Als mensen een lekker muziekje horen, bewegen ze hun hoofd graag mee op de beat. Maar wij zijn niet de enige die dat doen, ratten kunnen het ook. Op muziek van Mozart nog wel.

Ook al zijn ze er nooit eerder in getraind of zelfs maar met muziek in aanraking gekomen, toch kunnen ratten hun hoofd op de maat bewegen op allerlei soorten muziek. Het is voor de eerste keer aangetoond dat dieren een aangeboren synchronisatie met het basritme hebben. Japanse onderzoekers lieten ratten muziek horen van Mozart, Lady Gaga, Queen, Michael Jackson en Maroon 5, en de kopjes gingen flink heen en weer op de maat.

Ritmegevoel
Ritmisch bewegen op een muzikale beat werd tot voor kort beschouwd als een vaardigheid die alleen aan (sommige) mensen is voorbehouden. Maar nieuw onderzoek van de Universiteit van Tokio toont nu dus aan dat ongetrainde ratten dit vermogen ook kunnen hebben. Het optimale tempo om mee te knikken met het basritme blijkt af te hangen van de tijdconstante in de hersenen, oftewel de snelheid waarmee onze hersenen op iets kunnen reageren. Deze tijdconstante is voor alle diersoorten ongeveer gelijk. Dit betekent dat het vermogen van ons auditieve en motorische systeem om op te gaan in de muziek en op de maat te bewegen niet alleen aanwezig is bij primaten, maar bij veel meer diersoorten. Deze nieuwe ontdekking biedt niet alleen meer inzicht in wat er in het hoofd van dieren omgaat, maar kan ons ook meer vertellen over de oorsprong van onze eigen muziek en dans.

De ‘groove’
De een steelt de show op de dansvloer door een aangeboren talent voor timing en losse heupen, terwijl de ander al hopeloos de mist ingaat bij het meeklappen met de hoempapa-band. Bewegen op muziek volgt uit een reeks complexe neurale en motorische processen die met elkaar samenwerken, om ons in staat te stellen het ritme te herkennen, erop te reageren en zelfs te voorspellen. Dit noemen we ‘beatsynchroniciteit’. En niet iedereen is daar dus even goed in.

Dat dieren ook dit gevoel voor de ‘groove’ hebben, is iets relatief nieuws voor de wetenschap. Het Japanse onderzoek laat zien dat ratten ook de drang hebben om te bewegen op het ritme van de muziek. “Onze ratten vertoonden aangeboren – dat wil zeggen, zonder enige training of voorafgaande blootstelling aan muziek – beatsynchronisatie. Dit bleek het duidelijkst tussen de 120 en 140 beats per minute (bpm). Dit is ook het ritme waarop mensen de duidelijkste beatsynchronisatie vertonen”, legt universitair hoofddocent Hirokazu Takahashi uit. “De auditieve cortex, het gebied van onze hersenen dat geluid verwerkt, is afgestemd op 120-140 bpm. Dit blijkt uit ons wiskundige model dat de hersenactiviteit volgt tijdens de blootstelling aan muziek.”

Emotie en cognitie
Maar waarom zou je überhaupt muziek spelen voor ratten? “Muziek oefent een sterke aantrekkingskracht uit op de hersenen en heeft diepgaande effecten op emotie en cognitie. Om muziek effectief in te kunnen zetten, moeten we het neurale mechanisme blootleggen en begrijpen wat hieraan ten grondslag ligt”, zegt Takahashi.

Het team wilde met de muziekexperimenten te weten komen of het optimale muziektempo gedicteerd wordt door het lichaam of door het brein. Kleinere dieren leven sneller. Hun hart slaat vaker per minuut en ze schieten sneller weg. De tijdconstante in de hersenen van kleinere en grotere dieren is echter vergelijkbaar. “Na ons onderzoek met twintig menselijke deelnemers en tien ratten, tonen onze resultaten aan dat het optimale tempo voor beatsynchronisatie afhangt van de tijdconstante in de hersenen”, zegt Takahashi. “Dit bewijst dat we het dierlijke brein kunnen bestuderen om meer te weten te komen over het waarnemen, verwerken en anticiperen op muzikale prikkels bij mensen.”

De basis van muziek en cultuur
De ratten kregen draadloze bewegingssensoren opgespeld, die de kleinste bewegingen van het hoofd konden meten. De menselijke deelnemers droegen koptelefoons met bewegingsmeters. Ze kregen allemaal een minuut van Mozarts Sonate K. 448 te horen in vier verschillende tempo’s. De beatsynchroniciteit was het sterkst tussen 120 en 140 bpm. Zowel de ratten als de mensen bewogen hun hoofd op het ritme van de muziek in een vergelijkbaar tempo. Hoe sneller de muziek werd afgespeeld, hoe minder ritmisch de hoofden bewogen. “Voor zover wij weten, is dit de eerste studie over aangeboren beatsynchronisatie bij dieren die niet van tevoren waren getraind of anderszins waren blootgesteld aan muziek”, aldus Takahashi.

De onderzoekers zien het niet alleen als een fascinerend kijkje in de dierlijke geest en de ontwikkeling van ons eigen ritmegevoel, maar denken dat de nieuwe kennis ook inzicht geeft in het creëren van muziek zelf. “Ik wil verdergaan met dit onderwerp en onderzoeken hoe andere muzikale eigenschappen zoals melodie en harmonie zich verhouden tot de dynamiek van de hersenen. Ik ben ook geïnteresseerd in de manier waarop menselijke hersenprocessen hebben gezorgd voor de opkomst en ontwikkeling van allerlei culturele uitingen, zoals beeldende kunst, muziek, wetenschap, technologie en religie”, zegt Takahashi. “Hier ligt volgens mij de sleutel tot meer begrip van de werking van de hersenen. Deze kennis is onmisbaar bij het ontwikkelen van de volgende generatie kunstmatige intelligentie. Daarnaast ben ik als wetenschapper geïnteresseerd in het gebruik van muziek voor een gelukkig leven.” Want ja, je zou bijna vergeten dat mensen, en dus waarschijnlijk ook dieren, simpelweg vrolijk worden van een leuk liedje.