Как внутренние ритмы влияют на спонтанные движения: исследование стабильности и факторов влияния

Введение

Многие человеческие действия, такие как ходьба, речь и игра на музыкальных инструментах, имеют периодический характер. Исследователи разработали различные методы для измерения естественных частот, то есть непроизвольной периодичности, связанной с этими действиями. Поскольку выполнение движения на его естественной частоте феноменологически характеризуется ощущением легкости и естественности, эти методы обычно измеряют спонтанные ритмы — темпы, с которыми люди выполняют простые движения, когда их просят делать это в комфортном для них темпе.

Спонтанный моторный темп (SMT)

Самозадаваемый темп пальцевого постукивания, обычно называемый спонтанным моторным темпом (SMT), измерялся в различных контекстах — от клинических исследований до сравнительных анализов. SMT демонстрирует стабильность внутри одного и того же человека при повторных выполнениях одной и той же задачи, но также обсуждается влияние контекстуальных факторов, таких как возбуждение и время суток, а также индивидуальных факторов, таких как музыкальность и возраст.

Спонтанная скорость производства (SPR)

Спонтанная скорость производства или исполнения (SPR) — это мера более сложного с когнитивной точки зрения действия, такого как производство музыкальных последовательностей. SPR обычно оценивалась у музыкантов, играющих мелодии на своих инструментах, но более поздние исследования успешно применили парадигмы постукивания, сделав их измеримыми и у немузыкантов. SPR также демонстрирует стабильность внутри субъектов и на разных уровнях моторной сложности.

Методы

В исследовании приняли участие 60 человек в возрасте от 18 до 35 лет с нормальным слухом и моторными функциями, без неврологических или психических расстройств. Участники выполняли восемь различных задач для оценки спонтанных ритмов: ходьба, хлопки, производство мелодий и четыре вариации классической задачи SMT (постукивание пальцами с звуком и без, онлайн до лаборатории и в лаборатории).

Оборудование и материалы

Онлайн-оценки SMT проводились с использованием веб-приложения Shiny, разработанного на JavaScript. В лаборатории участники использовали металлическую сетку, подключенную к компьютеру, для записи постукиваний. Звуковые стимулы создавались с помощью Audacity® и воспроизводились через наушники.

Результаты

Участники продемонстрировали высокую внутрииндивидуальную стабильность спонтанных ритмов во всех задачах. Наблюдались значительные различия в темпах между задачами, связанные с биомеханическими и когнитивными ограничениями. Музыканты в среднем демонстрировали более медленные спонтанные ритмы по сравнению с немузыкантами.

Ассоциации между спонтанными ритмами

Анализ выявил сильные корреляции между темпами хлопков и постукиваний во всех вариациях задачи SMT. Корреляции с SPR для двух мелодий и темпом ходьбы были меньше, но также значимы. SPR для двух мелодий сильно коррелировали друг с другом.

Влияние времени суток

Не было обнаружено влияния субъективного или объективного времени суток на темп или вариабельность SMT. Это указывает на то, что биологические часы, связанные с хронотипом, могут играть более значительную роль, чем само время суток.

Обсуждение

Результаты исследования поддерживают идею о том, что спонтанные ритмы в различных двигательных задачах подвержены влиянию общих внутренних процессов, теоретически описываемых как внутренние осцилляторы. Эти осцилляции представляют собой базовые нейронные механизмы, обеспечивающие временную систему отсчета для восприятия и действия.

Ограничения

Одним из ограничений исследования является оценка темпа ходьбы в помещении ограниченной длины, что могло исказить данные. Кроме того, были измерены лишь некоторые биомеханические характеристики, такие как длина ног.

Заключение

Спонтанные ритмы при выполнении различных двигательных задач демонстрируют высокую стабильность внутри одного человека и значительные различия, связанные с когнитивными и биомеханическими ограничениями, а также с индивидуальными факторами, такими как музыкальность. Эти результаты поддерживают гипотезу о влиянии общих внутренних процессов на спонтанные движения.