La matematica esplora come il cervello mantiene il ritmo

Un nuovo modello matematico dimostra come i neuroni nel cervello possano lavorare insieme per imparare e mantenere un ritmo musicale. Il framework, sviluppato dal New Jersey Institute of Technology e dalla New York University, è descritto in PLOS Computational Biology. Molti studi sperimentali hanno stabilito quali aree del cervello sono attive quando una persona ascolta musica e discerne un battito. Tuttavia, i meccanismi neuronali alla base della capacità del cervello di imparare un ritmo – e quindi tenerlo dopo che la musica si ferma – sono sconosciuti. I ricercatori hanno deciso di esplorare cosa potrebbero essere questi meccanismi neuronali. Usando principi neurobiologici, i ricercatori hanno costruito un modello matematico di un gruppo di neuroni che possono cooperare per imparare un battito musicale da uno stimolo ritmico e mantenere il ritmo dopo che lo stimolo si è fermato. Il modello dimostra come una rete di neuroni potrebbe agire come un “metronomo neuronale” stimando accuratamente gli intervalli di tempo tra battute con una precisione di decine di millisecondi. Questo metronomo si basa su schemi di attività del cervello ritmici noti come oscillazioni gamma per tenere traccia del tempo. Ascoltiamo la musica e in poche mosse il nostro corpo si muove al ritmo. Questo modello suggerisce come il cervello possa imparare un ritmo e apprenderlo così velocemente. Successivamente, i ricercatori hanno in programma di testare il loro modello con esperimenti psicoacustici del mondo reale ed esami di elettroencefalogramma (EEG), che rivelano attività nel cervello di una persona. Questi esperimenti mostreranno quanto accuratamente il modello potrebbe riflettere i meccanismi neuronali coinvolti nell’apprendimento di un ritmo. Questii risultati forniscono nuove intuizioni su come il cervello potrebbe sintetizzare la conoscenza precedente per fare previsioni sugli eventi imminenti, in particolare nel regno del ritmo musicale e del tempo. Oltre la musica, il nuovo modello potrebbe aiutare a migliorare la comprensione delle condizioni in cui la capacità di stimare con precisione il tempo è compromessa, come nel morbo di Parkinson.Un nuovo modello matematico dimostra come i neuroni nel cervello possano lavorare insieme per imparare e mantenere un ritmo musicale. Il framework, sviluppato dal New Jersey Institute of Technology e dalla New York University, è descritto in PLOS Computational Biology. Molti studi sperimentali hanno stabilito quali aree del cervello sono attive quando una persona ascolta musica e discerne un battito. Tuttavia, i meccanismi neuronali alla base della capacità del cervello di imparare un ritmo – e quindi tenerlo dopo che la musica si ferma – sono sconosciuti. I ricercatori hanno deciso di esplorare cosa potrebbero essere questi meccanismi neuronali. Usando principi neurobiologici, i ricercatori hanno costruito un modello matematico di un gruppo di neuroni che possono cooperare per imparare un battito musicale da uno stimolo ritmico e mantenere il ritmo dopo che lo stimolo si è fermato. Il modello dimostra come una rete di neuroni potrebbe agire come un “metronomo neuronale” stimando accuratamente gli intervalli di tempo tra battute con una precisione di decine di millisecondi. Questo metronomo si basa su schemi di attività del cervello ritmici noti come oscillazioni gamma per tenere traccia del tempo. Ascoltiamo la musica e in poche mosse il nostro corpo si muove al ritmo. Questo modello suggerisce come il cervello possa imparare un ritmo e apprenderlo così velocemente. Successivamente, i ricercatori hanno in programma di testare il loro modello con esperimenti psicoacustici del mondo reale ed esami di elettroencefalogramma (EEG), che rivelano attività nel cervello di una persona. Questi esperimenti mostreranno quanto accuratamente il modello potrebbe riflettere i meccanismi neuronali coinvolti nell’apprendimento di un ritmo. Questii risultati forniscono nuove intuizioni su come il cervello potrebbe sintetizzare la conoscenza precedente per fare previsioni sugli eventi imminenti, in particolare nel regno del ritmo musicale e del tempo. Oltre la musica, il nuovo modello potrebbe aiutare a migliorare la comprensione delle condizioni in cui la capacità di stimare con precisione il tempo è compromessa, come nel morbo di Parkinson.

Daniele Corbo

Bibliografia: “A neuromechanistic model for rhythmic beat generation”. Amitabha Bose, Áine Byrne, John Rinzel. PLOS Computational Biology.

Immagine: The Rhythm Painting by Hazel Miller

6 commenti Aggiungi il tuo

  1. Child Of God ha detto:

    Molto interessante grazie.

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  2. E quelli che il ritmo non lo sanno tenere che problemi hanno?

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  3. Excelente información.
    Me ha encantado.
    Graciass

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    1. Grazie di cuore. Buona domenica

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