Il senso del ritmo musicale dei ratti “balllerini” (VIDEO)

I ratti possono muovere la testa a tempo con la musica, dimostrando per la prima volta una sincronizzazione innata, come gli esseri umani

[16 Novembre 2022]

Finora si pensava che muoversi con precisione su un ritmo musicale fosse un’abilità intrinsecamente unica per gli esseri umani, ma il nuovo  studio “Spontaneous beat synchronization in rats: Neural dynamics and motor entrainment” pubblicato su Science Advances da un team di ricercatori della Graduate School of Information Science and Technology dell’università di Tokyo di mostra che an che i ratti hanno questa capacità.

I ricercatori hanno scoperto che il tempo ottimale per muovere la testa a ritmo con la musica, – come facciamo quando ascoltiamo un pezzo che ci piace – dipende dalla costante del tempo nel cervello (la velocità con cui il nostro cervello può rispondere a qualcosa), che è simile in tutte le specie. «Questo  significa – dicono i ricercatori giapponesi – che la capacità dei nostri sistemi uditivi e motori di interagire e muoversi con la musica potrebbe essere più diffusa tra le specie di quanto si pensasse in precedenza. Questa nuova scoperta offre non solo ulteriori informazioni sulla mente animale, ma anche sulle origini della nostra musica e danza».

Anche gli animali reagiscono quando sentono un suono, o potrebbero emettere suoni ritmici, o essere addestrati a rispondere alla musica, questa non è la stessa cosa ei complessi processi neurali e motori che lavorano insieme per permetterci di riconoscere naturalmente il ritmo in una canzone, rispondere ad esso o addirittura prevederlo: la sincronicità del battito.

Solo in tempi relativamente recenti, studi e video hanno dimostrato che alcuni animali sembrano condividere il nostro bisogno di andare al ritmo. Il nuovo studio dell’Università di Tokyo fornisce la prova che i ratti fanno parte di questo possibile club. Uno degli autori dello studio, Hirokazu Takahashi, spiega che «I ratti hanno mostrato una sincronizzazione del battito innata, cioè senza alcun addestramento o precedente esposizione alla musica, in modo più distinto  entro 120 – 140 bpm (battiti al minuto), a i quali anche gli esseri umani mostrano la sincronizzazione del battito più chiara. Anche la corteccia uditiva, la regione del nostro cervello che elabora il suono, era sintonizzata su 120 – 140 bpm, cosa che siamo stati in grado di spiegare utilizzando il nostro modello matematico di adattamento cerebrale».

Ma come è venuto in mente agli scienziati giapponesi di fare ascoltare musica ai ratti?  Takahashi risponde che «La musica esercita un forte richiamo sul cervello e ha profondi effetti sulle emozioni e sulla cognizione. Per utilizzare la musica in modo efficace, dobbiamo rivelare il meccanismo neurale alla base di questo fatto empirico. Sono anche uno specialista di elettrofisiologia, che si occupa dell’attività elettrica nel cervello, e da molti anni studio la corteccia uditiva dei ratti».

Il team aveva due ipotesi alternative: «La prima era che il tempo musicale ottimale per la sincronicità del battito sarebbe stato determinato dalla costante di tempo del corpo. Questa è diversa tra le specie e molto più veloce per i piccoli animali rispetto agli umani (pensate a quanto velocemente un topo può affondare). La seconda era che il tempo ottimale sarebbe invece determinato dalla costante di tempo del cervello, che è sorprendentemente simile tra le specie». Takahashi fa notare che «Dopo aver condotto la nostra ricerca con 20 partecipanti umani e 10 ratti, i nostri risultati suggeriscono che il tempo ottimale per la sincronizzazione del battito dipende dalla costante di tempo nel cervello. Questo dimostra che il cervello animale può essere utile per chiarire i meccanismi percettivi della musica».

I ratti che hanno artecipato all’esperimento erano stati dotati di accelerometri miniaturizzati senza fili, in grado di misurare i minimi movimenti della testa. Anche i partecipanti umani indossavano accelerometri sulle cuffie. I ricercatori spiegano ancora: «Sono stati quindi suonati estratti di un minuto dalla Sonata per due pianoforti di Mozart in re maggiore, K. 448, a 4 tempi diversi: 7%%, 100%, 200% e 400% della velocità originale. Il tempo originale è di 132 bpm e i risultati hanno mostrato che la sincronicità del battito dei ratti era più chiara nell’intervallo 120 – 140 bpm». Il team ha anche scoperto che «Sia i ratti che gli umani muovevano la testa a un ritmo simile e che il livello di movimento della testa diminuiva quanto più la musica veniva accelerata».

Takahashi aggiunge: «Per quanto ne sappiamo, questo è il primo rapporto sulla sincronizzazione del battito innato negli animali che non è stato raggiunto attraverso l’addestramento o l’esposizione musicale. Abbiamo anche ipotizzato che l’adattamento a breve termine nel cervello fosse coinvolto nella sintonizzazione del battito nella corteccia uditiva. Siamo stati in grado di spiegarlo adattando i nostri dati sull’attività neurale a un modello matematico dell’adattamento. Inoltre, il nostro modello di adattamento ha mostrato che, in risposta a sequenze di clic casuali, le migliori prestazioni di previsione del battito si verificavano quando l’intervallo interstimolo medio (il tempo tra la fine di uno stimolo e l’inizio di un altro) era di circa 200 millisecondi (un millesimo di secondo). Ciò corrispondeva alle statistiche degli intervalli internoti nella musica classica».

Oltre ad essere un’affascinante visione della mente animale e dello sviluppo della nostra sincronicità del ritmo, i ricercatori giapponesi la vedono anche come una visione della creazione della musica stessa.

Takahashi  conclude: «In seguito, vorrei rivelare come altre proprietà musicali come la melodia e l’armonia si relazionano con le dinamiche del cervello. Sono anche interessato a come, perché e quali meccanismi del cervello creano campi culturali umani come l’arte, la musica, la scienza, la tecnologia e la religione. Credo che questa domanda sia la chiave per capire come funziona il cervello e sviluppare l’AI (intelligenza artificiale) di prossima generazione. Inoltre, come ingegnere, sono interessato all’utilizzo della musica per una vita felice».