뉴욕 대학교 신경 과학 센터 및 심리학과의 부교수 인 Charles Schroeder는“인간과 다른 동물들은 환경에서 리듬 사건과 동기화됩니다. 그러나이 능력의 기초가되는 뇌 메커니즘은 여전히 잘 이해되지 않았습니다. "우리의 모델은 뇌가 비트 기반 동기화와 환경의 템포 변화에 대한 유연한 조정을 달성하는 방법에 대한 통찰력을 제공합니다."
Schroeder와 그의 팀의 수학적 모델은 운동 제어 및 학습과 관련된 뇌 구조 인 기초 신경절의 역할에 중점을 둡니다. 과학자들은 수학적 분석을 이전 연구의 행동 데이터와 결합하여 모델 예측에 대한 실험적 지원을 제공했습니다.
이 모델은 뇌에 두 가지 결합 된 신경 개체군이 있다고 제안합니다. 하나는 규칙적인 비트 기반 타이밍 (메트로놈 유형 메커니즘)을 나타내고 다른 하나는 조절 가능한 신경 발진기를 나타내며, 이는 뇌가 외부 리듬 변화에 내부 리듬을 유연하게 조정할 수 있도록합니다.
이 모델의 실험적 검증은 인간 주제에 의해 수행되는 음악적 과제를 통해 이루어졌습니다. 참가자들은 리듬이 점차적으로 속도가 높아지거나 감소한 일련의 톤을 들었고 손가락을 비트에 두었습니다. 연구원들은 참가자들의 태핑 정확도를 측정하고 모델의 예측과 밀접하게 정렬 된 것을 발견했습니다. 개별은 처음에는 실제 비트에 비해 지연되었지만 결국 템포가 바뀌면서 정확하게 적응하고 탭했습니다.
Schroeder는“놀라운 발견은 사람들이 템포에서 전환하는 동안 실제 비트보다는 예상과 동기화하는 경향이 있다는 점이다. "이것은 뇌가 단순히 그것을 반응하는 것과는 대조적으로 뇌가 비트의 미래 위치를 적극적으로 예측한다는 것을 시사한다."
저자들은 비트 기반 동기화의 기초가 된 결합 된 신경 인구의 최초의 수학적 설명 인 그들의 모델은 춤과 음악에서 사회적 조정 및 언어 처리에 이르기까지 광범위한 행동을 설명하는 데 도움이 될 수 있다고 말합니다.
Schroeder는“이중 오실레이터 아키텍처는 신경 과정이 리듬 감각 입력에 어떻게 맞추고 적응하는지에 대한 통찰력을 제공 할 것이라고 믿는다.
