Les rats aiment bouger au rythme de la musique, selon une étude

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Après les corbeaux et leur compréhension de la récursivité, jusqu’ici considérée comme une compétence exclusivement humaine, c’est au tour des rats. Récemment, des chercheurs japonais ont montré que les animaux pouvaient bouger la tête au rythme de la musique, prouvant pour la première fois la synchronisation innée des rythmes chez les animaux. Leurs résultats nous permettront d’étudier l’impact de la musique sur notre cerveau et comment celle-ci et la culture en général sont créées.

Charles Darwin a affirmé que les humains ont hérité de la perception du rythme musical de leurs ancêtres. La perception et la synchronisation des battements sont courantes chez l’homme, généralement entre 120 et 140 battements par minute (bpm), et sont le plus souvent utilisées dans les compositions musicales. En effet, une autre étude récente a révélé que les sons de basse fréquence (inférieurs à 10 Hz) aident à se déplacer en rythme. Ils donnent des avantages dans la perception et la synchronisation des mouvements.

Bien que les animaux réagissent également au bruit auditif, ou puissent produire des sons rythmiques ou être entraînés à répondre à la musique, ce ne sont pas les mêmes processus neuronaux et moteurs qui nous permettent de reconnaître, de répondre ou même de prédire naturellement le rythme de la musique. Un mécanisme appelé synchronicité des battements.

Ce n’est que relativement récemment que des vidéos et des études de recherche ont montré que certains animaux semblent partager cette sensibilité séculaire au rythme et le désir de le suivre avec le mouvement. De plus, une équipe de l’Université de Tokyo apporte désormais la preuve que les rats en font partie. Ces derniers peuvent bouger la tête, tout comme les humains, selon le rythme qu’ils entendent. Leurs résultats ont été publiés dans la revue Progrès scientifique.

Rythme dans la peau

L’équipe avait deux hypothèses alternatives. La première était que le tempo musical optimal pour la synchronicité des battements serait déterminé par “la constante de temps du corps”. En d’autres termes, notre corps fonctionne à un certain rythme (battements cardiaques, respiration ou marche à une fréquence de 2 Hz (~120 BPM)), auquel nous sommes plus sensibles. En fait, nous synchronisons naturellement nos mouvements avec lui. Mais cela varie selon les espèces. C’est beaucoup plus rapide pour les petits animaux, car ils ont un rythme interne plus rapide que les humains.

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Une autre hypothèse était que le rythme optimal serait plutôt déterminé par la “constante de temps du cerveau”. Dans ce cas, c’est le cerveau qui donne le rythme, avec des neurones sensibles à un certain rythme, qui déclenchent une activité et un mouvement neuronaux intenses. Cette constante est relativement bien conservée entre les espèces. Des études antérieures ont montré que la musique offre une fenêtre unique sur la complexité en réseau de nos esprits. Lola Cuddy de l’Université Queen’s, une pionnière de la psychologie musicale, explique : ” La musique est représentée dans tout le cerveau, il n’y a pas de centre musical “.

Pour tester ces deux hypothèses, ils ont analysé le comportement de 20 humains et 10 rats. Ces derniers sont équipés d’accéléromètres miniatures sans fil pour mesurer les moindres mouvements de la tête. Les chercheurs leur ont fait écouter des extraits d’une minute de la Sonate pour deux pianos en ré majeur de Mozart, à quatre tempos différents : 75 %, 100 %, 200 % et 400 % de la vitesse originale.

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répondre au rythme du rat
Des études antérieures ont exploré visuellement les réponses des animaux à la musique, mais la capacité de mesurer avec précision de petits accéléromètres a permis à cette équipe de capturer même les mouvements les plus petits, autrement imperceptibles. Les trois lettres sur le graphique représentent les trois axes de la tête enregistrés par l’appareil. © Ito et al., 2022

Le professeur agrégé Hirokazu Takahashi de la Faculté des sciences et technologies a déclaré dans un communiqué : Nos résultats montrent que le tempo optimal pour la synchronisation des battements dépend de la constante de temps dans le cerveau. Cela montre que le cerveau animal peut être utile pour élucider les mécanismes perceptifs de la musique “.

En effet, le tempo original de la Sonate de Mozart est de 132 bpm, et les données ont montré que la synchronicité des battements rapides était la plus claire dans la plage de 120 à 140 bpm. L’équipe a également constaté que les rats et les humains secouaient la tête à un rythme similaire et que le niveau de tremblement de la tête diminuait à mesure que la musique s’accélérait.

rythme du rat humain
Comparaison de la synchronisation des battements entre les rats et les humains lors d’une présentation musicale. (A) Répartition des mouvements de tête pour chaque battement en fonction du tempo de lecture (75, 100, 200 et 400%). (B) Mouvement maximal de la tête à chaque indice de battement (1 à 132). La forme d’onde du son musical avec les temps de battement supposés (lignes rouges) est indiquée dans l’encadré ci-dessus. (C) Corrélation des secousses avec chaque signal de battement entre les rats et les humains. Le coefficient de corrélation (r) est donné dans chaque encart.

Hirokazu Takahashi explique : « À notre connaissance, il s’agit du premier rapport de synchronisation innée des battements chez les animaux qui n’a pas été obtenue par l’entraînement ou l’exposition à la musique. “.

Les chercheurs ont également souligné que le cortex auditif, la zone de notre cerveau qui traite le son, est également réglé sur 120-140 battements par minute, via un modèle mathématique d’adaptation cérébrale. En plus d’être un aperçu fascinant de l’esprit animal et du développement de notre propre synchronicité rythmique, les chercheurs y voient un aperçu de la création de la musique elle-même, qui va au-delà du cortex auditif. La musique implique des structures anatomiques spécifiques telles que les voies vibrotactiles et vestibulaires, qui modulent la perception du rythme musical et stimulent le désir de bouger.

Ensuite, les auteurs prévoient d’étudier d’autres caractéristiques de la musique, telles que la mélodie et l’harmonie, et leur relation avec la dynamique cérébrale. Le but ultime serait de comprendre quels mécanismes cérébraux créent des domaines culturels humains tels que les beaux-arts, la musique, la science, la technologie et la religion. Takahashi conclut : Je crois que cette question est la clé pour comprendre le fonctionnement du cerveau et développer la prochaine génération d’IA (intelligence artificielle). “.

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Les ondes sonores contre la dépression ?

Mais pourquoi jouer de la musique aux rats ? Takahashi répond : La musique a un effet puissant sur le cerveau et a un effet profond sur les émotions et la cognition. Afin d’utiliser la musique efficacement, nous devons découvrir le mécanisme neuronal qui sous-tend ce fait empirique. “.

Comme mentionné précédemment, les sons à basse fréquence stimulent le désir de bouger et facilitent la synchronisation du mouvement avec le rythme. Mais les sons à haute fréquence ont aussi des avantages.

En effet, l’exposition du corps entier aux ultrasons à haute fréquence est connue pour augmenter l’activité cérébrale chez l’homme. Cependant, on sait peu de choses sur son influence et les mécanismes associés sur les états émotionnels tels que la dépression.

De plus, dans une étude de juillet 2022, une équipe de la même université a découvert que l’exposition aux ultrasons améliorait le comportement de type dépressif dans un modèle de dépression chez le rat. Combinés aux résultats susmentionnés, leurs découvertes soutiennent le potentiel de l’exposition aux ultrasons en tant que traitement non invasif des troubles mentaux, ainsi que certaines thérapies musicales, telles que celles utilisées pour les personnes ayant subi un accident vasculaire cérébral. Celles-ci sont basées sur la thérapie de l’intonation mélodique pour rétablir les compétences linguistiques, en utilisant la mélodie pour déplacer l’accent du langage de l’hémisphère gauche vers l’hémisphère droit.

Source : ScienceAdvances



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