《Frontiers in Human Neuroscience》：Groove strength is associated with cortical β suppression and tapping stability
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律动（Groove）——即响应节奏音乐而产生的愉悦移动冲动——已知会激活大脑中的运动计划网络，并且运动皮层上的β频段振荡与被动聆听过程中的律动强度相关。这种与律动相关的β调制是否延伸到主动感觉运动同步化，以及它是否追踪行为同步化表现，仍然是一个悬而未决的问题。
律动（Groove）——即响应节奏音乐而产生的愉悦移动冲动——已知会激活大脑中的运动计划网络，并且运动皮层上的β频段振荡与被动聆听过程中的律动强度相关。这种与律动相关的β调制是否延伸到主动感觉运动同步化，以及它是否追踪行为同步化表现，仍然是一个悬而未决的问题。在此，研究人员测试了在主动同步化和听觉输入停止后，律动评分是否与运动皮层β抑制和敲击稳定性相关。在记录脑电图（EEG）的同时，28名健康成年人用右手食指与在同步化水平（低、中、高）上变化的鼓点节奏模式同步敲击。在敲击任务之后，参与者对每种模式的律动强度进行评分。左手对侧左中央电极上的β功率分别针对同步化阶段（参与者无明确节拍提示地随节奏敲击）和延续阶段（敲击在无声状态下保持）进行了估计。律动评分与同步化水平呈倒U型关系，在中等同步化时达到峰值。敲击变异性和运动皮层上的β抑制呈现互补模式，两者均在相同的中等同步化水平处达到最小值。随后被评为更具诱导律动效果的节奏模式在同步化和延续阶段均与较低的β功率相关，这表明被评为更具诱导律动效果的模式与更强的运动皮层抑制相关，而无论阶段如何。这些结果表明，律动与主动感觉运动同步化期间更大的运动皮层参与相关，并且这种参与在听觉输入停止后仍然持续，将主观移动冲动与更稳定的节律运动控制联系起来。
**研究背景、问题与目的**
人类将动作与听觉节奏同步的能力（即感觉运动同步化）是音乐行为和日常运动协调的基础。然而，尽管经过数十年研究，其神经机制仍未完全阐明。以往研究多采用等时序列或简单节奏模式的敲击范式，发现主动的听觉—运动同步化比被动聆听产生更强的运动皮层β调制。与此同时，律动（Groove），即响应节奏音乐而产生的愉悦移动冲动，已知与运动皮层的β振荡相关，且被动聆听研究表明β功率与律动强度存在关联。律动的一个显著特征是它与切分水平（syncopation level）呈倒U型关系，即中等切分水平产生最强律动感。然而，先前关于敲击的研究通常使用在律动方面变化甚微的节律上简单序列；而律动研究则集中于被动聆听或自发运动，而非同步化敲击。β振荡在被动聆听中与律动相关这一发现，引出了一个核心问题：这种调制是否也发生在主动敲击过程中，并且它是否追踪同步化表现。因此，本研究旨在阐明律动相关β调制是否在人类主动感觉运动同步化期间出现，以及它是否与同步化表现相关联。研究人员假设，律动评分将与对侧运动皮层的β抑制相关，并且被评为更具诱导律动效果的节奏将表现出更强的β抑制和更好的敲击同步化准确性与稳定性。
**研究方法**
研究招募了28名健康右利手大学生（14男14女，年龄18–25岁，平均21.5岁），样本量基于先验功效分析确定。刺激材料选自Witek等人（2014）开发的50个经过验证的鼓点节奏模式，根据切分指数（SI）分为低、中、高三个切分水平，每个水平16个模式，并以90、120、150 bpm三种速度呈现；其中120 bpm的30个试次为目标试次，其余为干扰试次。每种节奏模式由两个各4/4拍的小节组成，切分嵌入低音鼓和军鼓声部，踩镲保持稳定的八分音符脉动。实验包含三个连续阶段：聆听阶段（8秒，叠加木鱼声提示节拍，不敲击）、同步化阶段（8秒，去除提示，随节奏敲击）和延续阶段（8秒，听觉刺激停止，保持无声敲击）。敲击数据通过定制敲击装置记录（时间分辨率约1毫秒）。脑电数据通过64通道actiCAP系统（BrainAmp DC放大器）以1000 Hz采样记录，并以鼻尖为参考。EEG预处理使用EEGLAB工具包（0.5–40 Hz带通滤波，ICA去除伪迹），功率谱密度使用Fieldtrip工具箱的多锥度FFT方法（1–45 Hz）分别对同步化和延续阶段进行估计，β频段功率定义为C1和C3电极在13–30 Hz范围内的平均功率（dB变化）。敲击数据的准确性和稳定性分别以平均异步性和异步性标准差（SD）为指标。随后在独立评分环节，参与者以视觉模拟量表（VAS，0–100）对每种节奏模式的律动强度进行评分。统计分析采用重复测量方差分析（ANOVA）和线性混合效应模型。
**研究结果**
Groove评分：单因素重复测量ANOVA显示切分水平的主效应显著（F(2,54)=43.54，p<0.001，partial η2=0.62），中等切分模式评分显著高于低切分和高切分模式，证实了倒U型关系。音乐经验分组分析未显示组间差异。
敲击异步性：平均异步性仅显示阶段主效应（F(1,27)=16.79，p<0.001），而异步性SD显示切分水平主效应（F(2,54)=7.93，p=0.001），中等切分水平产生最低的敲击变异性。线性混合效应模型表明律动评分是异步性SD的显著负向预测因子（b=-1.26，SE=0.58，p=0.031），且独立于切分指数。另外，敲击间隔（ITI）的SD分析结果与异步性SD一致。
β频段功率：相同的二因素ANOVA显示切分水平主效应显著（F(2,54)=4.54，p=0.015），中等切分水平产生最低的β功率（即最强抑制）。线性混合效应模型表明律动评分是β功率的显著负向预测因子（b=-0.17，SE=0.09，p=0.045），而切分指数不显著，且阶段主效应和律动×阶段交互作用均不显著。此外，半球分析显示切分效应仅在对侧（左半球）C1/C3电极上显著，同侧（右半球）C2/C4电极上不显著，且在中等切分水平对侧抑制强于同侧。
**讨论总结**
律动评分、敲击稳定性和皮层β抑制均在中等切分水平出现非单调调制，这与先前研究一致。线性混合效应模型进一步揭示，律动评分对β抑制和敲击稳定性的预测作用独立于切分水平，表明这种关联并非单纯由切分的物理特性所驱动。β抑制与运动皮层参与相关，由主动推断驱动的内部节拍表征更新过程可以解释中等切分下的最大运动参与及其对敲击稳定性的增强。尤为值得注意的是，在延续阶段（听觉输入停止后），律动与β抑制之间的关联依然存在，提示律动相关运动参与可能反映了节律停止后持续的内在时间表征的精确保真。前人研究也表明，初级感觉运动皮层和小脑构成不论外部提示是否存在皆负责基础敲击的核心回路。研究人员强调β抑制并非律动的特异性标志物，可能受注意力、预测、努力程度和一般任务参与度等多种因素影响，但这种抑制的切分调制特异性地出现在对侧半球。研究的局限性包括：样本仅限健康的年轻非专业音乐家、FFT长时窗无法表征阶段内时程动态（因敲击频率约2 Hz限制了锁相时频分析）、主观评分与神经测量在时间上分离（评分于实验后被动聆听时采集）以及性别差异的统计功效不足。
**研究结论**
本研究表明，在主动同步化期间，被评为更具诱导律动效果的节奏模式伴随更强的皮层β抑制和更稳定的敲击，其效应超出切分水平的影响。这种耦合在节奏停止后依然持续。因此，律动不仅与聆听过程中的运动系统相关，还与主动计时过程密切相关。该论文发表于《Frontiers in Human Neuroscience》。
