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人类节拍保持能力是否独特一直存争议。研究人员开展海狮与人类节拍同步对比研究，发现海狮罗南（Ronan）的感觉运动同步精准、稳定，与或优于人类。这挑战了人类节拍保持由独特神经生物学机制支撑的观点。
在奇妙的动物世界里，人类一直认为自己在感知节奏和跟随节奏运动方面有着独特的能力，就像只有人类能随着音乐自由摇摆，感受节奏的魅力。然而，随着科学研究的深入，这个看似毋庸置疑的观点受到了挑战。在过去的几十年里，尽管科学家们对众多物种进行了研究，但对于人类节拍保持（即感知并跟随复杂刺激，如音乐中的等时脉冲运动）是否由独特的生物学机制支撑，并没有达成广泛的科学共识。许多无脊椎动物，如萤火虫和蟋蟀，能展示出与物种适配信号的速率敏感同步，其同步精度和节奏范围可与人类媲美，但它们的同步行为存在功能固定性，只对特定范围的信号有反应，不像人类能灵活地跟随各种节奏。在脊椎动物中，大多数鸟类和哺乳动物对音乐等生物学上无关的刺激，也没有表现出明显的自发听觉 - 运动同步。部分鹦鹉和灵长类动物虽有节拍保持的迹象，但与人类相比，在一致性和精准度上仍有差距。不过，海狮罗南（Ronan）的出现打破了这一局面。它经过训练，能精准地跟随节拍运动，其表现引起了科学界的广泛关注。但最初人们认为，罗南的能力可能依赖于与人类不同的神经生物学机制。那么，罗南的节拍保持能力究竟能否与人类相抗衡呢？为了解开这个谜团，来自美国新学院佛罗里达分校（New College of Florida）和加利福尼亚大学圣克鲁兹分校海洋科学研究所（Institute of Marine Sciences, Long Marine Laboratory, University of California Santa Cruz）的研究人员彼得?F?库克（Peter F. Cook）、卡森?胡德（Carson Hood）、安德鲁?劳斯（Andrew Rouse）和科琳?赖希穆特（Colleen Reichmuth）开展了一项极具意义的研究。他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上，为我们揭示了许多关于节拍保持能力的奥秘。
研究人员为了深入探究海狮罗南的节拍保持能力，采用了多种关键技术方法。首先，他们精心挑选了实验对象，包括 15 岁的健康雌性加利福尼亚海狮罗南以及 10 名来自加利福尼亚大学圣克鲁兹分校的非音乐家本科生。在实验过程中，利用高速摄像机以 240fps 的帧率记录海狮和人类的动作，通过视频分析软件 VirtualDub2 逐帧查看，精确确定每个动作的时间点；同时，借助声音分析软件 Adobe Audition 计算刺激节拍的起始和结束时间，为后续的数据分析提供准确依据。此外，研究人员还运用了统计分析方法，如 Rayleigh 测试和 V 测试，来判断数据的分布特征，评估海狮和人类的同步程度；通过 Watson - Williams 检验对不同组的数据进行比较，分析相位角的差异。最后，为了更全面地评估罗南的表现，研究人员基于人类实验数据，运用蒙特卡罗计算机模拟方法，生成了大量模拟人类节拍保持的试验数据，与罗南的实际数据进行对比。
罗南与过往表现的对比
研究人员让罗南重新接触熟悉节奏（80、96、108 和 120bpm）的节拍刺激，并与它 3 岁时的表现进行对比。结果发现，15 岁的罗南在一致性和精准度上有了显著提升。除了 108bpm 的节奏，罗南在其他节奏下的相位 - 节奏偏移都显著减小，几乎达到完美同步；间隔标准差和相位标准差也大幅降低，这意味着罗南的动作更加稳定、精准，与节拍的匹配度更高。
罗南与人类表现的对比
研究人员将罗南与 10 名人类参与者进行了直接对比。他们让罗南和人类参与者同步跟随新节奏（112 和 128bpm）以及熟悉节奏（120bpm）的节拍刺激进行动作。结果显示，罗南的同步表现总体上比人类更准确、更稳定。在多个指标上，如平均节奏间隔、运动间隔标准差、平均相位角和向量长度等，罗南都优于大部分人类参与者。在与人类的逐次试验对比中，罗南的平均相位角在多数试验中与人类的圆形均值无显著差异，且在部分试验中更接近零相位，表明其同步效果更好。
模型结果
研究人员利用人类数据参数进行蒙特卡罗模拟，生成 10,000 次模拟人类节拍保持试验数据，并与罗南的实际数据对比。结果发现，罗南的平均节奏比模拟的人类更快，相位对齐更接近完美同步（0 度），在 112bpm、120bpm 和 128bpm 的节奏下，其相位对齐情况优于 98% 的模拟人类试验。这进一步证明了罗南在节拍保持方面的出色能力。
通过这项研究，研究人员得出结论：经过 12 年的间歇性节奏训练，海狮罗南的感觉运动同步在一致性、精准度和相位 - 节奏偏移方面都有了显著改善。在与人类的对比中，罗南的表现与人类相当，甚至在某些方面更优，这表明罗南的节拍保持能力与典型成年人类没有本质区别，挑战了人类节拍保持由独特神经生物学机制支撑的观点。同时，研究还发现，人类和罗南在相位 - 节奏关系上存在差异，且人类在实验中的表现受任务新颖性、运动幅度等因素影响。此外，经验在人类和海狮的节拍保持能力中都起着重要作用。未来的研究可以进一步探索不同复杂刺激下人类和非人类动物的节奏动态，以及非人类动物对复杂节奏模式的同步能力，这将有助于我们更深入地理解节拍保持行为的神经机制和进化起源。这项研究为我们打开了一扇新的大门，让我们重新审视人类与动物在节奏感知和运动方面的关系，也为后续的研究提供了重要的参考和方向。
