[論文レビュー] Emergent togetherness in collaborative dance improvisation: neural and motor synchronization reveal a coupling-decoupling paradox

Yago Emanoel Ramos, Raphael Silva do Rosário+7 more|arXiv (Cornell University)|Jan 7, 2026

Action Observation and Synchronization被引用数 0

ひとこと要約

共同体制御ダンス即興において、訓練は脳間神経同期を高める一方で対人的運動同期を低下させることを示しており、共感は同一の動きではなく共有された神経的意図性から生じることを示唆している。

ABSTRACT

Collective improvisation in dance provides a rich natural laboratory for studying emergent coordination in coupled neuro-motor systems. Here, we investigate how training shapes spontaneous synchronization patterns in both movement and brain signals during collaborative performance. Using a dual-recording protocol integrating 3D motion capture and hyperscanning EEG, participants engaged in free, interaction-driven, and rule-based improvisation before and after a program of generative dance, grounded in cellular-automata. Motor behavior was modeled through a time-resolved α-exponent derived from Movement Element Decomposition scaling between mean velocity and displacement, revealing fluctuations in energetic strategies and degrees of freedom. Synchronization events were quantified using Motif Synchronization (biomechanical data) and multilayer Time-Varying Graphs (neural data), enabling the detection of nontrivial lead-lag dependencies beyond zero-lag entrainment. Results indicate that training produced an intriguing dissociation: inter-brain synchronization increased, particularly within the frontal lobe, while interpersonal motor synchrony decreased. This opposite trend suggests that enhanced participatory sense-making fosters neural alignment while simultaneously expanding individual motor explorations, thereby reducing coupling in movement. Our findings position collaborative improvisation as a complex dynamical regime in which togetherness emerges not from identical motor outputs but from shared neural intentionality distributed across multilayer interaction networks, exemplifying the coupling-decoupling paradox, whereby increasing inter-brain synchrony supports the exploration of broader and mutually divergent motor trajectories. These results highlight the nonlinear nature of social coordination, offering new avenues for modeling creative joint action in human systems.

研究の動機と目的

• 協働ダンス即興中の自然発生的な神経・運動同期が訓練によってどのように形作られるかを調査する。
• 生成的ダンス訓練プログラム前後の自由・相互作用主導・ルールベースの即興の差異を検討する。

提案手法

• 3DモーションキャプチャとハイパースキャニングEEGを組み合わせた二重記録プロトコル。
• Movement Element Decompositionスケーリングからの時系列アルファ指数を用いた運動行動のモデリング。
• Biomechanicalデータのモチーフ同期（Motif Synchronization）と神経データの多層Time-Varying Graphsを用いた同期の定量化。
• ゼロラグ賦活を超えるリード-ラグ依存性に焦点を当てた分析。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 訓練は協働即興中の脳間同期にどのような影響を与えるか？
• RQ2 訓練は協働即興中の対人運動同期にどのような影響を与えるか？
• RQ3 神経結合と運動結合の変化は共同作業における一体感の性質をどう示唆するか？

主な発見

• 訓練は脳間同期を高め、特に前頭葉に顕著な効果を示す。
• 訓練により対人運動同期は低下する。
• 参与型意味づけの強化が神経的整列と個々の運動探求の拡大と同時に起こる。
• 一体感は同一の運動出力ではなく分散した神経的意図性から生じる。
• 結果は神経結合と運動結合が分岐するカップリング-デカップリングのパラドックスを明らかにする。