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基本信息：

Title:Monkeys have rhythm

發(fā)表時(shí)間：2025.11.27

Journal:Science

影響因子：45.8

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引言

在日常生活里，我們很容易忽視一個(gè)“理所當(dāng)然”的本領(lǐng)：一聽到熟悉的節(jié)奏，腳就開始打拍子，頭不自覺跟著點(diǎn)，甚至和別人一起踩在同一個(gè)拍點(diǎn)上跳舞。這種對(duì)音樂節(jié)奏的感知與同步（beat perception and synchronization）幾乎普遍存在于人類社會(huì)，被視為文化的標(biāo)志之一。但一個(gè)關(guān)鍵問題一直懸而未決：

這種“跟著節(jié)奏動(dòng)起來”的能力，是人類和少數(shù)會(huì)學(xué)唱歌的動(dòng)物才有的特權(quán)，還是在更多物種中“潛伏”的通用能力？

過去的“聲樂學(xué)習(xí)假說”（vocal-learning hypothesis）認(rèn)為，只有具備復(fù)雜聲樂學(xué)習(xí)能力（vocal learning）的物種，例如人類和鳴禽，才可能自發(fā)地感知并同步音樂節(jié)拍。這一觀點(diǎn)在一定程度上得到支持：能穩(wěn)定隨音樂點(diǎn)頭、起舞的，確實(shí)多是會(huì)學(xué)聲的動(dòng)物。不過，罕見案例不斷冒頭——比如那只會(huì)跟著音樂“打拍子”的海獅——讓科學(xué)家開始懷疑：難道節(jié)奏同步的關(guān)鍵，并不只是“會(huì)學(xué)唱歌”？

從進(jìn)化和神經(jīng)科學(xué)的角度，一個(gè)理想的模式動(dòng)物需要既接近人類，又便于神經(jīng)記錄與操控。獼猴（macaque）正好符合這些條件，但它被認(rèn)為不具備高水平聲樂學(xué)習(xí)，因此長期被排除在“音樂節(jié)奏研究俱樂部”之外。此前的研究顯示，獼猴在簡單的節(jié)拍器任務(wù)中，如果把獎(jiǎng)勵(lì)設(shè)計(jì)成與“敲擊時(shí)間相對(duì)節(jié)拍的誤差”掛鉤，它們就能學(xué)會(huì)預(yù)測性同步，提前在節(jié)拍到來前敲擊，而不是簡單地“聽到一下敲一下”。這提示我們：在獎(jiǎng)勵(lì)（reward）幫助下，非聲樂學(xué)習(xí)物種也可以建立起精細(xì)的聽—?jiǎng)樱╝uditory-motor）協(xié)調(diào)。

但現(xiàn)實(shí)中的音樂遠(yuǎn)比節(jié)拍器復(fù)雜，沒有單調(diào)重復(fù)的“滴答聲”，而是連續(xù)、變化多端的聲波流。要在真實(shí)音樂中“找到拍子”并保持同步，需要三個(gè)關(guān)鍵能力：

從連續(xù)聲音中提取穩(wěn)定節(jié)奏脈沖（auditory pattern detection）、

把規(guī)律往未來投射形成時(shí)間預(yù)期（prediction），

以及提前發(fā)出運(yùn)動(dòng)指令，對(duì)齊尚未到來的拍點(diǎn)（anticipatory motor timing）。

這篇發(fā)表在Science的新研究提出了一個(gè)大膽問題：如果給獼猴足夠的訓(xùn)練和獎(jiǎng)勵(lì)，它們能不能不僅對(duì)節(jié)拍器，更能對(duì)“真音樂”打拍子？甚至在并不必須同步的情況下，仍然“自發(fā)”選擇跟著音樂節(jié)奏走？

為此，作者設(shè)計(jì)了一系列巧妙的音樂敲擊實(shí)驗(yàn)，讓兩只成年雄性獼猴在真實(shí)流行音樂片段中，根據(jù)主觀感知到的節(jié)拍用手指敲擊，并與人類志愿者的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。同時(shí)，他們提出了一個(gè)新的框架——“4Cs 假說”（4Cs hypothesis）：只要一個(gè)物種具備模式提取、預(yù)測、聽—?jiǎng)臃答?、?jiǎng)勵(lì)強(qiáng)化學(xué)習(xí)這四類通用能力，并能把它們串聯(lián)起來，就有可能在適當(dāng)條件下表現(xiàn)出音樂節(jié)奏感。這不僅挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的聲樂學(xué)習(xí)假說，也為從靈長類模型解析人類音樂能力的神經(jīng)基礎(chǔ)打開了大門。

核心結(jié)果

Fig. 1. Macaques synchronize their taps to music.

圖一先展示實(shí)驗(yàn)裝置和試次流程：猴子先聽一段音樂，然后在屏幕提示后用手指連續(xù)敲擊 5 下獲取獎(jiǎng)勵(lì)，但獎(jiǎng)勵(lì)只和敲擊間隔是否接近歌曲節(jié)奏有關(guān)，不和“對(duì)不對(duì)拍”有關(guān)。對(duì)完整音樂（有正常節(jié)奏結(jié)構(gòu)）時(shí)，原始版與相位偏移 π 的對(duì)照版在圓形直方圖上的敲擊相位分布明顯不同，說明猴子會(huì)根據(jù)音樂節(jié)奏調(diào)整敲擊時(shí)間，真正同步在節(jié)拍上；而當(dāng)音樂被“打亂”成無節(jié)奏的拼接噪音后，猴子仍能敲出正確時(shí)間間隔拿到獎(jiǎng)勵(lì)，但原始版和 π 版的相位分布高度重疊，說明它們此時(shí)基本忽略聲音、不再跟節(jié)奏。

Fig. 2. Macaques spontaneously synchronize to beat in the absence of a target interval.

“自由敲擊”實(shí)驗(yàn)：這一次不給目標(biāo)節(jié)奏，猴子只要在同一試次里把敲擊保持相對(duì)穩(wěn)定就有獎(jiǎng)勵(lì)，理論上可以隨便選一個(gè)節(jié)奏。但結(jié)果顯示，在原始音樂和 π 控制之間，猴子的敲擊相位分布仍然有顯著差異，說明即便沒有任何“對(duì)拍獎(jiǎng)勵(lì)”，它們依舊傾向于把敲擊鎖定在音樂的節(jié)拍上；同時(shí)，所有被獎(jiǎng)勵(lì)的敲擊中，時(shí)間間隔的峰值自動(dòng)集中在真實(shí)歌曲節(jié)奏附近，而且只有在接近真實(shí)節(jié)奏時(shí)，相位最穩(wěn)定，進(jìn)一步證明猴子會(huì)“自發(fā)”選擇并維持正確的音樂節(jié)拍。

AI 一句話銳評(píng)

在人類音樂的世界里，這篇工作悄悄加了一句注腳：節(jié)奏感也許不是“會(huì)唱歌的特權(quán)”，而是被獎(jiǎng)勵(lì)喚醒的通用大腦能力。

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審核：PsyBrain 腦心前沿編輯部