Mathematische Rahmen untersucht, wie das Gehirn hält einen Schlag: die Neue ’neuronale Metronom“ lässt vermuten, wie das Gehirn kann lernen, einen Rhythmus, nicht nur wahrnehmen

Ein neues mathematisches Modell zeigt, wie Nervenzellen im Gehirn zusammenarbeiten könnten, um zu lernen und zu halten eine musikalische schlagen. Des Rahmens, entwickelt durch Amitabha Bose von New Jersey Institute of Technology und Aine Byrne und John Rinzel der New York University, ist beschrieben in PLOS Computational Biology.

Viele experimentelle Studien haben festgestellt, welche Hirnareale aktiv sind, wenn eine person Musik hört und unterscheidet, ein beat. Jedoch die neuronalen Mechanismen, die der Fähigkeit des Gehirns zu lernen, ein beat-und dann halten Sie es nach die Musik Stoppt, — unbekannt sind. Bose und seine Kollegen erforschen, was diese neuronalen Mechanismen sein könnten.

Mit neurobiologischen Prinzipien, die Bauten Forscher ein mathematisches Modell, dass eine Gruppe von Neuronen, die zusammenarbeiten können, um zu lernen, ein musikalisches beat von einem rhythmischen Reiz, und halten Sie den beat, nachdem der stimulus anhält. Das Modell veranschaulicht, wie ein Netzwerk von Neuronen, könnte als ein „neuronales “ Metronom“ durch die genaue Schätzung der Zeit-Intervalle zwischen den Schlägen innerhalb von zehn Millisekunden-Genauigkeit. Das Metronom setzt auf rhythmische Gehirn Tätigkeit Muster, bekannt als gamma-Oszillationen zu Zeit verfolgen.

„Wir hören Musik, und innerhalb von ein paar Maßnahmen, die unseren Körper bewegt sich im Takt,“ sagt Rinzel. „Unser Modell legt nahe, wie das Gehirn kann lernen, einen Rhythmus und lernen so schnell.“

Als Nächstes die Forscher planen, testen Sie Ihr Modell mit der realen Welt psychoakustische Experimente und Elektroenzephalogramm (EEG) – tests, die zeigen, Aktivität in einer person Gehirn. Diese Experimente zeigen, wie genau das Modell unbedingt der neuronalen Mechanismen des Lernens höher schlagen.

„Unsere Ergebnisse liefern neue Einblicke in, wie das Gehirn möglicherweise synthetisieren Vorwissen, Vorhersagen zu machen über die kommenden Veranstaltungen, insbesondere im Bereich musikalischer Rhythmus und Takt,“ Bose sagt. Über die Musik, das neue Modell könnte helfen, zu einem besseren Verständnis der Bedingungen, in denen die Fähigkeit, genau zu schätzen, Zeit gestört ist, wie bei der Parkinson-Krankheit.