El cervell al ritme de la música

Alexandre Celma Miralles va ser un dels joves investigadors que van participar a la competició de divulgació científica Rin’4, organitzada per la Universitat Pompeu Fabra (UPF).  En aquest article, ens explica la recerca de la seva tesi doctoral, que acaba de dipositar.

————————-

Imagina que sortim de festa a un concert de barri, i en el moment més àlgid la cantant ens anima a aplaudir seguint el ritme de la música. Immediatament tothom comença a aplaudir portant la pulsació, i a moure’s al compàs de la cançó. Aquesta sincronització entre els moviments dels individus i la música no és tan trivial com sembla, ja que la música va més enllà del so: és un conglomerat d’estímuls multimodals.

El cervell ha de lidiar amb informació auditiva, visual, vestibular i propioceptiva per tal de sincronitzar els moviments del cos amb els patrons rítmics que percep a través de cada sentit. La informació que rep el cervell es transforma en oscil·lacions neuronals, o sigui, canvis en l’activitat elèctrica de les neurones que poden correspondre’s, per exemple, amb els ritmes dels estímuls auditius o visuals que es processen.

Quan escoltem música, la informació auditiva, visual, vestibular i propioceptiva que rep el cervell es transforma en oscil·lacions neuronals, o sigui, canvis en l’activitat elèctrica de les neurones.

Posant elèctrodes sobre el cap de participants, podem enregistrar els “ecos” d’aquestes oscil·lacions en forma d’electroencefalogrames (EGG), i  descobrir si les oscil·lacions neuronals se sincronitzen amb la pulsació i el compàs de la música. Aquesta tasca la realitzem des del grup de Llenguatge i Cognició Comparada del Centre de Cervell i Cognició, dirigit per l’investigador Juan M. Toro. El nostre objectiu és entendre millor les bases biològiques del ritme de la música, tant les estructures neuronals que permeten processar-lo com l’evolució d’aquestes habilitats en altres espècies.

Vista

En un primer estudi (1) hem abordat la percepció de la pulsació i el compàs (i.e. com la pulsació s’agrupa) a nivell visual. Tant en la música en grup, com en la direcció i la dansa, els estímuls visuals són importantíssims per sincronitzar-se. Per estudiar la projecció del compàs sobre una pulsació visual, vam enregistrar encefalogrames de músics mirant un cercle intermitent. Seguidament els vam demanar d’imaginar-se una estructura ternària (la del vals) per agrupar els cercles intermitents en cicles de tres. Només amb la imaginació, l’activitat neuronal dels músics es va sincronitzar amb la freqüència del compàs ternari, fet que suggereix que el compàs no es troba restringit a la modalitat auditiva. Així doncs, el cervell sembla capaç d’aplicar mecanismes similars en diferents sentits. La dansa i la música podrien ser manifestacions artístiques que divergeixen en organitzar sons i gestos a nivell temporal.

Oïda

En un segon estudi (2) abordem la percepció del compàs dins de l’àmbit espacial del so. Si a l’auditori escoltem una orquestra simfònica, trobem a la dreta instruments greus com el contrabaix o la tuba tocant notes més lentes, i a l’esquerra instruments més aguts, com el violí o la flauta, tocant notes més ràpides. La disposició dels ritmes ràpids i lents en l’espai podria estar lligat amb la integració de la pulsació i el compàs. Per estudiar-ho, vam enregistrar els encefalogrames de músics i no-músics que escoltaven un mateix so alternant de costat a costat seguint un patró ternari: dreta-esquerra-esquerra, dreta-esquerra-esquerra… Aquesta alternança en l’espai va provocar que les neurones se sincronitzessin amb la freqüència del compàs ternari. La sincronització de les neurones dels participants que havien estudiat música era més acurada per al compàs i la pulsació que els que mai no havien rebut formació musical, fins i tot quan els primers atenien una pel·lícula muda per tal de distreure’ls. Aquesta troballa evidencia que, tot i que tradicionalment s’ha associat més amb la visió, l’espai també té un paper rellevant en l’oïda i la percepció rítmica.

Evolució

Fins ara hem vist que el ritme de la música va més enllà dels límits “sonors” que tradicionalment se li han establert. No obstant, una peça clau de la nostra recerca és entendre com han evolucionat aquests mecanismes cognitius a diferents espècies (3). Pel que fa al ritme de la música, s’ha observat que animals com la cacatua Snowball o el lleó marí californià Ronan són capaços de sincronitzar-se amb la pulsació de cançons. També hi ha ocells cantaires que poden distingir la pulsació en ritmes regulars, i primats no-humans que poden seguir-la mitjanament amb el dit. Nosaltres hem volgut estudiar la percepció rítmica d’un mamífer llunyà als humans: les rates de laboratori.

Animals com la cacatua Snowball o el lleó marí californià Ronan, així com ocells cantaires, poden distingir la pulsació de cançons… poden també les rates?

En un primer estudi (4), les rates van ser entrenades amb reforç positiu per tal que distingissin ritmes regulars de ritmes irregulars. Quan se’ls va presentar ritmes a noves velocitats, aquests rosegadors van ser capaços de detectar-ne la regularitat temporal. En un segon estudi (encara en revisió) les rates van ser familiaritzades amb un fragment de la cançó “Moltes felicitats”. Quan se’ls va presentar una versió que mesclava els ritmes (la durada de cada nota) però mantenia l’ordre de les notes, les rates van reaccionar diferent. En canvi, no ho van fer quan se’ls va presentar una melodia que mantenia el ritme de la cançó utilitzant només una única nota. Això significa que van basar la seva discriminació en l’organització dels ritmes de la cançó. Aquests estudis apunten que les rates són sensibles a la regularitat i a l’estructura rítmica dels sons, i que aquests aspectes universals de la música van més enllà de l’espècie humana. Així doncs, cada cop que anem a un concert de festa major, seria interessant imaginar-se que potser no som els únics animals que estem gaudint dels ritmes de la música.