Макак научили чувствовать ритм

Исследователи из Мексики обнаружили у макак способность воспринимать музыкальный ритм и синхронизироваться с ним. Обезьянам включали музыку, предварительно научив их двигать рукой после сигнала, и вознаграждали, если ритм их движений совпадал с ритмом песни. Затем их стали вознаграждать за любые ритмичные движения рукой — не обязательно соответствующие ритму песни. Но и в этом случае макаки нередко синхронизировались с битом. Результаты опубликованы на портале препринтов bioRxiv.org.

Согласно гипотезе вокального обучения, способность воспринимать ритм (например, музыкальный) и синхронизировать с ним собственные звуки или движения особенно важна для животных со сложным вокальным поведением и обучаемостью — людей и певчих птиц. Люди, к примеру, не только могут отстукивать ногой ритм или танцевать под музыку, но и делают это с удовольствием. Впрочем, некоторые другие животные тоже чувствительны к ритму. Так, недавно исследователи обнаружили, что крысы могут качать головой под музыку, а тюлени по-разному реагируют на звуки разной длины и темпа. Таким образом, эволюционное происхождение аудиомоторной синхронизации остается неизвестным.

Вани Раджендран (Vani Rajendran) и ее коллеги из Института нейробиологии Национального автономного университета Мексики провели эксперименты с двумя взрослыми самцами макаков-резусов, которых ранее обучили синхронизировать движения руки с ритмами метронома. Необученные макаки обычно не успевают за метрономом, однако ранние исследования показали, что если обезьян вознаграждать за попадание в ритм, они со временем научаются это делать. В этом исследовании макак сажали за установку, в которой одна из рук была зафиксирована, а вторая могла двигаться. Перед животными был экран: когда макака клала зафиксированную руку на рычаг, на экране появлялся желтый квадрат и вместе с этим начинала играть музыка. Спустя некоторое время квадрат исчезал — это было сигналом для обезьян начать двигать или постукивать свободной рукой — так, чтобы ритм движений совпадал с ритмом песни. Если макаки все делали правильно, в награду они получали воду или сок (в дни испытаний им не давали пить до тестов, но после тестов давали дополнительную воду).

Всего исследователи включали обезьянам три трека: со скоростью 129, 82 и 68 ударов в минуту. Если испытуемый совершал хотя бы пять движений или постукиваний и интервалы между ними соответствовали интервалам между ударами в песне (допускались отклонения до 20 процентов от длины интервала), его вознаграждали. Оба самца смогли отстукивать нужный ритм во время всех трех треков. Даже когда желтый квадрат загорался не одновременно с началом песни (то есть сигнал начать двигать рукой был сдвинут), макаки продолжали синхронизироваться с ритмом. Это говорило о том, что они не просто научились ритмично двигать рукой после сигнала, а на самом деле подстраиваются под музыку.

Во втором эксперименте обезьянам включали зашифрованные версии тех же песен: треки разрезали на кусочки по 30 миллисекунд и склеивали их в случайном порядке. Зашифрованные треки имели те же доминирующие частоты, но ритм в них сбивался. Даже в такой ситуации макакам удалось приноровиться и совершать ритмичные движения рукой, синхронизированные, по всей видимости, с какой-то особенностью стимулов. Во время финального третьего эксперимента обезьянам включали другой отрывок из использованной ранее песни в трех разных темпах. Но теперь макак вознаграждали за любые ритмичные движения рукой — в бит было попадать не обязательно. Несмотря на это, оба испытуемых все равно чаще синхронизировались с ритмом песни.

Те же задачи исследователи предложили выполнить 18 людям. И люди, и макаки могли постукивать в такт предложенным песням, при этом и тем и другим было легче синхронизироваться с быстрой музыкой, чем с медленной. Но были и различия: обезьянам, в отличие от людей, требовалась долгая подготовка, и даже после нее задание все еще оставалось трудным. Как только макаки получали вознаграждение, они теряли интерес к испытанию. Это контрастирует с тем, что люди могут тратить на аудиомоторную синхронизацию часы, дни и годы — когда учатся играть на музыкальных инструментах или танцуют.

Исследователи заключили, что животные, способные в какой-то мере воспринимать музыкальные ритмы и синхронизироваться с ними, могут это делать, если им это выгодно. И по всей видимости, такими способностями обладают не только виды со сложной вокализацией. Но в то время как для людей и птиц аудиомоторная синхронизация может быть выгодна или полезна сама по себе, другие животные станут проявлять ее, только если это поведение вознаграждать.

Ранее ученые обнаружили, что песни белоруких гиббонов тоже ритмичны. А когда эти обезьяны поют дуэтом, они могут синхронизировать свои ритмы друг с другом.