Κινητική νευροεπιστήμη & Χρονική βιολογία

Ρυθμός: Η χρονική διάσταση της εμπειρίας

Μπορείτε να παρατηρήσετε ένα ρυθμικό αναβοσβήσιμο φωτός χωρίς να κουνηθείτε καθόλου. Όταν όμως το ίδιο χρονικό διάστημα παρουσιάζεται με ρυθμικά χτυπήματα τυμπάνου, η κινητική αναστολή γίνεται δύσκολη. Γιατί ο ήχος κυριαρχεί στην κίνηση;

Ο ακουστικοκινητικός αυτοκινητόδρομος

Σε αντίθεση με την οπτική πληροφορία, η οποία διέρχεται από μακριές οπισθοκροταφομετωπιαίες διαδρομές, τα ακουστικά σήματα συνδέονται απευθείας με τις περιοχές σχεδιασμού κίνησης. Η λειτουργική μαγνητική τομογραφία (fMRI) δείχνει ότι οι κανονικοί ακουστικοί παλμοί ενεργοποιούν:

• Τα βασικά γάγγλια (Corpus striatum): Κρίσιμα για την εσωτερική δημιουργία προβλέψεων διαστήματος και τον υπολογισμό των προσδοκιών του παλμού.
• Η παρεγκεφαλίδα: Υπεύθυνη για τη διόρθωση σφαλμάτων υποχιλιοστοδευτερολεπτικής ακρίβειας μεταξύ των αναμενόμενων και των αντιληπτών ακουστικών μεταβατικών σημάτων.
• Η συμπληρωματική κινητική περιοχή (SMA): Προετοιμάζει τους μύες για σωματική κίνηση ακόμη και όταν η εμφανής δράση καταστέλλεται συνειδητά.

Αυτό το βιολογικό κύκλωμα εξηγεί γιατί το να συνοδεύετε ένα τραγούδι με χτυπήματα δεν γίνεται αντιδραστικά μετά από κάθε χτύπημα. Αντίθετα, το δάχτυλό σας πέφτει ταυτόχρονα με ή ακόμη και 10 χιλιοστά του δευτερολέπτου πριν από το ακουστικό χτύπημα. Ο εγκέφαλος προβλέπει τον παλμό αντί να τον καταδιώκει.

Νευρωνική φασική κλείδωση: Ο εναρμονισμένος φλοιός

Καταγραφές ηλεκτροεγκεφαλογραφίας (EEG) δείχνουν ότι όταν ένα άτομο ακούει περιοδική μουσική, μεγάλοι πληθυσμοί φλοιικών νευρώνων ευθυγραμμίζουν τη φάση των ταλαντώσεών τους με τον ρυθμό. Αυτό το φαινόμενο, γνωστό ως νευρωνική εναρμόνιση, εμφανίζεται κυρίως στις ζώνες εγκεφαλικών κυμάτων δέλτα (1–4 Hz) και θήτα (4–8 Hz), ακριβώς ταιριάζοντας με τους τυπικούς μουσικούς ρυθμούς μεταξύ 60 και 180 παλμών ανά λεπτό.

Η ανάποδη-U της συγκοπής: Η επιστήμη του «groove»

Γιατί οι ακροατές νιώθουν έντονη ανάγκη να χορέψουν σε funk ή jazz, αλλά λιγότερη σωματική ώθηση όταν ακούν έναν αυστηρά άκαμπτο, ρομποτικό μετρονόμο ή, αντίθετα, χαοτικό ελεύθερο avant-garde θόρυβο; Το 2014, ερευνητές του Δανικού Εθνικού Ιδρύματος Έρευνας μελέτησαν αυτό το θέμα σε εκατοντάδες ακροατές.

Ανακάλυψαν μια σχέση ανάποδου-U μεταξύ συγκοπής και της επιθυμίας για κίνηση:

Όταν η μουσική παρέχει ένα σταθερό υποκείμενο μετρικό πλέγμα αλλά αφήνει μικρά κενά στα βαριά χτυπήματα ενώ τονίζει τα αντι-χτυπήματα, ο εγκέφαλος παρακινείται να συμπληρώσει σωματικά τον λείποντα παλμό μέσω της κίνησης του σώματος.

Ατομικές διαφορές στην κώφωση ρυθμού

Ενώ η πλειονότητα των ανθρώπων παρακολουθεί εύκολα τον μουσικό παλμό, η εκ γενετής αμουσία και η ειδική κώφωση ρυθμού επηρεάζουν περίπου το 3% έως 4% του πληθυσμού. Άτομα με κώφωση ρυθμού μπορούν να αντιληφθούν διαφορές συχνότητας και χροιάς, ωστόσο αποτυγχάνουν να συγχρονίσουν την κινητική τους δραστηριότητα με απλούς μετρονομικούς παλμούς, λόγω μειωμένης συνδετικότητας της λευκής ουσίας μεταξύ του ακουστικού φλοιού και των κινητικών βρόχων.