Le modèle, développé par des chercheurs français, utilise des oscillateurs couplés pour représenter différentes zones cérébrales impliquées dans le traitement du rythme. Les oscillateurs simulent l'activité électrique des neurones et leur communication entre eux. Les interactions entre les oscillateurs donnent lieu à des comportements collectifs qui imitent la manière dont le cerveau répond aux stimuli rythmiques.
"Nous espérons que nos travaux contribueront à une meilleure compréhension des déficits de traitement du rythme observés dans de nombreux troubles neuropsychiatriques, notamment la schizophrénie, l'autisme et la maladie de Parkinson", a déclaré Vincent Torre, co-auteur de l'étude, de l'Université de la Sorbonne à Paris.
Garder le rythme de la musique dépend de l'intégration et de la coordination des informations sensorielles avec les actions motrices, a expliqué Torre. Le modèle mathématique pourrait permettre aux chercheurs de mieux comprendre comment ces différents composants, ainsi que les différentes zones du cerveau impliquées, travaillent ensemble pour assurer la perception et la production du rythme.
Le modèle a imité avec succès les performances humaines sur des mesures expérimentales de perception, de production et de synchronisation du rythme, selon l'étude. Par exemple, le modèle pourrait prédire avec précision comment les participants taperaient avec un métronome lorsque le tempo fluctuait. Le modèle a également reproduit les observations sur la façon dont la perception des stimuli rythmiques dépend de la vitesse à laquelle les stimuli sont présentés.
"La capacité de notre modèle à reproduire des données empiriques valide les principes sous-jacents sur lesquels il repose", a déclaré Torre. "Il fournit un banc d'essai utile pour sonder plus en détail les mécanismes du traitement du rythme."
Torre a déclaré que le modèle n'est qu'une première étape vers la compréhension de la base neuronale du traitement du rythme. Les travaux futurs pourraient intégrer des zones cérébrales et des systèmes de neurotransmetteurs supplémentaires, ainsi que prendre en compte les effets de l’apprentissage et de la mémoire.
"Nous pensons que notre cadre a le potentiel de faire progresser le domaine de la recherche sur le rythme et de fournir de nouvelles informations sur l'horloge interne du cerveau", a déclaré Torre.
