音乐会让孩子变得更聪明，很多母亲在怀孕时就开始听莫扎特的音乐。在平时，有时候我们听音乐的时候会，不自觉的跟着节拍律动。那么为什么会这样呢，这种节律同步的机制是什么呢？来自日本的研究团队针对这一现象做出了研究，实验成果近期发表在《science advances》上。

目前有关于动物对于音乐节拍的同步现象，有两种假说：第一个假设是，节拍同步性的最佳音乐节奏将由身体的时间常数（包括：呼吸速率，心跳节奏，循环速率，步频等）决定，这在物种之间是不同的，与人类相比，小型动物的时间常数要快得多。第二个假设是，最佳节奏将由大脑的时间常数决定，而该常数在不同物种之间相对保守

研究开始，大鼠头部被安装了记录装置，以记录大鼠的头部的三维方向运动。然后，以75%、100%、200%和400%的倍速播放了莫扎特《D大调双钢琴奏鸣曲》中的选段（1abc）。曲目的原始节拍为132 bpm，结果表明，在120-140 bpm范围内，大鼠头部前后摆动与选段的节拍同步性最明显。而当音乐的节拍在此范围之外，大鼠的头部运动与音乐的节拍同步性降低（1def）。同样的现象也在人类受试中被证实。为了定量评估大鼠的节奏同步性，利用头部运动的变加速值（加速度的导数）与选段的周期性节奏，引出一个新的得分判定标准-beat contrast。beat contrast的数值越趋近于1，代表大鼠的动作与音乐节拍越同步，反之，越趋近-1则越不同步。

对选段的结构进行细化标记，，发现每小节的强拍（beat note），对应的neural beat contrast值最大，说明动物对于每小节的强拍最为敏感（figure 3）。

为了研究音乐的节拍是否与大鼠听音乐时神经活动的节律相匹配，研究人员记录了大鼠听觉皮层第四层的多单元活动（MUAs），结果在播放132BPM选段时，神经放电节律与音乐节奏的同步性最高(4 abcd)。

该实验证实了第二个假说—最佳节拍取决于大脑的节律，以往这种节律同步的研究多在人类中进行，该实验团队首次在除了人类以外的动物中进行这种先天的节律同步的研究.虽然还需要进一步的实验去研究节律同步的行为和神经特征与机制，然而，该实验无疑为对比人类与其他动物的节律同步机制提供了新的研究途径，而不仅仅停留在感官层面，可能为音乐和舞蹈的发展提供新的视角。