这只跳舞的海狮比人类更能跟上节拍

煤油灯科技2025-06-04 09:22

一头名为罗南的海狮是已知唯一能够精准把握节拍的非人类哺乳动物。这一独特的能力挑战了我们对不同物种生物音乐性的理解。

关于生物音乐性的动物研究探索的是不同物种是否能识别音乐的某些方面,包括节奏和节拍。这一迷人的领域是生物学和心理学的桥梁。最近,加州大学圣塔克鲁兹分校 (UC Santa Cruz) 一只受过高度训练的海狮重新成为研究焦点。这只海狮因能够随着节拍摆动头部而享誉全球。本研究表明,它的节奏感与人类一样精准,甚至可能更胜一筹。

海狮罗南(Ronan)在2013年首次引起全球关注,当时该大学Long Marine Laboratory的研究人员报告称,它能随着节拍摆动头部,并能根据新的节奏和不熟悉的音乐调整动作。近日发表于《科学报告》(Scientific Reports)杂志上的一项新研究中,罗南的研究团队表示,它的节奏感可与人类相媲美,甚至更胜一筹。此外,它在保持节拍方面的一致性超过了人类受试者。

为了与罗南(Ronan)随节奏点头做出公平对比,研究人员要求10名加州大学圣克鲁兹分校的本科生随着敲击节拍器的节奏,用他们惯用的手臂流畅地上下摆动。该研究测试了三种节奏:每分钟112拍、120拍和128拍。值得注意的是,罗南之前从未接触过每分钟112拍和128拍的节奏。

据新研究的主要作者、加州大学圣克鲁兹分校海洋科学研究所的长期研究员彼得·库克介绍,以罗南最常练习的节奏,即每分钟 120 拍来计算,她平均每次击打与节拍的偏差不超过 15 毫秒。罗南每次击打的节拍间隔变化也大约是 15 毫秒。相比之下,人眨一次眼大约需要 150 毫秒。

“她的精准度令人难以置信,每个周期之间的差异只有大约十分之一眼跳的时间,”库克说,他也是佛罗里达新学院的比较神经科学家。“有时,她可能会提前五毫秒击中节拍,有时可能会滞后十毫秒。但她基本上是一次又一次地击中了节奏的靶心。”

研究人员强调,罗南完全掌控自己的参与情况。她不会因为不参与实验而被剥夺食物或受到惩罚,她的训练结构也体现了这种自主性:她每次开始训练时,都会先爬上指定的坡道站,在等待实验开始时放松一下。准备就绪后,她会就位并发出开始的信号。如果她选择在任何时候退出,她都可以自由返回水池,而不会受到任何负面影响。

回顾罗南的职业生涯

罗南 2008 年出生于野外,但因营养不良而多次搁浅。在三次搁浅并在 2009 年被发现沿着 1 号公路行走后,监管机构最终认定她无法被放生。因此加州大学圣克鲁兹分校于 2010 年收养了它,它成为了鳍足类动物实验室的永久成员。

该实验室由加州大学圣塔克鲁兹分校(University of California, Santa Cruz)研究科学家兼副教授科琳·赖克穆特(Colleen Reichmuth)领导,采用合作训练方法研究海洋哺乳动物的行为和生理机能。包括罗南(Ronan)在内的常驻研究动物参与了广泛的项目,这些项目有助于研究团队探索这些两栖动物的内心世界。研究示例包括学习记忆研究、感官生物学研究和潜水生理学研究。

换言之,罗南(Ronan)不仅仅是在实验室里每天练习节奏。研究小组估计,在过去12年里,她参与了大约2000次节奏练习,每次练习只持续10到15秒。有时,在专注于其他研究领域时,她会几年都不进行这样的练习。

库克(Cook)说:“她肯定没有训练过度。实事求是地说,如果你把罗南(Ronan)加入我们以来接触到的有节奏的东西都加起来,那可能还不及一个普通的一岁孩子听到的东西多。”

罗南最初的节奏研究受到了塔夫茨大学(Tufts University)的阿尼·帕特尔(Ani Patel)及其同事们的启发,他们曾对一只名为“雪球”的宠物凤头鹦鹉进行间歇节拍保持的研究,这只鹦鹉会自发地随着后街男孩(Backstreet Boys)的音乐“跳舞”。由于人类和凤头鹦鹉都会模仿声音,因此鹦鹉的研究成果催生了一种理论,即大脑需要发生变化以支持声音学习,才能跟上音乐的节奏。

海狮并未展现出学习新叫声的能力,因此罗南(Ronan)2013年的研究引起了巨大轰动,因为它对叫声学习的节奏理论提出了质疑。但在这项研究之后,一些生物音乐学领域的杰出理论家声称,海狮的表现不如人类的表现精确和可靠。

他们提出,罗南可能并没有像人类一样在做完全相同的动作,因此,她无法依靠同样的生物机制来感知节奏并按节奏动作。这促使库克和赖克穆特再次对罗南进行测试,以观察她是否有进步,并将她的表现与同样听到这些声音并做类似任务的人的表现进行比较。

如今天新研究报道所示,他们发现,罗南在他们测试的所有节拍下都表现得更为精准且稳定。在与加州大学圣克鲁兹分校 (UC Santa Cruz) 学生的节拍对决中,她更是毫不逊色。然后,研究人员根据学生的表现建立了模型,模拟了 10,000 个人进行同样节奏行为的理论表现。

根据该模型,罗南在节拍保持可靠性方面达到了99%的水平。

如今,罗南(Ronan)已年满 16 岁,体重达 170 磅,该团队表示,对于处于圈养护理状态的海狮雌性而言,它已“长大并处于最佳状态”。十多年来,研究人员日复一日地陪伴着它,与它产生了高度默契。他们知道它很聪明,但也知道它精力充沛。而且和我们一样,它的表现会随着练习而越来越好。

“这项研究最重要的成果之一就是成熟度和经验很重要,”赖克穆特说。“这不仅仅是对节奏感的测试。它还反映了她的认知行为以及她随时间推移记忆和完善节奏的能力。”

另一件事是:罗南也想有出色的表现。赖克缪特解释说,她每次登上测试台都是出于自愿。如果罗南没有这种感觉,那么当天就不会进行测试。“她有动力。对她来说,这是一场她知道自己会赢的比赛,”赖克缪特说,“而且她也喜欢实验带来的鱼。”

罗南的涟漪效应

罗南(Ronan)的研究进展在科学界产生了深远的影响,为比较认知领域日益增多的研究做出了贡献。她从一只充满渴望和好奇心的海狮孤儿,成长为节奏感知研究领域的关键人物,超出了所有人的预期。她的能力挑战了关于哪些物种能够感知和产生节奏的现有范式,为动物认知能力的研究开辟了新途径。

该团队 2013 年发表的论文激发了人们对包括灵长类动物、大象、鸟类,以及人类等各种物种的后续研究。随着加州大学圣克鲁兹分校的研究人员继续分析和分享研究成果,他们仍然致力于促进人们对物种间节奏感知的广泛理解,而罗南最近的工作将进一步推动这一目标的实现。

绝非侥幸

罗南的故事不仅仅关于一只海狮。库克说他经常听到的一个问题是,为什么狗不能跳舞。我们的犬类伙伴经常接触音乐,然而,它们似乎并不会像罗南那样做出有节奏的动作。库克通过提出自己的问题来回应:有多少人尝试以明确的节奏为基础训练狗狗跳舞?

答案是:没几只。“如果你要说狗不能跳舞,那你必须做出实证评估——真的给狗很多机会,让它们获得有关节奏动作的非常精确的反馈,看看它们的表现如何,”库克说,“如果你肯花时间,我很惊讶你居然不能让一只边境牧羊犬做到罗南(Ronan)所做的那样。”

但这并不是为了好玩而教动物们一些酷炫的聚会把戏。库克和全球像他这样的研究人员想要更深入地了解的是认知的进化、模式识别的普遍性,以及人类和非人类大脑处理周围世界的复杂方式。

库克总结道:“罗南的新研究强调了经验、成熟度以及在受控的实验室环境中进行细致入微的训练对于评估这些问题的重要性。”

参考文献:《训练有素的海狮感知运动与节奏的同步性可与人类媲美》,作者:彼得·F·库克、卡森·胡德、安德鲁·劳斯和科琳·赖克穆特,2025年4月31日,发表于《科学报告》。数字对象唯一标识符:10.1038/s41598-025-95279-1

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