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数学的なフレームワークは、脳がどのようにビートを保持するかを探ります

新しい数学的フレームワークは、脳がどのようにリズムを処理し、ビートを維持するかを説明しています。ジャーナルChaosに掲載されたこのモデルは、認知障害および運動機能障害のリスクがある患者の診断を支援する可能性があります。

フランスの研究者によって開発されたこのモデルは、結合された発振器を使用して、リズム処理に関与するさまざまな脳領域を表しています。発振器は、ニューロンの電気活動と互いに通信をシミュレートします。オシレーター間の相互作用は、脳がリズミカルな刺激に反応する方法を模倣する集合的な行動を引き起こします。

「私たちの研究が、統合失調症、自閉症、パーキンソン病など、多くの神経精神障害で観察されたリズム処理の欠陥のより良い理解に貢献することを願っています」とパリのソルボンヌ大学の研究著者ビンセント・トーレは述べました。

音楽のビートを維持することは、感覚情報の統合とモーターアクションとの調整に依存します、とTorreは説明しました。数学モデルにより、研究者は、これらのさまざまなコンポーネント(関与する脳のさまざまな領域と同様に、リズムの知覚と生産を媒介するために一緒に機能する方法をよりよく理解できるようになります。

このモデルは、研究によると、リズムの知覚、生産、同期の実験的測定における人間のパフォーマンスをエミュレートしました。たとえば、モデルは、テンポが変動したときに参加者がメトロノームと一緒にどのようにタップするかを正確に予測できます。モデルはまた、リズミカルな刺激の知覚がどのように刺激が提示されるかに依存する方法の観察結果を再現しました。

「私たちのモデルの経験的データを再現する能力は、それが基づいている根本的な原則を検証します」とトーレは言いました。 「リズム処理のメカニズムをより詳細にプローブするための有用なテストベッドを提供します。」

Torreは、このモデルはリズム処理の神経基盤を理解するための最初のステップにすぎないと述べました。将来の作業には、追加の脳領域と神経伝達物質システムが組み込まれ、学習と記憶の影響を考慮することができます。

「私たちのフレームワークには、リズム研究の分野を前進させ、脳の内部時計に関する新しい洞察を提供する可能性があると考えています」とトーレは言いました。

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