マネシツグミがベートーベンのように歌を作曲する方法

2021年7月23日午前9時

鳥たちは無作為に音を出しているわけではありません。彼らの戦略のいくつかは、驚くほど人間のものと似ています。

マネシツグミの驚くほど複雑な歌声は、トゥバの喉歌、ベートーベンの交響曲第5番、映画『アナと雪の女王2』の主題歌「Show Yourself」、ケンドリック・ラマーの「Duckworth」とどのような共通点があるのでしょうか？心理学誌「Frontiers in Psychology」に掲載された最近の論文によると、マネシツグミは歌を作曲する際に、人間の音楽に用いられるのと同様の音楽的ルールに従っているそうです。

「マネシツグミの鳴き声をしばらく聞いていると、マネシツグミが真似するメロディーをただランダムに繋ぎ合わせているわけではないことが分かります」と、論文の共著者でマックス・プランク経験美学研究所の神経科学者ティナ・レスケ氏は述べています。「むしろ、一貫した規則に従って、似たようなメロディーの断片を並べているように見えます。しかし、この直感を科学的に検証するためには、データが実際に私たちの仮説を裏付けているかどうかを定量分析で検証する必要がありました。」

マネシツグミは、他の鳥や周囲の特定の音を模倣する能力で知られています。ただし、その音はマネシツグミの聴力範囲に限ります。例えば、アオカケスは模倣できますが、ワタリガラスは模倣できません。また、アオガエルは模倣できますが、ウシガエルは模倣できません。マネシツグミの鳴き声の半分以上は擬音であり、数百種類ものフレーズからなる素晴らしいレパートリーを誇っています。

マネシツグミの歌については、数十年にわたって数多くの研究が行われてきました。その結果、マネシツグミは通常、小さな息継ぎを挟んで各音節を3～5回繰り返し、その後新しい音節に切り替えることが科学者によってわかっています。（「音節」とは、単一の音符、または複数の音符の集まりを指します。）1987年のある研究では、わずか4羽の鳥から数千もの歌のフレーズを分類し、音節の種類は数百種類あるものの、そのほとんどは頻繁に発音されず、サンプルデータに25%が一度しか現れなかったという結論に達しました。

マネシツグミがどの音節を歌うか、つまり複雑な歌をどのように作曲するのかは、あまり解明されていません。それは無作為抽出によるものではありません。この新たな研究は、マネシツグミが音楽スタイルを組み立てる際に用いる特定の作曲戦略、いわゆる「モーフィング・モード」、つまりテーマの変奏のようなものを定量化または定量化する初の試みです。この研究のために、研究チームは5種類のマネシツグミの歌を調査しました。3種類は春の半ばに野外で録音され、残りの2種類は公開されている鳥類の歌データベース（Xeno-canto）から取得されました。

3人の著者は皆、この研究に独自の視点を持ち込んでいます。ロースケ氏の専門は動物のシグナルの統計分析です。デイビッド・ローザーンバーグ氏はニュージャージー工科大学の音楽哲学者で、音楽と自然のつながりを研究しています。デイブ・ギャモン氏はノースカロライナ州エロン大学のフィールド生物学者で、マネシツグミ（特に特定の鳥）の鳴き声を長年研究しています。

「複雑なマネシツグミの歌声に直面すると、音楽家は一つの音を、鳥類学者は別の音を、信号分析者は別の音を聞き取るだろう」と、著者らはこの学際的なアプローチの背景にある理由について記している。「あらゆる自然現象に関する人類の最も完全な知識は、異なる人間の知識形態を組み合わせることで得られる。一つの視点が他の視点を否定することはない。それらは組み合わせて適用された時に最も強力になるのだ。」

研究チームは、マネシツグミの歌のスペクトログラムを作成し、構成音節を視覚化しました。録音を聴き、マネシツグミの「モーフィングモード」（フレーズ間の遷移）の仕組みについて独自の定性的な評価を行いました。最終的に、マネシツグミが一つの音から次の音へと遷移する際に用いる4つの基本的な作曲戦略、すなわち音色変化、音高変化、遷移の伸長、遷移の圧縮に絞り込みました。研究に使用した5羽の鳥のうち3羽のサンプル歌に基づいて、4つのモードの頻度を定量化し、モーフィングの約半分が音色に基づいていることを発見しました。

確かにこれは単純化であり、「ほぼすべての遷移はこれらのモードの複数の組み合わせを伴います」と著者らは認めている。4つのモードは厳密な分類システムではなく、むしろヒューリスティックなツールである。「私たちはこれを、検証可能な仮説を導き出すための基礎として用います」と著者らは記し、4つのモードを音韻論で一般的に用いられる最小語対（例えば、「家／ネズミ」、「引っ張る／プール」など、音素が1つだけ異なる単語のペア）に例えている。

音色とは、音符やフレーズの色彩や音質を表します。例えば、人間の声、トロンボーン、オーボエ、フルートなどが同じ音を出していても、それぞれが明確に異なる音色に聞こえるのは、このためです。マネシツグミの音色変化モードでは、音色を除いて、音節のすべてが同じままです。これは通常、マネシツグミが、ある鳥類の鳴き声を模倣していたところから、基本的なリズムを変えずに、著しく異なる音色の別の鳥類の鳴き声へと移行するときに起こります。ある例では、マネシツグミは最初はアオカケスの「ポンプハンドル」のような鳴き声に似た、模倣ではないフレーズを発していましたが、徐々にアオカケスの真似へと変化していきました。

著者らは、トゥバの喉歌（具体的には、Huun-Huur-Tuというグループによる歌）を、同様の音色変化様式を明確に示す人間の音楽の例として挙げている。「人間の声一つで高音倍音の質が変化するため、複数の人が歌っているように聞こえる」と著者らは記している。

ピッチモーフィングモードとは、音節のピッチまたは周波数のみが変化するモードです。例えば、マネシツグミはキタコゲラやカロライナミソサザイの鳴き声を真似ることから始め、その後数音上げて、それらの鳴き声の非模倣バージョンを発声することがあります。ベートーベンの交響曲第5番の冒頭の音を聞いたことがある人なら、この戦略に見覚えがあるでしょう。最初の「ダダダダダ」の後に、同じフレーズを低いピッチで繰り返します。（伝説によると、ベートーベンはこの冒頭について尋ねられたとき、「それは運命が扉をノックする音だ」と答えたそうです。）

ストレッチ（またはハーフタイム）モーフィングモードは、マネシツグミが選択した音節を遅くしたり伸ばしたりするときに発生します。これは、夏のタナガラの鳴き声を真似て、それを伸ばして、最終的にカーディナルの鳴き声の断片に変形させるようなものです。Roeskeらによると、イディナ・メンゼルは「Show Yourself」の終盤で同様の戦略を採用しています。

スクイーズ・モーフィング・モードはストレッチ・モードの逆で、あるフレーズの後に、同じ音色とピッチを維持しながら、より速く演奏される類似のフレーズが続きます。ケンドリック・ラマーは、2017年のアルバム『Damn』に収録されている「Duckworth」で、スクイーズとピッチ・モーフィングを組み合わせた同様のアプローチを採用しています。「この曲がピューリッツァー賞を受賞したのは、何の理由もないわけではありません」と著者らは述べています。「ラマーは、何百万年もの間、マネシツグミに素晴らしい効果をもたらしてきた一連の作曲戦略を駆使しているのです。」

このことから、Roeske らは、マネシツグミは人間の作曲家とほぼ同じように歌を作曲しており、人間が「調和運動のルール」に従うのと同じように、これら 4 つの基本的な変形モード、つまり作曲の「ルール」に従う他の鳥のメロディーからフレーズを引用していると結論付けています。

ここでは擬人化のリスクが多少ある。人間には、他の種に自分自身を見るという、あまりにも人間的な傾向がある。だからこそ、著者らは追加分析によってこうしたバイアスをコントロールすることに苦心し、マネシツグミは偶然に予想されるよりも頻繁に、音響特性が似ている隣接するフレーズを選択することを発見した。つまり、マネシツグミがフレーズ間で変化しているというこの定性的な知覚は、人間のバイアスだけによるものではない。とはいえ、こうした変化のモードが、歌のフレーズが脳内に記憶される方法の単なる副産物である可能性も完全には排除できない。

ロスケらは論文の中で、この点を何度も強調しようと躍起になっている。同僚から「鳥の単なる機能的な音に音楽を感じ取るのは科学の限界を超えている」と非難されるのを恐れているからだ。とはいえ、彼らは「関連する研究が行われるまで、マネシツグミに美的感覚がないと決めつけるのは、科学者や音楽学者にとってナイーブすぎる」と主張している。特に、オグロメジロコガラ（音程変化）、スズメ（絞り出すような音）、キャニオンレン（伸びるような音）など、他の鳥類にも鳥の歌の美的感覚に関する相当な証拠があるからだ。

このストーリーはもともと Ars Technicaに掲載されました。

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