Wiskundig model onderzoekt hoe ons brein ritme behoudt

Reageer
Gebruikersavatar
Beheer
Berichten: 5.365

Wiskundig model onderzoekt hoe ons brein ritme behoudt

16125186-vector-illustration-of-a-digital-equalizer1.jpg
16125186-vector-illustration-of-a-digital-equalizer1.jpg (135.25 KiB) 17680 keer bekeken
Dat onze hersenen een (muzikaal) ritme kunnen waarnemen weten we, maar een nieuw wiskundig model laat zien hoe neuronen in de hersenen kunnen samenwerken om een ritme te leren en vervolgens te kunnen behouden. Het model, ontwikkeld door Amitabha Bose van het New Jersey Institute of Technology en Aine Byrne en John Rinzel van de New York University, is beschreven in PLOS Computational Biology.

Veel experimentele studies hebben vastgesteld welke hersengebieden actief zijn wanneer een persoon naar muziek luistert en een ritme waarneemt. De neuronale mechanismen die ten grondslag liggen aan het vermogen van de hersenen om een ritme te leren - en deze vervolgens te behouden nadat de muziek stopt - zijn onbekend. Bose en zijn collega's gingen op zoek naar wat deze neuronale mechanismen zouden kunnen zijn.

Met behulp van neurobiologische principes bouwden de onderzoekers een wiskundig model van een groep neuronen die kunnen samenwerken om een ​​muzikale beat te leren van een ritmische stimulus en de beat te behouden nadat de stimulus stopt. Het model laat zien hoe een netwerk van neuronen zou kunnen werken als een "neuronale metronoom" door nauwkeurig tijdsintervallen tussen beats te schatten binnen een nauwkeurigheid van tientallen milliseconden. Deze metronoom is gebaseerd op ritmische hersenactiviteitspatronen die bekend staan ​​als gammagolven om de tijd bij te houden.


"We luisteren naar muziek en binnen een paar maten beweegt ons lichaam in het ritme", zegt Rinzel. "Ons model suggereert hoe de hersenen een ritme kunnen leren en het zo snel leren."

Vervolgens zijn de onderzoekers van plan om hun model te testen met real-world psychoakoestische experimenten en elektro-encefalogram (EEG) -tests, die activiteit in het brein van een persoon laten zien. Deze experimenten laten zien hoe nauwkeurig het model werkelijke neuronale mechanismen weerspiegelt.


"Onze bevindingen bieden nieuwe inzichten in hoe de hersenen voorkennis genereren om voorspellingen te doen over aankomende gebeurtenissen, met name op het gebied van muzikaal ritme en het bijhouden van de tijd", zegt Bose. "Naast muziek kan het nieuwe model helpen het begrip te verbeteren van omstandigheden waarin het vermogen om de tijd nauwkeurig te schatten wordt verminderd, zoals bij de ziekte van Parkinson."
 
Bron: PLOS Computational Biology via: ScienceDaily

Reageer