人間は音楽のビートに同期して自然に身体を動かします。この「ビート同期運動」は、120～140BPM（Beat per Minute）のテンポで最も顕著になることが知られており、世の中の多くの音楽がこのテンポを用いています。しかし、なぜ人間のビート同期運動がこのテンポで最大になるのかはわかっていませんでした。

　私たちの研究グループは、ビート同期運動の時間スケールを決定づけるメカニズムとして、二つの仮説（身体原因説と脳原因説）を立てました。身体原因説は人間の体の大きさと典型的な運動速度に由来する身体の特性がビート同期運動の時間スケールを決定づけているという説である一方、脳原因説は哺乳類に共通する脳の情報処理速度がビート同期運動の時間スケールを決定づけているという説です。これらの仮説を検証するため、人間に比べ体の大きさが極端に小さく動きが速いラットを用いて、ビート同期運動が最大になるテンポを調べることにしました。もし身体原因説が正しければ、ラットは人間より速いテンポの音楽に対してビート同期運動が最大になると予想され、脳原因説が正しければ、人間と同程度のテンポの音楽に対してビート同期運動が最大になると予想されます。しかし、先行研究においてラットがビート同期運動を示すということは知られていませんでした。そこで私たちは、目視ではラットのビート同期運動を観測できない可能性を考慮し、加速度センサーを用いてラットの頭部運動を詳細に計測しました。人間とラットそれぞれにMozartピアノソナタ（K.448）の一部を様々なテンポで聞かせた結果、両者とも原曲（132 BPM）においてはビート同期運動を示しましたが、速いテンポにおいてはビート同期運動を示しませんでした（図A）。この結果は脳原因説を強く支持します。

　私たちはさらに、脳のどのような特性がビート同期運動の時間スケールを規定しているのかを調べるため、音楽再生中のラット聴覚野の神経活動を計測しました。その結果、音楽のビートに対する聴覚野の神経活動は、120～140BPMにおいて最大になりました（図B）。また、定常的な入力に対して時間とともに発火率が減少するという神経細胞の発火特性（短期順応性）を考慮した数理モデルを用いると、120BPM付近において聴覚野神経細胞の活動が最大になることを説明できました（図C）。

　本研究により、人間が120～140BPMで最もビート同期運動しやすいのは、聴覚野神経細胞の短期順応性によって規定される、最もビートに対して聴覚野が賦活するテンポだからである可能性が示されました。