Координация рук: как барабанщики помогли изучить мозг

Немецкие учёные из Рурского Университета Бохума выяснили, что у барабанщиков меньше волокон в мозолистом теле (образовании, соединяющем полушария мозга), но каждое из них толще. Кроме того, у них лучше организована работа моторной коры головного мозга. Именно эти структурные особенности мозга отвечают за одинаково хорошо развитую моторику обеих рук – говорится в статье, опубликованной в Brain and Behavior.

О нейропластических процессах, изменяющих мозг музыкантов было известно давно, но отдельно барабанщиков никто не изучал. А между тем эта группа представляет особый интерес, ведь барабанщики могут скоординировать руки так, чтобы отбивать разный ритм правой и левой рукой, что для обычного человека – практически невыполнимая задача. До сих пор оставалось неизученным, почему лишь немногие люди имеют одинаково хорошо развитую сложную мелкую моторику обеих рук, а большинство имеет «руку ведущую», являясь правшами или левшам.

Исследователи сравнили группу из 20 барабанщиков с контрольной группой из 24 человек, все мужчины в возрасте от 21 до 30 лет. Критерием для отбора музыкантов была игра на протяжении 11-23 лет и занятия от 1,5 до 30 часов в неделю. Среди барабанщиков было двое левшей и один амбидекстр, то есть человек одинаково владеющий правой и левой руками. Перед МРТ мозга, испытуемых просили поиграть на барабанах, а точнее попасть по «правильному» барабану на приставке Playstation3. Рисунок партии задавался нотами.

Шесть ритмических рисунков, предлагаемых барабанщикам

В мозге барабанщиков обнаружилось меньше волокон в мозолистом теле, но они толще, что позволяет мозгу барабанщика оперативнее передавать сигнал из одного полушария в другое.

Кроме того, у барабанщиков наблюдалась меньшая активность в моторной коры головного мозга, например, при постукивании пальцами. Это связано с тем, что их двигательная область имеет более эффективную нейронную организацию, а, значит, не требует больших затрат энергии для простого постукивания. Интересно, что «разъединение» двух полушарий при координации действий барабанщиков может быть связано не только с развитием двигательной области М1, но и с префронтальной областью коры головного мозга, отвечающей за планирование движения.

Сегментирование мозолистого тела при исследовании МРТ

Исследование Лары Шлаффк и коллег имеет большое значение для клинической практики, например, для лечения пациентов с двигательными расстройствами. Ведь на примере барабанщиков было показано, что длительное обучение сложным двигательным задачам способствует перестройке двигательного центра в коре головного мозга.

Феномен влияния «ведущей руки» на асимметрию полушарий головного мозга является одной из самых широко изучаемых тем в нейронауках. В мире 90% правшей и 10 % левшей, это соотношение остается постоянным на всех континентах на протяжении последних 5000 лет, и может наблюдаться даже внутриутробно. Сложные движения ведущей руки, как известно, регулируются корой противоположного полушария, а двигательная активность второй руки – двумя полушариями. Предрасположенность быть правшой или левшой проявляется в активности мозолистого тела, связывающего два полушария. У правшей во время движений правой рукой деактивируется правое полушарие, в то время как левши сохраняют активность двух полушарий при движениях ведущей рукой. Люди, у которых отсутствует мозолистое тело из-за особенностей генетики, наиболее вероятно будут одинаково владеть обеими руками. Понимание роли мозолистого тела в моторике ведущей руки является важным результатом этого исследования.

Текст: Диана Владимирова

“Boom Chack Boom—A multimethod investigation of motor inhibition in professional drummers”.Lara Schlaffke, Sarah Friedrich, Martin Tegenthoff, Onur Güntürkün, Erhan Genç, Sebastian Ocklenburg.
Brain and Behavior doi:10.1002/brb3.1490.