El modelo, desarrollado por investigadores en Francia, utiliza osciladores acoplados para representar diferentes áreas del cerebro involucradas en el procesamiento del ritmo. Los osciladores simulan la actividad eléctrica de las neuronas y su comunicación entre sí. Las interacciones entre los osciladores dan lugar a comportamientos colectivos que imitan las formas en que el cerebro responde a estímulos rítmicos.
"Esperamos que nuestro trabajo contribuya a una mejor comprensión de los déficits en el procesamiento del ritmo observados en muchos trastornos neuropsiquiátricos, como la esquizofrenia, el autismo y la enfermedad de Parkinson", dijo el coautor del estudio Vincent Torre de la Universidad de la Sorbona en París.
Mantener el ritmo de la música depende de la integración y coordinación de la información sensorial con las acciones motoras, explicó Torre. El modelo matemático puede permitir a los investigadores comprender mejor cómo estos diferentes componentes, así como las diferentes áreas del cerebro involucradas, trabajan juntos para mediar la percepción y producción del ritmo.
Según el estudio, el modelo emuló con éxito el desempeño humano en medidas experimentales de percepción, producción y sincronización del ritmo. Por ejemplo, el modelo podría predecir con precisión cómo los participantes tocarían junto con un metrónomo cuando el tempo fluctuara. El modelo también replicó observaciones de cómo la percepción de estímulos rítmicos depende de la velocidad a la que se presentan los estímulos.
"La capacidad de nuestro modelo para reproducir datos empíricos valida los principios subyacentes en los que se basa", dijo Torre. "Proporciona un banco de pruebas útil para investigar los mecanismos del procesamiento del ritmo con mayor detalle".
Torre dijo que el modelo es sólo un primer paso hacia la comprensión de la base neuronal del procesamiento del ritmo. El trabajo futuro podría incorporar áreas cerebrales y sistemas de neurotransmisores adicionales, además de tener en cuenta los efectos del aprendizaje y la memoria.
"Creemos que nuestro marco tiene el potencial de avanzar en el campo de la investigación del ritmo y proporcionar nuevos conocimientos sobre el reloj interno del cerebro", dijo Torre.
