La neurobiologie de la musicalité chez les animaux: nous ne sommes pas uniques

Il y a un intérêt croissant pour le "sens musical" (musicalité) des autres animaux. Un récent essai de Liam Drew intitulé «Qu'est-ce qu'un lion marin peut nous apprendre sur la musicalité?» Publié dans Frontiers in Neuroscience est reproduit ci-dessous. (Note 1) Il est basé sur un document de recherche d'Andrew Rouse et de ses collègues intitulé «Tenue de battement dans un lion de mer en tant qu'oscillation couplée: implications pour la compréhension comparative du rythme humain» pour laquelle l'abrégé se lit comme suit:

La capacité humaine d'entraîner le mouvement vers des rythmes externes – c.-à-d. La tenue de rythme – est omniprésente, mais son histoire évolutive et ses fondements neuraux demeurent un mystère. Des découvertes récentes d'entraînement à des rythmes simples et complexes chez des animaux non humains ouvrent la voie à une nouvelle approche comparative pour évaluer les origines et les mécanismes du comportement rythmique. Le gardien de rythme non-humain le plus fiable à ce jour est un otarie de Californie, Ronan, qui a été entraîné pour assortir les mouvements de tête aux stimuli isochrones et a montré une généralisation spontanée de cette capacité aux tempos nouveaux et aux rythmes complexes de la musique. La performance de Ronan repose-t-elle sur les mêmes mécanismes neuronaux que le comportement rythmique humain? Dans la présente étude, nous avons présenté Ronan avec de simples stimuli rythmiques à des tempos nouveaux. Dans certains essais, nous avons introduit des «perturbations», modifiant le tempo ou la phase au milieu d'une présentation. Ronan ajusta rapidement son comportement à la suite de toutes les perturbations, récupérant ses relations de phase et de tempo cohérentes avec le stimulus en quelques battements. La performance de Ronan était cohérente avec les prédictions de modèles mathématiques décrivant l'oscillation couplée: un modèle reposant uniquement sur le couplage de phase correspondait fortement à son comportement, et le modèle était encore amélioré avec l'ajout d'un couplage de période. Ces résultats sont la preuve la plus claire encore de la parité dans le battement humain et non humain et soutiennent l'idée que la capacité humaine de percevoir et de bouger dans le rythme peut être enracinée dans des mécanismes neuraux largement conservés.

Qu'est-ce qu'un lion de mer peut nous apprendre sur la musicalité?

Qu'il s'agisse de Mozart, Hendrix, Miles Davis ou de tambours tribaux, peu d'activités sont aussi humaines que la musique. Et, en effet, pendant longtemps, la plupart des scientifiques ont cru que Homo sapiens était la seule espèce capable de créer et de répondre au rythme et à la mélodie.

Cette vue, cependant, a été profondément remise en question en 2009, quand un cacatoès appelé Snowball a été montré pour être un danseur capable. La boule de neige qui se rapprochait de chansons pop démontrait clairement que les espèces non humaines avaient l'appareil neurobiologique nécessaire pour traiter les stimuli rythmiques et les déplacer dans le temps.

Et maintenant – après des recherches qui ont montré que les chimpanzés, bonobos, perroquets et perruches ont des capacités similaires – une étude d'un lion de mer californien appelé Ronan a fourni des données qui pourraient aider les scientifiques à comprendre les racines biologiques de la musicalité.

Ronan a été placée en captivité quand elle avait environ un an après avoir échoué à prospérer dans la nature. Sa nouvelle équipe de gardiens avait déjà exploré les capacités cognitives des otaries, et dans ce qui était à l'origine un projet parallèle exploré les week-ends, Peter Cook et Andrew Rouse ont décidé de voir si Ronan pouvait garder un rythme.

La récompensant avec des poissons à chaque fois qu'elle hochait la tête avec succès sur une piste de clic, Cook et Rouse finirent par trouver que Ronan pouvait battre mieux que n'importe quel autre animal non humain. Plus tard, elle a appris à danser sur des chansons pop aussi; son préféré est Boogie Wonderland de Earth, Wind and Fire.

Ils ont publié un premier rapport en 2013 documentant cette compétence, qui comprenait de nombreuses expériences de contrôle qui ont confirmé qu'elle répondait vraiment à l'entrée rythmique. Et maintenant, dans un article de Frontiers in Neuroscience , Rouse et l'équipe poussent encore plus loin leur analyse.

"Une grande partie du travail qui a été fait sur le battement en général – pour montrer si une personne ou un animal est entraîné – a utilisé une approche observationnelle, qui montre à quel point l'animal est proche de chaque battement individuel", explique Rouse . Mais de telles études "ne révèlent aucune cause sous-jacente."

Pour tester les mécanismes cérébraux responsables du battement, Rouse dit qu'il faut «amener une personne ou un animal à bouger, puis changer le rythme soudainement et regarder comment ils s'adaptent au changement, comment ils retrouvent le rythme».

C'est ce qu'ils ont fait. Après avoir déplacé le tempo ou la phase de la piste de clic où Ronan tournait la tête, les chercheurs ont soigneusement tracé la manière dont ses mouvements étaient recalibrés. Quelque chose qu'ils ont également fait en jouant Boogie Wonderland à différentes vitesses. Et puis ils ont testé si une équation mathématique simple pouvait expliquer les données.

L'équation qu'ils ont utilisée provient de la physique des oscillateurs couplés – qui peuvent être aussi dépouillés que deux balanciers oscillants. En appliquant ceci au cerveau, la théorie derrière l'expérience est que pour se déplacer dans le temps à la musique, l'activité neurale dans les centres cérébraux auditifs oscille d'abord en synchronie avec l'entrée rythmique et ensuite cette oscillation entraîne une oscillation dans les neurones des centres moteurs conduire le mouvement.

Cette idée est au cœur de la théorie de la résonance neuronale de la musique. Et des études antérieures chez les gens avaient montré que l'équation décrit bien le battement humain. Rouse dit qu'ils ont demandé, "Est-ce que le comportement de Ronan correspond au modèle proposé? Et nous avons trouvé que c'est le cas. "

Une chose qui est importante à propos de Ronan est que les otaries ne sont pas des «imitateurs vocaux». Tous les animaux précédents qui avaient montré des capacités de maintien du rythme avaient été des espèces qui ont une flexibilité vocale. Ceci suggérait que la compétence dépendait peut-être de circuits neuronaux spécialisés requis pour la flexibilité vocale. Les réalisations de Ronan et leur concordance avec une équation qui décrit simplement deux entités oscillantes (dans ce cas, des populations oscillantes de neurones actifs) suggèrent que les bases neurales du battement peuvent être plus anciennes et plus répandues qu'on ne le pensait auparavant.

Ici, cependant, Rouse est prudent, il dit que l'œuvre ne distingue pas spécifiquement les théories de la musicalité. Il dit que nous devons approfondir toutes les théories, mais que cela ouvre «une nouvelle voie d'exploration».

Discutant pourquoi il a fallu si longtemps pour apprécier la capacité de maintien des battues des créatures non-humaines, et la possibilité que c'est une compétence dormante chez de nombreux animaux, Rouse discute de la quantité de pratique que les humains ont; à quel point la musique est profondément ancrée dans la culture humaine. Dès leur plus jeune âge, les bébés rebondissent sur les genoux de leurs mères, ils sont exposés à des comptines et la musique les entoure. "Ce couplage entre les régions auditive et motrice, nous nous sommes battus depuis le premier jour", dit-il, "Les autres animaux ne le font pas".

Je trouve cette étude fascinante et j'attends avec impatience d'autres recherches comparatives dans ce domaine d'enquête. De toute évidence, les humains ne sont pas uniques dans le battement.

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