A perceção de batida – a capacidade de detetar um pulso regular em sons rítmicos – é inata, surge na infância e está presente em todas as culturas. No entanto, compreender como o cérebro processa essa capacidade continua a ser um desafio científico. Uma equipa liderada por Carlotta Lega recorreu à estimulação magnética transcraniana (TMS) para estudar o papel de áreas motoras na perceção de batidas musicais. A TMS foi aplicada em regiões do córtex pré-motor (PMC) e da área motora suplementar (SMA), em ambos os hemisférios, enquanto os participantes realizavam tarefas de deteção rítmica. Os resultados indicaram que apenas a estimulação inibitória da porção caudal do PMC dorsal direito (dPMC) interferiu com a perceção da batida, diminuindo a capacidade de detetar variações subtis no ritmo. A estimulação de outras áreas não teve efeito significativo. Estas descobertas sugerem que o cérebro recorre a circuitos motores, originalmente ligados ao planeamento do movimento, para antecipar batidas musicais apoiando a hipótese da “reciclagem neuronal”, segundo a qual funções culturais reutilizam estruturas cerebrais antigas. Este estudo reforça a ideia de que a música, embora culturalmente rica e diversa, assenta em mecanismos profundamente enraizados na nossa biologia. E talvez por isso dançar ao som da música nos pareça tão natural porque o nosso cérebro já está, silenciosamente, a seguir o ritmo. Este estudo foi publicado na revista científica Human Brain Mapping, no artigo Topography of functional organization of beat perception in human premotor cortex: Causal evidence from a transcranial magnetic stimulation (TMS) study, no âmbito do projeto de investigação 241/20 - The premotor roots of musical beat perception and imagery: A neurophysiological investigation, apoiado pela Fundação BIAL.
ABSTRACT
Humans can flexibly extract a regular beat from complex rhythmic auditory patterns, as often occurs in music. Contemporary models of beat perception suggest that the premotor cortex (PMC) and the supplementary motor area (SMA) are integral to this process. However, how these motor planning regions actively contribute to beat perception, along with any potential hemispheric specialization, remains open questions. Therefore, following the validation of stimuli in a behavioral experiment (Experiment I, N = 29, 12 males, mean age = 23.8 ± 0.7 years), we employed transcranial magnetic stimulation (TMS) to test the causal contribution of these regions to beat perception. In Experiment II (N = 40, 16 males, mean age = 23.2 ± 2.37 years), we applied online repetitive TMS (rTMS) over a defined grid encompassing the right rostral and caudal dPMC, SMA, and pre-SMA, and a sham control location. Results showed that stimulation of the caudal portion of right dPMC selectively affected beat perception compared to all other regions. In Experiment III (preregistered, N = 42, 17 males, mean age = 23.5 ± 2.61 years), we tested the lateralization of this contribution by applying rTMS over right and left caudal dPMC. Our results showed that only stimulation over right, but not left, dPMC modulated beat perception. Finally, across all three experiments, individual differences in musical reward predicted beat perception sensitivity. Together, these results support the causal role of the right dPMC in generating internal action predictions and perceptual expectations regarding ongoing sequential events, in line with recent models emphasizing the role of the dorsal auditory stream in beat-based temporal perception. These findings offer valuable insights into the functional organization of the premotor cortex, contributing to a deeper understanding of the neural mechanisms involved in human rhythm perception.
