다양한 음악에 노출되면 뇌가 리듬을 해석하는 방식에 영향을 미칩니다.15개국 사람들을 대상으로 한 연구에 따르면 모든 사람이 간단한 정수 비율의 리듬을 선호하지만 편견은 사회마다 상당히 다를 수 있습니다.앤 트래프턴 | MIT 뉴스게재일: 2024년 3월 4일언론 문의헤드폰이나 이어폰을 착용한 다섯 명의 다양한 사람의 그림. 트레블 셰프가 있는 곡선형 스태프 라인과 배경에 노트가 있습니다.캡션: 이 연구에는 39개 그룹의 참가자가 포함되었으며, 그 중 많은 수가 서양 음악에서 찾을 수 없는 독특한 리듬 패턴이 있는 전통 음악을 가진 사회에서 왔습니다.출처:출처: 크리스틴 다닐로프, MIT; iStock음악을 들을 때 인간의 뇌는 간단한 정수 비율로 구성된 리듬을 듣고 생성하는 편향을 보이는 것으로 보입니다. 예를 들어, 동일한 시간 간격으로 분리된 4개의 비트 시리즈(1:1:1 비율 형성)입니다.

그러나 MIT와 Max Planck Institute for Empirical Aesthetics의 연구자들이 주도하고 15개국에서 수행한 대규모 연구에 따르면 선호하는 비율은 사회마다 크게 다를 수 있습니다. 이 연구에는 39개 그룹의 참가자가 포함되었으며, 그 중 많은 수가 서양 음악에서는 찾을 수 없는 독특한 리듬 패턴을 전통 음악에 포함하는 사회에서 왔습니다.

“저희 연구는 음악 지각과 인지에 어느 정도 보편성이 있다는 가장 명확한 증거를 제공합니다. 즉, 테스트를 받은 모든 참가자 그룹이 정수 비율에 대한 편견을 보였다는 의미입니다. 또한 문화권에 따라 발생할 수 있는 변화를 엿볼 수 있는데, 이는 상당히 클 수 있습니다.” 연구의 주저자이자 전 MIT 포스트닥이며 현재 독일 프랑크푸르트에 있는 Max Planck Institute for Empirical Aesthetics의 연구 그룹 리더인 노리 야코비는 말합니다.

뇌가 단순한 정수 비율에 대한 편견을 갖는 것은 인간 사회가 종종 정보를 전달하는 데 사용하는 일관된 음악 본문을 유지하기 쉽게 만드는 자연스러운 오류 수정 시스템으로 진화했을 수 있습니다.

“사람들이 음악을 만들 때 종종 작은 실수를 합니다. 저희의 결과는 우리의 정신적 표현이 그러한 실수에 다소 강하다는 생각과 일치하지만, 음악에서 발견되어야 할 구조에 대한 기존 아이디어로 우리를 밀어붙이는 방식으로 강합니다.” MIT의 뇌 및 인지 과학 부교수이자 MIT의 McGovern Institute for Brain Research와 Center for Brains, Minds, and Machines의 회원인 Josh McDermott의 말입니다.

McDermott는 오늘 Nature Human Behaviour에 게재된 이 연구의 수석 저자입니다. 연구팀에는 전 세계 20여 개 이상의 기관의 과학자도 포함되었습니다.

글로벌 접근 방식

이 새로운 연구는 Jacoby와 McDermott가 2017년에 발표한 소규모 분석에서 나왔습니다. 그 논문에서 연구자들은 미국과 볼리비아 아마존 열대 우림에 위치한 원주민 사회인 Tsimane’의 청취자 그룹의 리듬 지각을 비교했습니다.

연구자들은 사람들이 리듬을 어떻게 인식하는지 측정하기 위해 무작위로 생성된 4박자 시리즈를 재생한 다음 청취자에게 들은 것을 다시 두드리라고 요청하는 과제를 고안했습니다. 그런 다음 청취자가 생성한 리듬을 청취자에게 재생하고 청취자는 다시 두드립니다. 여러 번 반복하면서 두드린 시퀀스는 사전이라고도 하는 청취자의 내부 편향에 의해 지배되었습니다.

“초기 자극 패턴은 무작위이지만 반복할 때마다 패턴은 청취자의 편향에 의해 밀려서 가능한 리듬 공간에서 특정 지점으로 수렴하는 경향이 있습니다.”라고 McDermott는 말합니다. “이것은 사람들이 머릿속에 가지고 있는 리듬에 대한 내부 암묵적 기대 세트인 사전이라고 하는 것에 대한 그림을 제공할 수 있습니다.”

연구자들이 미국 대학생을 피험자로 하여 이 실험을 처음 수행했을 때, 사람들은 간단한 정수 비율로 관련된 시간 간격을 생성하는 경향이 있음을 발견했습니다. 게다가 그들이 만들어낸 리듬의 대부분은 1:1:2와 2:3:3의 비율과 같은 리듬으로, 서양 음악에서 흔히 볼 수 있습니다.

그런 다음 연구자들은 볼리비아로 가서 Tsimane’ 사회 구성원들에게 같은 과제를 수행하도록 요청했습니다. 그들은 Tsimane’도 간단한 정수 비율의 리듬을 만들어냈지만, 그들이 선호하는 비율은 달랐고 Tsimane’ 음악에 대한 몇 안 되는 기존 기록에 기록된 비율과 일치하는 것으로 나타났습니다.

“그 시점에서, 그것은 이러한 작은 정수 비율을 선호하는 매우 광범위한 경향이 있을 수 있고 어느 정도의 문화 간 차이가 있을 수 있다는 증거를 제공했습니다. 하지만 우리는 이 다른 문화만 살펴보았기 때문에 이것이 더 넓은 범위에서 어떻게 보일지 정말 명확하지 않았습니다.” Jacoby가 말합니다.

더 광범위한 그림을 얻기 위해 MIT 팀은 더 다양한 인구 집단에 대한 데이터를 수집하는 데 도움을 줄 수 있는 전 세계의 협력자를 찾기 시작했습니다. 그들은 15개국을 대표하는 39개 그룹의 청취자를 연구했습니다.

Exposure to different kinds of music influences how the brain interprets rhythm

A study of people in 15 countries reveals that while everyone favors rhythms with simple integer ratios, biases can vary quite a bit across societies.

Anne Trafton | MIT News

Publication Date:

March 4, 2024

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Illustration of five diverse people wearing headphones or earphones. A curvy staff line with treble chef and notes are in background

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The study included 39 groups of participants, many of whom came from societies whose traditional music contains distinctive patterns of rhythm not found in Western music.

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Credit: Christine Daniloff, MIT; iStock

When listening to music, the human brain appears to be biased toward hearing and producing rhythms composed of simple integer ratios — for example, a series of four beats separated by equal time intervals (forming a 1:1:1 ratio).

However, the favored ratios can vary greatly between different societies, according to a large-scale study led by researchers at MIT and the Max Planck Institute for Empirical Aesthetics and carried out in 15 countries. The study included 39 groups of participants, many of whom came from societies whose traditional music contains distinctive patterns of rhythm not found in Western music.

“Our study provides the clearest evidence yet for some degree of universality in music perception and cognition, in the sense that every single group of participants that was tested exhibits biases for integer ratios. It also provides a glimpse of the variation that can occur across cultures, which can be quite substantial,” says Nori Jacoby, the study’s lead author and a former MIT postdoc, who is now a research group leader at the Max Planck Institute for Empirical Aesthetics in Frankfurt, Germany.

The brain’s bias toward simple integer ratios may have evolved as a natural error-correction system that makes it easier to maintain a consistent body of music, which human societies often use to transmit information.

“When people produce music, they often make small mistakes. Our results are consistent with the idea that our mental representation is somewhat robust to those mistakes, but it is robust in a way that pushes us toward our preexisting ideas of the structures that should be found in music,” says Josh McDermott, an associate professor of brain and cognitive sciences at MIT and a member of MIT’s McGovern Institute for Brain Research and Center for Brains, Minds, and Machines.

McDermott is the senior author of the study, which appears today in Nature Human Behaviour. The research team also included scientists from more than two dozen institutions around the world.

A global approach

The new study grew out of a smaller analysis that Jacoby and McDermott published in 2017. In that paper, the researchers compared rhythm perception in groups of listeners from the United States and the Tsimane’, an Indigenous society located in the Bolivian Amazon rainforest.

To measure how people perceive rhythm, the researchers devised a task in which they play a randomly generated series of four beats and then ask the listener to tap back what they heard. The rhythm produced by the listener is then played back to the listener, and they tap it back again. Over several iterations, the tapped sequences became dominated by the listener’s internal biases, also known as priors.

“The initial stimulus pattern is random, but at each iteration the pattern is pushed by the listener’s biases, such that it tends to converge to a particular point in the space of possible rhythms,” McDermott says. “That can give you a picture of what we call the prior, which is the set of internal implicit expectations for rhythms that people have in their heads.”

When the researchers first did this experiment, with American college students as the test subjects, they found that people tended to produce time intervals that are related by simple integer ratios. Furthermore, most of the rhythms they produced, such as those with ratios of 1:1:2 and 2:3:3, are commonly found in Western music.

The researchers then went to Bolivia and asked members of the Tsimane’ society to perform the same task. They found that Tsimane’ also produced rhythms with simple integer ratios, but their preferred ratios were different and appeared to be consistent with those that have been documented in the few existing records of Tsimane’ music.

“At that point, it provided some evidence that there might be very widespread tendencies to favor these small integer ratios, and that there might be some degree of cross-cultural variation. But because we had just looked at this one other culture, it really wasn’t clear how this was going to look at a broader scale,” Jacoby says.

To try to get that broader picture, the MIT team began seeking collaborators around the world who could help them gather data on a more diverse set of populations. They ended up studying listeners from 39 groups, representing 15 countries on five continents — North America, South America, Europe, Africa, and Asia.

“This is really the first study of its kind in the sense that we did the same experiment in all these different places, with people who are on the ground in those locations,” McDermott says. “That hasn’t really been done before at anything close to this scale, and it gave us an opportunity to see the degree of variation that might exist around the world.”

Cultural comparisons

Just as they had in their original 2017 study, the researchers found that in every group they tested, people tended to be biased toward simple integer ratios of rhythm. However, not every group showed the same biases. People from North America and Western Europe, who have likely been exposed to the same kinds of music, were more likely to generate rhythms with the same ratios. However, many groups, for example those in Turkey, Mali, Bulgaria, and Botswana showed a bias for other rhythms.

“There are certain cultures where there are particular rhythms that are prominent in their music, and those end up showing up in the mental representation of rhythm,” Jacoby says.

The researchers believe their findings reveal a mechanism that the brain uses to aid in the perception and production of music.

“When you hear somebody playing something and they have errors in their performance, you’re going to mentally correct for those by mapping them onto where you implicitly think they ought to be,” McDermott says. “If you didn’t have something like this, and you just faithfully represented what you heard, these errors might propagate and make it much harder to maintain a musical system.”

Among the groups that they studied, the researchers took care to include not only college students, who are easy to study in large numbers, but also people living in traditional societies, who are more difficult to reach. Participants from those more traditional groups showed significant differences from college students living in the same countries, and from people who live in those countries but performed the test online.

“What’s very clear from the paper is that if you just look at the results from undergraduate students around the world, you vastly underestimate the diversity that you see otherwise,” Jacoby says. “And the same was true of experiments where we tested groups of people online in Brazil and India, because you’re dealing with people who have internet access and presumably have more exposure to Western music.”

The researchers now hope to run additional studies of different aspects of music perception, taking this global approach.

“If you’re just testing college students around the world or people online, things look a lot more homogenous. I think it’s very important for the field to realize that you actually need to go out into communities and run experiments there, as opposed to taking the low-hanging fruit of running studies with people in a university or on the internet,” McDermott says.

The research was funded by the James S. McDonnell Foundation, the Canadian National Science and Engineering Research Council, the South African National Research Foundation, the United States National Science Foundation, the Chilean National Research and Development Agency, the Austrian Academy of Sciences, the Japan Society for the Promotion of Science, the Keio Global Research Institute, the United Kingdom Arts and Humanities Research Council, the Swedish Research Council, and the John Fell Fund.