Die Neurobiologie der Musikalität bei Tieren: Wir sind nicht einzigartig

Es gibt ein wachsendes Interesse am "musikalischen Sinn" (Musikalität) anderer Tiere. Ein kürzlich erschienener Aufsatz von Liam Drew mit dem Titel "Was kann ein Seelöwe uns über Musikalität beibringen?", Veröffentlicht in Frontiers in Neuroscience, ist im Folgenden abgedruckt. (Anmerkung 1) Es basiert auf einer Forschungsarbeit von Andrew Rouse und seinen Kollegen mit dem Titel "Beat Keeping in einem Seelöwen als gekoppelte Oszillation: Implikationen für ein vergleichendes Verständnis des menschlichen Rhythmus", für die das Abstract lautet:

Die Fähigkeit des Menschen, Bewegung zu externen Rhythmen zu führen – dh zu halten – ist allgegenwärtig, aber seine evolutionäre Geschichte und seine neuralen Grundlagen bleiben ein Geheimnis. Neuere Erkenntnisse über das Mitreißen zu einfachen und komplexen Rhythmen bei nicht-menschlichen Tieren ebnen den Weg für einen neuartigen vergleichenden Ansatz, um die Ursprünge und Mechanismen des rhythmischen Verhaltens zu untersuchen. Der bisher zuverlässigste nicht-menschliche Beat-Keeper ist ein kalifornischer Seelöwe, Ronan, der dazu ausgebildet war, Kopfbewegungen mit isochronen Wiederholungsstimuli in Einklang zu bringen und eine spontane Verallgemeinerung dieser Fähigkeit zu neuartigen Tempi und zu den komplexen Rhythmen der Musik zu zeigen. Bezieht sich Ronans Performance auf die gleichen neuronalen Mechanismen wie das menschliche rhythmische Verhalten? In der aktuellen Studie haben wir Ronan mit einfachen rhythmischen Reizen bei neuartigen Tempi vorgestellt. Bei einigen Versuchen haben wir "Störungen" eingeführt, bei denen entweder Tempo oder Phase mitten in einer Präsentation geändert wurden. Ronan änderte schnell ihr Verhalten nach allen Störungen, indem sie ihre konsistenten Phasen- und Tempo-Beziehungen innerhalb von wenigen Schlägen auf den Stimulus zurückführte. Ronans Leistung war konsistent mit Vorhersagen mathematischer Modelle, die gekoppelte Oszillationen beschreiben: Ein Modell, das ausschließlich auf Phasenkopplung beruht, stimmte stark mit ihrem Verhalten überein, und das Modell wurde durch Hinzufügen der Periodenkopplung weiter verbessert. Diese Ergebnisse sind die bisher klarsten Beweise für die Parität in der menschlichen und nichtmenschlichen Beat-Haltung und unterstützen die Ansicht, dass die Fähigkeit des Menschen, in der Zeit zum Rhythmus wahrzunehmen und sich zu bewegen, in weitgehend konservierten neuralen Mechanismen begründet sein kann.

Was kann ein Seelöwe über Musikalität lehren?

Ob es sich um Mozart, Hendrix, Miles Davis oder Tribal Drumming handelt, wenige Aktivitäten sind so einzigartig menschlich wie Musik. Und tatsächlich glaubten die meisten Wissenschaftler lange Zeit, dass der Homo sapiens die einzige Spezies ist, die in der Lage ist, Rhythmus und Melodie zu erzeugen und darauf zu reagieren.

Diese Ansicht wurde jedoch im Jahr 2009 zutiefst in Frage gestellt, als sich ein Kakadu namens Snowball als fähiger Tänzer erwies. Der Schneeball, der zu den Popsongs hinabwippte, zeigte deutlich, dass nicht-menschliche Spezies den neurobiologischen Apparat hatten, um rhythmische Reize zu verarbeiten und sie mit der Zeit zu bewegen.

Und jetzt – nach Untersuchungen, die gezeigt haben, dass Schimpansen, Bonobos, Papageien und Wellensittiche ähnliche Fähigkeiten haben – hat eine Studie eines kopfschüttelnden kalifornischen Seelöwen namens Ronan Daten geliefert, die Wissenschaftlern helfen können, die biologischen Wurzeln der Musikalität zu verstehen.

Ronan wurde in Gefangenschaft gebracht, als sie etwa ein Jahr alt war, nachdem sie in der Wildnis nicht gedeihen konnte. Ihr neues Team von Tierpflegern hatte zuvor die kognitiven Fähigkeiten von Seelöwen erforscht, und in einem ursprünglich an den Wochenenden erprobten Nebenprojekt entschieden sich Peter Cook und Andrew Rouse, um zu sehen, ob Ronan einen Takt halten konnte.

Belohnte sie mit Fisch-Leckereien, jedes Mal, wenn sie erfolgreich zu einem Klick-Track nickte, fanden Cook und Rouse schließlich heraus, dass Ronan besser schlagen konnte als jedes andere nichtmenschliche Tier. Später lernte sie auch zu Popsongs zu tanzen; ihr Favorit ist Boogie Wonderland von Earth, Wind and Fire.

Sie veröffentlichten 2013 einen ersten Bericht über diese Fähigkeit, der zahlreiche Kontrollversuche enthielt, die bestätigten, dass sie wirklich auf den rhythmischen Input reagierte. In einem Artikel in Frontiers in Neuroscience gehen Rouse und das Team nun noch einen Schritt weiter.

"Ein Großteil der Arbeit, die an der Beat-Haltung im Allgemeinen geleistet wurde – um zu zeigen, ob eine Person oder ein Tier mitgeführt wird – hat einen Beobachtungsansatz verwendet, der untersucht, wie nahe das Tier an jedem einzelnen Beat ist", erklärt Rouse . Aber solche Studien "offenbaren keine zugrunde liegende Ursache".

Um die für die Beat-Keeping verantwortlichen Gehirnmechanismen zu untersuchen, sagt Rouse: "Man muss eine Person oder ein Tier zum Beat bewegen, dann den Rhythmus plötzlich ändern und schauen, wie sie sich an die Veränderung anpassen, wie sie den Beat wieder finden."

Das haben sie gemacht. Nachdem sie entweder das Tempo oder die Phase der Klickspur verschoben hatte, auf die Ronan ihren Kopf zu bewegte, zeichneten die Forscher sorgfältig auf, wie ihre Bewegungen neu kalibriert wurden. Etwas, was sie auch getan haben, indem sie Boogie Wonderland mit verschiedenen Geschwindigkeiten gespielt haben. Und dann testeten sie, ob eine einfache mathematische Gleichung die Daten erklären könnte.

Die Gleichung, die sie verwendeten, stammte aus der Physik der gekoppelten Oszillatoren – die so abgespeckt wie zwei schwingende Pendel sein können. In Anlehnung an das Gehirn ist die Theorie hinter dem Experiment, dass sich die neuronale Aktivität in den auditorischen Gehirnzentren zunächst synchron mit der rhythmischen Eingabe bewegt und dann eine Schwingung in den Neuronen der motorischen Zentren mit sich bringt Fahrbewegung.

Diese Idee liegt im Kern der neuronalen Resonanztheorie der Musik. Und frühere Studien in Menschen hatten gezeigt, dass die Gleichung gut menschliche Beat-Keeping beschreibt. Rouse sagt, dass sie gefragt haben: "Passt Ronans Verhalten zu diesem vorgeschlagenen Modell? Und wir haben es gefunden. "

Eine Sache, die Ronan wichtig ist, ist, dass Seelöwen keine "stimmlichen Nachahmer" sind. Alle früheren Tiere, von denen gezeigt wurde, dass sie Beat-Keeping-Fähigkeiten hatten, waren von Arten, die stimmliche Flexibilität haben. Dies legte nahe, dass die Fähigkeit möglicherweise von spezialisierten neuronalen Schaltkreisen abhängig war, die für die Stimmflexibilität erforderlich sind. Ronans Errungenschaften und ihre Übereinstimmung mit einer Gleichung, die einfach zwei oszillierende Entitäten (in diesem Fall oszillierende Populationen aktiver Neuronen) beschreibt, legen nahe, dass die neuralen Grundlagen der Beat-Aufbewahrung älter und weit verbreitet sind als bisher angenommen.

Hier ist Roase jedoch vorsichtig, sagt er, das Werk unterscheidet nicht spezifisch zwischen Theorien der Musikalität. Er sagt, wir müssen alle Theorien weiter betrachten, aber dies eröffnet "einen neuen Weg der Erforschung".

Er besprach, warum es so lange gedauert hat, die Fähigkeit der nicht-menschlichen Kreaturen, Schläge zu halten, und die Möglichkeit, dass es eine Fähigkeit ist, die bei vielen Tieren schlummert, zu schätzen, wie viel Übung Menschen bekommen; Wie tief und weit ist Musik in die menschliche Kultur eingebettet? Von einem sehr frühen Alter an werden Babys auf die Knie ihrer Mütter geworfen, sie sind Kinderreimen ausgesetzt und Musik ist überall um sie herum. "Diese Kopplung zwischen auditorischen und motorischen Regionen haben wir vom ersten Tag an in uns geschlagen", sagt er, "Andere Tiere nicht."

Ich finde diese Studie faszinierend und freue mich auf mehr vergleichende Forschung in diesem Forschungsbereich. Es ist klar, dass Menschen im Beat-Keeping nicht einzigartig sind.

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Marc Bekoffs neueste Bücher sind Jaspers Geschichte: Saving Moon Bears (mit Jill Robinson), Ignorieren der Natur nicht mehr: Der Fall für den mitfühlenden Naturschutz, warum Hunde Buckel und Bienen deprimiert werden: Die faszinierende Wissenschaft der tierischen Intelligenz, Emotionen, Freundschaft und Erhaltung, Unsere Herzen neu erschaffen: Wege des Mitgefühls und der Koexistenz aufbauen und der Jane-Effekt: Jane Goodall feiern (bearbeitet mit Dale Peterson). Die Animations-Agenda: Freiheit, Mitgefühl und Koexistenz im menschlichen Zeitalter (mit Jessica Pierce) wird Anfang 2017 veröffentlicht. (Homepage: marcbekoff.com; @MarcBekoff)