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 барабанщиков лучше организована работа моторной коры головного мозга. Именно эти структурные особенности 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: барабанщики могут скоординировать руки так, чтобы отбивать разный ритм правой и левой рукой — для обычного человека это практически невыполнимая задача. До сих пор оставалось неизученным, почему лишь немногие люди имеют одинаково хорошо развитую мелкую моторику обеих рук, а большинство имеет «руку ведущую», являясь правшами или левшами.

Исследователи сравнили группу из 20 барабанщиков с контрольной группой из 24 человек — все мужчины в возрасте от 21 до 30 лет. Критерием 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 (одинаково владеющий правой и левой руками). Перед МРТ-сканированием испытуемых просили поиграть на барабанах — точнее, попасть по «правильному» барабану на приставке PlayStation 3. Рисунок партии задавался нотами.

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

Кроме того, у барабанщиков наблюдалась меньшая активность моторной коры — например, при простом постукивании пальцами. Их двигательная область имеет более эффективную нейронную организацию и не требует больших затрат энергии. Интересно, что «разъединение» двух полушарий при координации действий барабанщиков может быть связано не только с развитием двигательной области М1, но и с префронтальной корой, отвечающей за планирование движения.

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

Почему правшей в мире 90%?

Феномен влияния «ведущей руки» на асимметрию полушарий головного мозга — одна из самых широко изучаемых тем в нейронауках. В мире 90% правшей и 10% левшей; это соотношение остаётся 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 обоих 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

Schlaffke L., Friedrich S., Tegenthoff M., Güntürkün O., Genç E., Ocklenburg S. — «Boom Chack Boom — A multimethod investigation of motor inhibition in professional drummers». Brain and Behavior, 2020.

DOI: 10.1002/brb3.1490