En simpel matematisk ligning forklarer hvordan mennesker synkroniserer når de tapper til samme rytme

Når to mennesker banker en simpel rytme sammen, vælger de forskellige strategier for at synkronisere deres bevægelser. Sommetider bliver én af de to en slags leder, mens den anden følger efter, og andre gange er der ingen leder. Disse strategier kan nu forklares ved hjælp af en simpel matematisk ligning, viser forskere fra grundforskningscenteret Music in the Brain ved Aarhus Universitet. Studiet er offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift PLOS Computational Biology.

De fleste mennesker interagerer med mange andre på daglig basis, og ofte synkroniserer vi mennesker vores bevægelser med andres bevægelser ganske ubesværet og på tværs af en lang række interaktioner. Dog kan en umiddelbart simpel interaktion, som i fællesskab at banke en rytme i takt e vise sig at være ret kompleks.

Ifølge et nyt studie fra grundforskningscenteret Music in the Brain (MIB) ved Aarhus Universitet, findes der grundlæggende strategier for, hvordan mennesker netop synkroniserer det at banke samme rytme, og svaret ligger i en simpel matematisk ligning. Bag studiet står postdoc Ole Heggli, postodc Joana Cabral, professor Morten Kringelbach og centerleder Peter Vuust fra MIB samt Ivana Konvalinka, der er adjunkt ved DTU Compute. Studiet er for nyligt offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift PLOS Computational Biology.

To forskellige strategier kan benyttes til at koordinere bevægelser, når to mennesker skal banke samme rytme. Den ene strategi går ud på, at én person vælger at være den rytmiske leder og derved tvinge den anden til at følge efter. En anden strategi kan være, at begge parter vælger at følge hinanden simultant.

”I meget sjældne tilfælde kan vi også se to personer, som begge forsøger at være lederen, for eksempel ved at parre en trommeslager med en anden trommeslager,” fortæller Ole Adrian Heggli, der er postdoc ved MIB og førsteforfatter bag studiet.

Ifølge forskerne opstår disse forskellige synkroniseringsstrategier, fordi folk afkoder og bruger information fra den, de indgår i rytmen med på forskellige måder. For at teste denne hypotese har forskerholdet fra MIB og DTU bygget en computermodel, der benytter en simpel matematisk ligning ved hjælp af såkaldt ”coupled oscillations”. Coupled oscillationsbruges blandt andet til at beskrive gentagne processer, så som ved bevægelsen af ens finger, når man banker en rytme. Ved hjælp af computermodellen kunne forskerholdet foretage et komparativt studie, hvor data skabt af modellen blev sammenlignet med menneskeskabt data hvor personer tappede til en rytme sammen.

”Den mest centrale forskel mellem tidligere forskning og denne er, at vi har brugt svingninger for hver person, i stedet for kun en enkel,” siger postdoc Ole Heggli.

Ved at anvende data fra flere personer end én, kunne forskernes konstruere en model, der mere præcist gengiver, hvad der sker i hjernen, når folk tapper sammen.

Resultaterne fra det tværdisciplinære studie viste, at de forskellige synkroniseringsstrategier varierer afhængigt af, hvordan folk, der tapper sammen, behandler information fra hinanden. Hvis begge parter er opmærksomme på hinanden, så tenderer de til at følge hinandens rytme simultant, hvorimod en såkaldt lederfølger interaktion opstår, fordi den ene person ikke er opmærksom på den anden.

Resultaterne er vigtige i forhold til at gøre os klogere på, hvordan mennesker interagerer, og hvordan vi kan forbedre disse interaktioner i fremtiden.

Læs den videnskabelige artikel fra MIB i PLOS Computational Biology her