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A076 Science | 当猴子开始打节拍：节奏感也不是人类独享？

来源：公众号 PSY-Brain_Frontier ｜发布：2025-12-05 ｜原文链接

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基本信息：

Title:Monkeys have rhythm

发表时间：2025.11.27

Journal: Science

影响因子：45.8

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引言

在日常生活里，我们很容易忽视一个“理所当然”的本领：一听到熟悉的节奏，脚就开始打拍子，头不自觉跟着点，甚至和别人一起踩在同一个拍点上跳舞。这种对音乐节奏的感知与同步（beat perception and synchronization）几乎普遍存在于人类社会，被视为文化的标志之一。但一个关键问题一直悬而未决：

这种“跟着节奏动起来”的能力，是人类和少数会学唱歌的动物才有的特权，还是在更多物种中“潜伏”的通用能力？

过去的“声乐学习假说”（vocal-learning hypothesis）认为，只有具备复杂声乐学习能力（vocal learning）的物种，例如人类和鸣禽，才可能自发地感知并同步音乐节拍。这一观点在一定程度上得到支持：能稳定随音乐点头、起舞的，确实多是会学声的动物。不过，罕见案例不断冒头——比如那只会跟着音乐“打拍子”的海狮——让科学家开始怀疑：难道节奏同步的关键，并不只是“会学唱歌”？

从进化和神经科学的角度，一个理想的模式动物需要既接近人类，又便于神经记录与操控。猕猴（macaque）正好符合这些条件，但它被认为不具备高水平声乐学习，因此长期被排除在“音乐节奏研究俱乐部”之外。此前的研究显示，猕猴在简单的节拍器任务中，如果把奖励设计成与“敲击时间相对节拍的误差”挂钩，它们就能学会预测性同步，提前在节拍到来前敲击，而不是简单地“听到一下敲一下”。这提示我们：在奖励（reward）帮助下，非声乐学习物种也可以建立起精细的听—动（auditory-motor）协调。

但现实中的音乐远比节拍器复杂，没有单调重复的“滴答声”，而是连续、变化多端的声波流。要在真实音乐中“找到拍子”并保持同步，需要三个关键能力：

从连续声音中提取稳定节奏脉冲（auditory pattern detection）、

把规律往未来投射形成时间预期（prediction），

以及提前发出运动指令，对齐尚未到来的拍点（anticipatory motor timing）。

这篇发表在 Science 的新研究提出了一个大胆问题：如果给猕猴足够的训练和奖励，它们能不能不仅对节拍器，更能对“真音乐”打拍子？甚至在并不必须同步的情况下，仍然“自发”选择跟着音乐节奏走？

为此，作者设计了一系列巧妙的音乐敲击实验，让两只成年雄性猕猴在真实流行音乐片段中，根据主观感知到的节拍用手指敲击，并与人类志愿者的数据进行比较。同时，他们提出了一个新的框架——“4Cs 假说”（4Cs hypothesis）：只要一个物种具备模式提取、预测、听—动反馈、奖励强化学习这四类通用能力，并能把它们串联起来，就有可能在适当条件下表现出音乐节奏感。这不仅挑战了传统的声乐学习假说，也为从灵长类模型解析人类音乐能力的神经基础打开了大门。

核心结果

Fig. 1. Macaques synchronize their taps to music.

图一先展示实验装置和试次流程：猴子先听一段音乐，然后在屏幕提示后用手指连续敲击 5 下获取奖励，但奖励只和敲击间隔是否接近歌曲节奏有关，不和“对不对拍”有关。对完整音乐（有正常节奏结构）时，原始版与相位偏移 π 的对照版在圆形直方图上的敲击相位分布明显不同，说明猴子会根据音乐节奏调整敲击时间，真正同步在节拍上；而当音乐被“打乱”成无节奏的拼接噪音后，猴子仍能敲出正确时间间隔拿到奖励，但原始版和 π 版的相位分布高度重叠，说明它们此时基本忽略声音、不再跟节奏。

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

“自由敲击”实验：这一次不给目标节奏，猴子只要在同一试次里把敲击保持相对稳定就有奖励，理论上可以随便选一个节奏。但结果显示，在原始音乐和 π 控制之间，猴子的敲击相位分布仍然有显著差异，说明即便没有任何“对拍奖励”，它们依旧倾向于把敲击锁定在音乐的节拍上；同时，所有被奖励的敲击中，时间间隔的峰值自动集中在真实歌曲节奏附近，而且只有在接近真实节奏时，相位最稳定，进一步证明猴子会“自发”选择并维持正确的音乐节拍。