Vědci přišli na obratnost rukou pianistů

Jak dobře dokáže člověk ovládat vlastní ruce, je nejen motorický systém, ale také somatosenzorický systém, který zahrnuje zpracování citlivých signálů přijímaných v procesu hmatu, propriocepce, nocicepce a teplotního vjemu. Propriocepce, tedy vnímání hranic vlastního těla a polohy jeho částí v prostoru, a hmat jsou důležité zejména pro jemnou motoriku při používání nástrojů, což je vyžadováno například při hře na hudební nástroje.

Podívejte se, na co zemřeli velcí skladatelé:

Samozřejmě, že motorický a somatosenzorický systém jsou neoddělitelně propojeny a síla tohoto spojení by ve skutečnosti měla odrážet, jak zručný je člověk v ovládání vlastního těla (a konkrétněji rukou). Vědci vedení Masato Hirano ze Sony Computer Science Laboratory se rozhodli tomu porozumět podrobněji.

Vědci provedli tři experimenty. Prvního se zúčastnilo 11 profesionálních klavíristů a 10 lidí z kontrolní skupiny, kteří neumí hrát na hudební nástroje. Vědci elektricky stimulovali ukazováček pravé ruky účastníků a současně pomocí EEG měřili somatosenzorické evokované potenciály N20 a P25, časné negativní a pozitivní potenciály, které se objevují během prvních 20 a 25 milisekund po stimulaci.

Poté vědci změřili index aferentní inhibice, který odráží společnou práci somatosenzorického a motorického systému: ukazuje, jak senzorický signál inhibuje ten motorický. K tomu vědci pomocí TMS stimulovali oblast motorického kortexu, která je zodpovědná za pohyb pravého ukazováčku, bezprostředně po elektrické stimulaci prstu.

Ani somatosenzorické, ani motorické potenciály samotné se mezi těmito dvěma skupinami nelišily. Vědci však byli schopni detekovat rozdíl v aferentní inhibici: ačkoli byl účinek pozorován u obou skupin, byl nižší u pianistů (p < 0,001).

Do druhého experimentu se zapojilo 10 hudebníků a 10 lidí z kontrolní skupiny. Pomocí exoskeletové rukavice vědci ohýbali ukazováček účastníků v úhlu 45 stupňů a měřili somatosenzorické evokované potenciály související s propriocepcí, způsobem ohýbání prstu. Kromě toho byla motorická kůra účastníků stimulována pomocí TMS.

Vědci identifikovali tři časně evokované potenciály, které přisuzovali proprioceptivním vjemům, ke kterým dochází mezi 50 a 200 milisekundami po podání podnětu: první pozitivní (P1), první negativní (N1) a druhý pozitivní (P2) .

Dvě pozdější složky evokovaného potenciálu, N1 a P2, se u hudebníků vyskytovaly výrazně rychleji (p = 0,03 a p = 0,02, v tomto pořadí) než u kontrolních osob a nejranější evokovaný potenciál P1 u hudebníků byl zaznamenán z užší oblasti kůra mozková. Stimulace TMS také zvýšila amplitudu detekovaných potenciálů v kontrolní skupině, zatímco u hudebníků zůstala nezměněna.

Ve třetím experimentu se vědci nakonec rozhodli otestovat, jak se objevené mechanismy (slabá aferentní inhibice a indikátory a charakteristiky proprioceptivních potenciálů) promítají do jemné motoriky účastníků. Za tímto účelem byli hudebníci, kteří se zúčastnili dvou předchozích experimentů, požádáni, aby na čtyři sekundy stiskli klávesu se snímačem síly a změřili rychlost stisku. Ukázalo se, že jediný parametr, který souvisí s tím, jak rychle pianisté mačkají klávesy, je aferentní inhibice: ti hudebníci, kteří měli tento indikátor nižší, stiskli klávesu rychleji.

Autoři práce tak ukázali, že hudební mistrovství (především díky dlouhému pohybovému cvičení) vede k viditelným změnám ve spojení somatosenzorického a motorického systému, díky čemuž je zajištěna jemná motorika nezbytná pro zručné hraní. . Přesněji řečeno, vědci prokázali, že inhibiční signál, který somatosenzorický systém přenáší do motorického systému, je u hudebníků oslaben, což zjevně zajišťuje jejich koordinovanější práci.

Často píšeme o hudebnících a o tom, jak se liší od lidí, kteří nehrají na hudební nástroje. Již dříve jsme například diskutovali o tom, jak učení se hře na violoncello zlepšuje spojení mezi motorickou a sluchovou oblastí mozku a také o tom, jak jsou jazzoví pianisté schopni přizpůsobit své pohyby náhlým změnám ladění než klasičtí pianisté.

Elizaveta Ivtushok