ホタルもコオロギもヒトも「毎秒2回」、動物界に共通するリズムの謎

カラオケで気持ちよく歌える曲、散歩のときに足が自然とリズムに乗る音楽。多くのヒット曲のテンポはBPM120（1分間に120拍）前後に集中しています。これは偶然ではなく、ヒトの脳と体がもっとも心地よく感じるリズムだからだ、と言われてきました。では、このリズム感はヒトだけのものなのでしょうか。「動物界全体が同じテンポでコミュニケーションしている」と題した研究が、驚くべき答えを示しました。ホタルの発光、コオロギの鳴き声、カエルの合唱、さらにはアシカの動作まで、さまざまな種のコミュニケーション信号が毎秒約2回というほぼ同じテンポに集中していたのです。

タイの田園地帯で気づいた「偶然の一致」

この発見のきっかけは、タイの田園地帯でのフィールドワークでした。ノースウェスタン大学の研究チームが、夜空に無数のホタルが同期して明滅する様子を撮影していたときのことです。何時間もホタルを観察していた筆頭著者のアミチャイ氏は、ふとあることに気づきます。ホタルの点滅と、近くで鳴いているコオロギの鳴き声のリズムが、まるで同期しているように感じられたのです。

最初は、2つの種が互いの信号に反応して同期しているのではないかと考えました。しかしデータを詳しく分析すると、ホタルとコオロギはお互いに関係なく、独立して信号を出していました。ただし、そのテンポがほぼ同じ——毎秒2〜3回だったのです。

「まったく無関係な2つの種が、こんなにも似たリズムで信号を送っているのは不思議だった」と研究者は振り返っています。

体の大きさは関係ない、脳が決めるテンポ

この偶然の一致が普遍的なパターンなのか確かめるため、研究チームは過去に発表されたさまざまな動物のコミュニケーション研究を幅広く分析しました。対象には、ホタルの発光、コオロギの鳴き声、カエルの求愛コール、鳥のさえずりや求愛ダンス、魚が出す光や音のパルス、哺乳類の発声やジェスチャーなどが含まれます。

結果は明快でした。体の大きさも、生息環境も、コミュニケーション手段も大きく異なるにもかかわらず、多くの種で信号の反復テンポが0.5〜4ヘルツ（毎秒0.5〜4回）の範囲に収まり、とくに2ヘルツ前後に集中する傾向が見られたのです。光で伝える種も、音で伝える種も、動きで伝える種も同様でした。

注目すべきは、動物が物理的にもっと速いテンポで信号を出す能力を持っていることです。たとえばホタルは、人間に捕まえられそうになるとパニック状態で通常よりはるかに速く点滅します。つまり、毎秒2回というテンポは体の限界ではなく、社会的なコミュニケーションのためにあえて選ばれている速さなのです。

脳が反応しやすい「毎秒2回」

なぜ多くの動物が毎秒2回のテンポに集まるのか。その答えは、脳の神経回路にありそうです。

ペンシルベニア大学で神経科学と理論物理学を研究する共同研究者が、重要なヒントを提供しました。ニューロン（神経細胞）は、受け取った信号を処理し、次の信号を出すまでに一定の時間を必要とします。この生物学的な制約から、神経回路は数百ミリ秒ごと——つまり毎秒約2回のペースで届く信号にもっとも強く反応しやすいと考えられています。

研究チームはこの仮説を検証するため、単純な神経回路のコンピューターモデルを構築しました。さまざまなテンポの信号を入力してみると、モデルの神経回路は動物のコミュニケーションで観察されたのと同じ2ヘルツ付近の信号にもっとも強く応答しました。

つまり、毎秒2回のテンポは脳にとっての「共鳴周波数」のようなものです。この速さで届く信号は、受け手の脳が検出しやすく、処理しやすい。だからこそ、進化の過程で多くの種がこのテンポに収れんしたと考えられます。

ヒトの音楽や言葉にも同じ原理が

この発見は、ヒトの文化にも興味深いつながりを持っています。音楽学者たちは以前から、ポピュラー音楽のテンポがBPM120前後に集中する傾向を指摘してきました。BPM120は、まさに2ヘルツです。

「このリズムは私たちの体に合っています。人間は約2ヘルツで歩くので、2ヘルツの音楽に合わせて踊りやすい」と研究者は説明しています。ラジオから流れるヒット曲の多くが心地よく感じるのは、脳の神経回路が進化的に備えている基本的なタイミング特性と一致しているからかもしれません。

さらに、ヒトの発話にも毎秒数個の音のまとまりが現れるリズムがあり、この範囲と重なります。研究チームの責任著者であるエイブラムス氏は「テンポ自体が情報を伝えているわけではないかもしれない。しかし、注目を引くためのベースラインとして機能し、その上に実際のメッセージが乗っている」と指摘しています。まるで音楽のビートの上にメロディが乗るように、コミュニケーションの「拍子」が存在するという考え方です。