Hudba a lidský mozek


Music and human brain

This short and selective revue describes the relationship between the brain and music, music as an adaptation, phylogenesis and ontogenesis of music, the music-language relationship, the domain specificity and neuronal representation of music.

Key words:
music, human brain, neuronal representation.


Autoři: F. Koukolík
Působiště autorů: Oddělení patologie a molekulární medicíny ;  Národní referenční laboratoř prionových chorob ;  Fakultní Thomayerova nemocnice s poliklinikou, Praha ;  Primář: MUDr. František Koukolík DrSc.
Vyšlo v časopise: Prakt. Lék. 2009; 89(3): 120-124
Kategorie: Postgraduální vzdělávání

Souhrn

Stručný a výběrový přehled vztahu hudby a mozku pojednává o hudbě jako adaptaci, fylogenezi a ontogenezi hudby, vztahu hudby a jazyka, citové stránce, doménové specificitě a neuronální reprezentaci hudby.

Klíčová slova:
hudba, lidský mozek, neuronální reprezentace.

Vztah hudby a lidského mozku je rozsáhle zkoumaná problematika. Na výzkumu se podílejí kognitivní vědci, fyziologové, evolucionisté, evoluční psychologové, stejně jako muzikologové, lingvisté, archeologové, antropologové. Velmi stručný a výběrový přehled, který následuje, se pokouší postihnout část směrů současného výzkumu.

Hudba jako evoluční adaptace

Jedna z možných hypotéz říká, že hudba adaptivní hodnotu nemá a může být vedlejším produktem vývoje jiného systému, například jazyka. Gould a Lewontin (4) v těchto případech mluví o evolučním „spandrelu“, což je označení prostoru vznikajícího při stavbě katedrály mezi jejími oblouky, nutném, nicméně vedlejším výtvoru. Jestliže by hudba byla vedlejším výtvorem selekce mechanismu jazyka, pak by tento mechanismus mohl potlačit slabší selekci proti hudbě.

Je nepravděpodobné, že by hudba byla evoluční slastný „tvarohový koláč“ (15), což je blízká hypotéza. Hudba je často hlasitá, tím pádem může společně s tancem lákat predátory a nepřátele (nicméně je zrovna tak může odstrašovat), je energeticky náročná, někdy až k vyčerpání, takže by se dal spíše očekávat selekční tlak směřující proti hudbě.

Otázku proč jsou lidé muzikální zodpověděl první Darwin r. 1871. Měl zato, že hudba přitahovala sexuální partnery. Darwinovu odpověď rozpracoval Miller (8). Dokazuje, že tvorba hudby jsou způsoby jak ovlivňovat možné sexuální partnery, jimž muzikanti, zpěváci nebo tanečníci ukazují kvality svého mozku, tím nepřímo i svých genů.

Vysokou míru hudebního nadání mají jen někteří lidé, je těžké ji předstírat, je náročná a velmi ceněná. Hudební taktiku užívají obě pohlaví: vzpomeňme na sirény a Odyssea, jenž svým námořníkům zalil uši voskem, a sám se nechal přikovat ke stožáru.

Významnější by mohla být hudba pro skupinovou soudržnost. Hudba je podkladem tance, náboženských rituálů, ceremonií všeho druhu, včetně zvuku bubnu užívaného při pochodu do bitvy. Jinak řečeno posiluje vazbu mezi jedinci. Předpokládá se, že podkladem takové vazby mohly být mateřský zpěv a maminkovština. Výsledkem je emoční infekce, sklon automaticky napodobovat a synchronizovat vokalizaci s pohyby s vokalizací a pohyby druhého jedince a posléze se sblížit emočně.

Zvukové intervaly a poměry frekvencí umožňují harmonický zpěv, pravidelnost hudby podněcuje motorickou synchronizaci. Obě tyto vlastnosti podněcují sborový zpěv a tanec. Hudba proto má adaptivní význam zejména pro lidskou skupinu, pomáhá překonat lidskou individualitu v její prospěch.

Fylogeneze lidské hudby

Předpokládá se, že nejstarší podobou lidské hudby mohlo být spolu se zpěvem bubnování oběma rukama. Nepřímým důkazem změny lidské vokalizace je větší průměr hrudníku a hrudního míšního kanálu u lidí, jenž svědčí pro rozšířenou míchu, a tím lepší kontrolu dýchacích svalů.

Nejstarším nalezeným hudebním nástrojem je dvojice 36 800 (plus/minus 1 000) let starých kostěných fléten, vyrobených z křídelních kostí labutě, objevených v Německu. Je možné, že další druhy hudebních nástrojů vyrobených ze dřeva nebo jiného materiálu, který se neuchovává jako kost, byly starší. Hrubý odhad tedy říká, že instrumentální hudba je stará nejméně 40 000 let. Povaha neandrtálské flétny staré 43 000 let, objevené ve Slovinsku, je předmětem debaty. Není zcela jisté zda skutečně šlo o flétnu.

Do jaké míry lze chápat jednoduchou hudbu jako předchůdce jazyka, je předmětem teoretických úvah a sporů od Darwinových dob (1871). Darwin předpokládal, že lidskému jazyku předcházel jednoduchý komunikační systém podobný zpěvu. Je možné, že se u lidského druhu od doby, v níž se naše vývojová větev před 5–7 miliony let oddělila od vývojové větve směřující k dnešním šimpanzům, vyvíjel nejdříve protojazyk, který se mohl plně vyvinout až v době před 200–400 tisíci lety. Darwinova hypotéza společných vývojových kořenů jazyka a hudby vysvětluje mnohé sdílené znaky, příkladem je vokální učení, stejně jako ponechává prostor pro jejich odlišnost, například jazykovou sémantiku.

Komunikační systémy podobné hudbě se vyvinuly nejméně třikrát u ptáků a třikrát u savců, zatímco komunikační systém schopný sdělovat arbitrární významy se vyvinul jen jednou, a to u lidí. Darwinova úvaha nemluví o dalších hudebních výrazových prostředcích – instrumentální hudbě a tanci.

Ontogeneze hudby

Zdravé děti přicházejí na svět s hudebními vlohami. U kojenců lze prokázat hudební schopnosti, které se podobají hudebním schopnostem dospělých lidí. Kojenci rozlišují stupnice a rytmus. Ve věku šesti až devíti měsíců dávají přednost konsonantním intervalům před disonantními a stupnicím s nepravidelnými intervaly, což platí i pro uměle vytvořené stupnice. Děti tedy přicházejí na svět se schopností zvládat zvukovou strukturu jakékoli hudby světa. Přednost dávají děti pravidelnému rytmu. Je pravděpodobné, že hudební predispozice není vázána na jazyk.

Dětský mozek přichází na svět s poměrně malým počtem hotových zapojení. Je velmi plastický. Zevní prostředí tedy dětský mozek ovlivňuje mimořádně. Vrozeně nevidomí lidé užívají svou zrakovou kůru k lokalizaci zdroje zvuku, jejich sluch lépe rozlišuje výšku i časování tónů než u lidí vidomých. Jestliže děti poslouchají hudbu od raného dětství, pak hudba jejich mozky ovlivňuje.

Lidé, kteří o malé děti pečují, jim zpívají – zklidňují je tím, získávají jejich pozornost a sdílejí emoce. Nejmenším dětem zpívají pomaleji, ve vyšších tónech, zdůrazňují rytmus, emoční složka zpěvu je výraznější, než zpívají-li si sami. Dvoudenní slyšící děti, které se narodily neslyšícím rodičům, dávají přednost zpěvu určenému malým dětem před zpěvem určeným dospělým lidem.

Lidé, kteří pečují o nejmenší děti, na ně mluví zpěvavou „maminkovštinou“. Šestiměsíční děti dávají přednost na ně cílenému zpívání svých matek před na ně cílenou řečí.

Zdá se tedy, že vrozený „detektor hudby“ zaměří pozornost kojence k hudbě. Tento systém může být propojen k hypotetickému obecnému systému přijímání a zpracovávání informací ze zevního prostředí, jenž dokáže získávat hudební pravidla učením. Hudební schopnosti mohou být projevem základní vlastnosti mozku, kterou je poznávání pravidelně se opakujících jevů v prostředí.

Osmiměsíční děti využívají tuto základní schopnost stejně jako opice tamaríni. Sedmiminutová expozice rozličným tónům dostačuje, aby ji osmiměsíční děti rozlišily. Funkční specializace, tvorba různých druhů hudebních modulů, může být až následný jev.

Melodii rozlišují osmiměsíční kojenci stejně dobře jako dospělí. Transponovaná melodie pro ně není nový jev, i když jsou tóny, které ji tvoří, odlišné od tónů předešlé melodie. Jakmile se však pořadí tónů přehodí, stane se pro děti melodie něčím novým. Okamžitě upnou pozornost na reproduktor, z něhož slyší melodii s odlišným pořadím tónů. Relativní změny subjektivně vnímané výšky tónů jsou pro děti stejně významné jako pro dospělé lidi. Děti jsou rovněž schopny zobecnění bez ohledu na tempo. Dokáží tedy zobecnit hudební informaci z pořadí tónů stejně jako dospělí lidé (6).

Arnold Schönberg (1874–1951), proslulý tvůrce atonální hudby, muzikolog a malíř, který byl přesvědčen, že hudba je výlučně záležitostí učení, takže lidé vychovávaní od dětství v prostředí atonální hudby by s jejím přijetím neměli žádné obtíže, se mýlil. Malé děti jsou citlivější na narušení typické jednoduché západní melodie než na narušení „atonální“ melodie.

Ukolébavky, písničky tvořené pro nejmenší děti a zpívané dětem, jsou známy téměř ve všech zkoumaných kulturách. Soudí se, že by mohly být kulturními univerzáliemi, podobně jako jimi jsou jazyk nebo číselný smysl. Příslušníci různých kultur při poslechu ukolébavky ze zcela jiného kulturního okruhu obvykle dobře poznávají, že jde o ukolébavku, i tehdy, jsou-li setřena slova.

Je tedy pravděpodobné, že existují konstantní hudební znaky, které charakterizují ukolébavky ve všech kulturách podobně, jako existují konstantní znaky, které charakterizují ve všech kulturách „maminkovštinu“, charakteristický způsob, jímž matky mluví na své nejmenší děti. Melodie ukolébavek je jednoduchá a opakuje se. Jestliže dospělí stejně jako děti skutečně zpívají ukolébavku malým dětem, zpívají ve vyšších tónech a pomaleji, než zpívají melodie, které nejsou ukolébavkami. Kromě toho má zpěv ukolébavky svou barvu i chvění. Miminka mají ukolébavky zřejmě raději než písničky dospělých lidí. Přednost, které nejmenší děti dávají ukolébavkám, je patrně vrozená.

Zkušenost, že jsou nejmenší děti zvědavé a nový podnět je zaujme víc, než ten, který znají, se v případě zvukových podnětů ověřuje podobně jako u podnětů zrakových. Děti se ve směru nového zrakového podnětu podívají. Za novým sluchovým podnětem otočí hlavu. Známý podnět, nebo podnět jemuž dávají přednost, může vycházet z reproduktoru umístěného na jedné straně. Nový podnět, nebo podnět, kterému přednost nedávají, z reproduktoru umístěného na opačné straně.

Pokusy tohoto druhu dokázaly, že děti před běžnou řečí a běžným zpíváním dávají přednost zpěvavé laskavé a pomalejší maminkovštině případně „dětštině“. Citovému obsahu řeči, neboli její prozodii, dávají přednost, jestliže ji naslouchají ve vlastním, nikoli cizím jazyce. Přednost dávají konsonantním před disonantními intervaly a zpěvu ve vyšších než v nižších tónech.

Šestiměsíční děti také dávají přednost nové melodii před tou, kterou už znají, a to i v odstupu jednoho týdne – to znamená, že jejich dlouhodobá hudební paměť funguje už v tomto věku. V průběhu experimentu přehrávali rodiče šestiměsíčním dětem dvě staré jednoduché anglické písničky, a to tři minuty denně sedm dní v týdnu. První písničku – The Country Lass – poslouchaly čtyři děti ve zvuku klavíru, další čtyři děti ve zvuku harfy. Další čtyři děti poslouchaly druhou písničku – The Painful Plough – rovněž ve zvuku klavíru. Poslední čtyři děti ji poslouchaly ve zvuku harfy. Po osmi dnech se zjišťovalo, jak si děti pamatují jednak druh písničky, jednak její zvukovou barvu, zda tedy byla hrána na klavír, nebo na harfu.

Ve druhém pokusu se děti učily jednu nebo druhou písničku zahranou pouze na harfu. Vědci jim přitom písničky hráli buď o 25 % rychleji, nebo o 25 % pomaleji.

Ve třetím pokusu byla zkoumána schopnost zapamatovat si a rozlišit barvu zvuku. Dítě, které v průběhu učení poslouchalo Country Lass hranou na klavír, bylo testováno, zda dá přednost této, tedy známé písničce hrané na harfu, nebo druhé písničce, Painful Plough, rovněž hrané na harfu.

Děti si pamatují jak tempo, tak barvu zvuku písničky, kterou se učily, neboť pro ně při změně tempa ani změně barvy zvuku nebyla něčím novým. Nedávaly jí přednost otočením hlavy.

I další experiment ukázal, jak dobrou hudební paměť mají sedmiměsíční děti. Jestliže denně poslouchaly část Mozartovy sonáty dva týdny, pak po následující dvoutýdenní přestávce věnují pozornost odlišné skladbě. Protože děti vždy zaujímá něco nového podstatně víc než to, co znají, soudí se, že si původní skladbu pamatují – a že je nudí.

Obsahy dětské paměti lze spojovat s tím, že děti kopnou do pohyblivého předmětu, který mají zavěšený nad postýlkou. Děti i s odstupem jednoho týdne kopnou do tohoto předmětu pouze tehdy, slyší-li hudbu, při které se kopat učily. Hudbu si pamatují po stejné době jako říkánky nebo jednotlivá slova, což ukázal stejně uspořádaný pokus (6).

Vztah hudby a jazyka

Hockett (1960) formuloval 13 znaků jazyka. Je možné porovnat je s hudbou (tab. 1., cit. 2). Vokální hudbu by bylo možné popsat jako „řeč minus význam“, vymezení však nemá ostré hranice, jak dokazuje hvízdaný jazyk na jedné straně, nebo motivy západní hudby charakterizující roční období. Z toho neplyne, že by hudba nebyla nositelkou významů, nicméně vztah mezi signálem a jeho výkladem je v jazyce a hudbě odlišný.

Tab. 1. Porovnání Hockettových znaků mluveného jazyka (1960) s vlastnostmi hudby a vrozeným vydáním zvuků u lidí (Fitch, 2006)
Porovnání Hockettových znaků mluveného jazyka (1960) s vlastnostmi hudby a vrozeným vydáním zvuků u lidí (Fitch, 2006)
+ znak přítomen 0 znak nepřítomen Zaměnitelnost: jestliže lidem někdo hraje na hudební nástroj, chápou, aniž by sami na hudební nástroj hráli; Úplná zpětná vazba: slyšíte, co hrajete, nebo říkáte; Specializace: signál spouští žádanou odpověď při zanedbatelném výdaji energie; Sémanticita: slova v asociaci s věcmi; Přesun: schopnost sdělovat informace o předmětech nebo jevech, které nejsou přítomné; Podvojnost: kombinace prvků, které samy o sobě nemají význam, vytváří velký počet prvků, které ho mají; Produktivita: nové znaky; Přetržitost: digitální vs. analogový; Vrozené lidské zvuky: například smích, pláč, vzdechy, křik;

Jestliže je hudba v porovnání s jazykem sémanticky odlišná, vyrovnává rozdíl emočním a estetickým přínosem. Hudba se tedy podobá jazyku bez propozičního a kombinatorického významu (10). Na druhé straně má hudba znaky, které nemá jazyk (tab. 2).

Tab. 2. Porovnání hudby a vrozených zvukových signálů (Fitch, 2006)
Porovnání hudby a vrozených zvukových signálů (Fitch, 2006)

První tři znaky sdílí hudba s jazykem.

Komplexitou se rozumí vyšší složitost hudebních i jazykových signálů v porovnání se složitostí vrozených zvukových signálů jako jsou vzdechy, vzlykání, smích a výkřiky.

Hudba je stejně jako jazyk generativní. Užívá pravidly dané kombinace a permutace omezeného počtu not, respektive slabik, čímž je schopná vytvořit neomezený počet hierarchicky strukturovaných signálů. Symetrie mezi posluchačem a mluvčím, které Hockett říká zaměnitelnost, v instrumentální hudbě přítomna není. Lidé jsou schopni poslouchat a chápat hru na violu, přitom sami nemusí na tento nástroj umět hrát. Na druhé straně téměř každý člověk dokáže reprodukovat třeba nehezkým zpěvem jednoduchou melodii.

Hudební styl se lidé učí stejně jako individuální jazyk zkušeností, hudba je tedy kulturně přenosná stejně jako jazyk.

Na druhé straně se hudba od jazyka a vrozených zvukových signálů liší. Většina hudby na světě je založena na vymezené množině tónů, na stupnici, ze které se volí tóny z nichž jsou tvořeny melodie. Existují výjimky, mezi něž patří například rytmická africká hudba, v níž chybí definované tóny.

V časové doméně je hudba izochronní, neboť existuje pravidelný periodický takt, který je referenčním rámcem pro další časové znaky hudby. Izochronicita je relativní, neboť téměř žádná hudba není izochronní dokonale. Na druhé straně jsou izochronní některé řečové projevy, například v průběhu rituálu nebo při recitaci poezie.

Nejzřetelnější rozdíly mezi hudbou a jazykem jsou tedy v oddělenosti tónů a časových intervalů hudby, oba tyto rozměry jsou v průběhu řeči jako jazykového projevu plynulé.

Hudební melodie je stejně jako jazyk transponovatelná. Melodie je považována za stejnou i když je zpívána „výše“. Melodie je totiž dána vztahem mezi tóny, nikoli jejich absolutní frekvencí. Pro řeč platí to samé: věta řečená ženou je stejná jako táž věta řečená mužem o oktávu níž.

Od jazyka odlišuje hudbu kontext provedení: některé druhy písní a hudebních stylů se objevují v jistém sociálním kontextu, zvláště v ritualistických kontextech zdůrazňujících nadpřirozená témata. Pravděpodobně všechny kultury rozlišují slavnostní hudbu od pohřební, mužskou hudbu od ženské, ukolébavky od pracovních písní. Hudební sekvence se často opakují, častěji, než je tomu v jazyce, nicméně některé jazykové sekvence se rovněž často opakují, příkladem jsou pozdravy a loučení.

Otázka významu v hudbě je sporné, stále diskutované téma. Hudba není nositelem významů jako jazyk. O hudbě říká, že vyjadřuje emoce. Hudbu však od emocí lze abstrahovat. Existuje významný vztah mezi hudbou a tancem.

Hudebníci rozlišují proměny zvukové stránky cizího jazyka lépe než lidé, kteří hudebníky nejsou. Marquez et al. (7) nechal dospělé Francouze, hudebníky a nehudebníky, poslouchat věty říkané portugalsky. Poslední slova vět přitom měla buď obvyklou, nebo neobvyklou tónovou výšku – rozdíl byl buď slabý, a to 35%, nebo velký, 120%. Slabé prozodické rozdíly rozlišovali hudebníci lépe než lidé, kteří hudebníky nebyli. Kromě toho bylo zpracovávání těchto rozdílů v mozku hudebníků o 300 ms rychlejší než u nehudebníků.

Doménová specificita

Doména může být obecná, příkladem je analýza zvukového prostředí týkající se všech příchozích zvuků. Naproti tomu může být úzká, příkladem je zmíněné tonální kódování frekvence zvukového signálu, která zpracovává hudební informaci.

Existují hudební moduly?

Někdy je těžké říci, co je a není hudba. Rapovou hudbu lze chápat jako řeč, vysoce disonantní hudbu jak rámus. Naproti tomu například typ řeči užívaný při aukcích v USA je určité předzpěvování. Při jeho zpracovávání jsou kromě pozornosti aktivní jak řečové, tak hudební systémy. Aktivita hudebních systémů je nižší.

Pro modularitu zpracovávání hudební informace svědčí tónová hluchota: tito lidé dobře nerozlišují tóny, přitom jejich jazyk a inteligence nejsou poškozené. Člověk stižený tónovou hluchotou může mluvit bez přízvuku několika cizími jazyky. Není však schopen zpívat, tancovat a nepoznává hudbu.

Stav je diagnostikován jakokongenitální amúzie. Jeho opakem je syndrom hudebního savanta – jedinečně uchovaný hudební modulus v jinak poškozeném mozku (14).

Důkazem modulárního uspořádání jsou některá ložisková poškození mozku dospělých lidí. Mohou výběrově narušovat hudební schopnosti, zbytek poznávacích funkcí je přitom nedotčený. Pacienti například nepoznávají bezeslovné melodie, které do okamžiku poškození svého mozku znali. Přitom dobře poznávají recitovanou poezii, známé hlasy a jiné zvuky prostředí, například zvuky vydávané živočichy, hluk dopravy. Selektivita těchto poruch může být nápadná.

Pacientka C.N. není schopna rozlišit broukané melodie známých písniček. Slova těchto písniček poznává, stejně dobře poznává intonaci řeči (12). V případech tohoto druhu se diagnostikuje získaná amúzie.

Námitka proti tomuto výkladu říká, že většina těchto pacientů jsou hudební amatéři, přitom jsou experti řečoví. Z toho důvodu je logické, že při poškození mozku trpí víc hudba než řeč. Z této námitky však plyne předpověď, podle níž by neměli existovat lidé s mozkovým poškozením, kteří dobře rozlišují hudbu a špatně rozlišují mluvenou řeč. Tito pacienti však existují (12).

Lidé s ložiskovým poškozením mozku mohou přijít o schopnost zazpívat známou písničku, schopnost recitovat báseň a mluvit s normální prozodií mají však uchovanou. Schön et al. (16) popsal operního zpěváka, který nebyl s to zazpívat jednotlivé tóny, mluvil však bez poruchy intonace. Afatičtí pacienti jsou s to zazpívat melodie, které si pamatují a naučit se nové. Na druhé straně nejsou schopni recitovat ani zpívat text písniček. Slovní produkce, ať již zpívaná, nebo mluvená je dána činností stejného systému, jenž je odlišný od systému hudebního vyjadřování a prozodie.

Popsaná dvojí disociace svědčí pro existenci oddělených systémů řeči a hudby, poškození jednoho systému neznamená nutné poškození systému druhého.

Nezávislý na systému, jenž kóduje frekvenci zvuků do tónů, je zpracovávání rytmu. Poruchy zpracovávání rytmu se mohou objevit nezávisle na poruchách systému, jenž zpracovává tóny. Z řečeného plyne, že zpracovávání a tvorby hudby je podmíněna souborem spolupracujících modulů (13). Amúzii doprovázejí poruchy zpracovávání prostorových informací – zejména úloh typu mentální rotace (1).

Citová stránka hudby

Emoce jsou součástí hudebního prožitku, což je s ohledem na nereprezentativní a abstraktní povahu hudby neobvyklé. Hudba se skládá k tanci, zpěvu, pochodu i boji, hře i práci. Veselou a šťastnou hudbu od odlišné hudby rozliší tříleté děti. Šestileté děti poznají v hudbě smutek, strach i hněv.

Citové prožívání hudby je výsledek učení. Posluchači hudby mají raději spíše hudbu, kterou znají, než hudbu neznámou. Předpokládá se, že přednost, kterou dáváme od raného dětství konsonantní před disonantní hudbou, stejně jako vztah durové a mollové stupnice k veselé a smutné hudbě, jsou podmíněny učením.

U lidí, kteří v průběhu poslechu oblíbené hudební skladby pociťují mrazení v zádech, byla prokázána aktivace dorzálních částí středního mozku, ventrálního striata, jehož součástí je nc. accumbens, insuly a orbitofrontální kůry. Některé z těchto oblastí aktivují motivující nebo odměňující podněty včetně jídla a drog. Samo mrazení má vztah u uvolňování endorfinů. Hudba tedy aktivuje oblasti mozku jejichž aktivita má vztah k potravě a sexuálnímu chování. Kromě toho aktivuje i amygdaly, které jsou součástí sítě aktivované podněty probouzejícími strach.

Emoční odpověď na hudbu je automatická včetně doprovodných vegetativních změn. V tomto ohledu se hudba podobá jiným biologicky významným podnětům, například emoční odpovědi na pozorovaný výraz ve tváři. Někteří lidé pociťují při poslechu některých hudebních produkcí, například milostných nebo vlasteneckých písní, stejně jako některých částí jiných druhů hudby, mrazení v oblasti šíje a zad. U žen je při poslechu smutné hudby tento jev častější než u mužů. Užití termokamery u tří jedinců neprokázalo změny v kožním krevním průtoku.

Uvedený pocit má vztah k typu osobnosti, kromě toho k předchozímu učení. Zvláště efektivní jsou crescenda s vysokými tóny. Jsou blízká separačním zvukovým signálům zvířecích mláďat oznamujícím potřebu sociálního kontaktu. Pocit mrazení v zádech a v šíji je korelován zvýšenou aktivitou ventrálního striata a středního mozku, zejména v oblasti šedi kolem mokovodu.

Neuronální podklady hudební percepce

Zvuková informace se transdukuje v hlemýždi vnitřního ucha, pokračuje systémem asi 50 jader mozkového kmene, která rozlišují frekvenci zvuku, jeho barvu, intenzitu a stranu, odkud zvuk přichází. Zvukový signál přinášející informaci o nebezpečí rozliší dolní hrbolky čtverohrbolí a sluchový thalamus. Ze sluchové thalamu – corpus geniculatum mediale – směřuje zvuková informace převážně do primární sluchové kůry, BA44. Thalamická sluchová vlákna kromě toho směřují do amygdaly a mediální očnicové kůry u nichž se předpokládá zpracovávání emoční stránky sluchových informací. V primární a sousedící sluchové kůře se z přijaté sluchové informace extrahují akustické znaky, jejichž zpracovávání bylo na kmenové a thalamické úrovni jen „hrubé“ (5).

Je pravděpodobné, že aktivita planum temporale (BA22) zpracovává intervaly mezi zvukovými frekvencemi a tónové sekvence, je klíčová pro analýzu zvukové scény a odlišování jednotlivých proudů zvukové informace.

V dalších, sousedících korových oblastech se tvoří reprezentace slučující několik percepčních vlastností, například melodii, rytmus, barvu a prostorové vztahy. Kromě rozlišování hudebních zvuků se tyto funkce uplatňují i při odlišení hlasu, jenž mluví v konverzujícím prostředí.

V těchto korových oblastech pak probíhá jemnější rozlišování umožňujících poznat vztahy mezi tóny melodie, stejně jako mezi tóny akordů, což umožňuje rozlišit durový akord od mollového, stejně jako podrobnější rozlišování intervalů.

Konturu melodie odlišuje aktivita zadní části pravého horního spánkového závitu. Jemnější rozlišování intervalů odpovídá aktivitě zadní i přední supratemporální kůře oboustranně. Po extrakci znaků hudební informace tj. výšky, barvy a intenzity tónu a tvorbě uvedených gestaltů, tj, melodických a rytmických skupin, následuje tvorba hudebních struktur:

  • harmonie,
  • rytmu, a 
  • metra.

Hudební struktury oslovují jak emotivitu včetně vegetativního nervového systému, tak sémantiku. Neurofyziologické studie, které užily EEG a MEG dokázaly, že narušení hudební syntaxe vyvolává negativní potenciály nad čelní kůrou. Objevují se 180–350 ms po poslechu nepravidelného akordu.

Zpracovávání hudební syntaxe aktivuje operkulární část dolní frontolaterální kůry odpovídající oboustranně BA44, pravá strana je však aktivnější. Kromě toho se aktivuje kůry přední části sulcus temporalis superior a ventrolaterální premotorická kůra. Kůry přední části sulcus temporalis superior je propojena s BA44, tato mapa se podílí také i na zpracování jazykové syntaxe.

Předpokládá se, že sémantická stránky hudby obsahuje:

  • významy plynoucí z hudebních znaků podobajících se gestům, prozodii, zvukům nebo kvalitám objektů,
  • nemoce,
  • nehudební asociace, příkladem jsou národní hymny,
  • významy plynoucí z kombinací formálních struktur vedoucích například k pocitu napětí.

Studie, která užila EEG, zkoumala hudebné sémantiku tak, že po krátké hudební sekvenci následovalo cílové slovo, které k ní buď mělo, nebo nemělo vztah. Užita byla konkrétní slova, například řeka, jehla a slova abstraktní, například oddanost, iluze. Zjistilo se, že hudební informace systematicky ovlivňují sémantické zpracovávání slov (13).

Lidé aktivně provozující hudbu se od raného dětství učí složitým pohybovým, zvukovým i zrakovým dovednostem. Musí zvládnout hudební nástroj, převádět hudební symboly do pohybů a současně sluchově sledovat výstup. Lze tedy očekávat adaptivní odpověď mozku podmíněnouneuroplasticitou– růstem počtu synapsí, dendritických větví a změnami myelinizace (11).

Gaser a Schlaug (3) porovnali motorické, sluchové a vizuospaciální oblasti mozku profesionálních hráčů na klávesové nástroje se stejnými oblastmi hudebních amatérů a lidí, kteří muzikanty nebyli. Je možné, že část objemových rozdílů zkoumaných korových oblastí je podmíněna geneticky, na druhé straně lze předpokládat, že jsou projevem neuroplasticity, odpovědí na dlouhé učení. Plyne to ze zřejmého vztahu mezi velikostí rozdílu a dobou učení, která je u profesionálních hudebníků nejdelší a nejintenzivnější.

Činnost mozku hudebníků při oddělování hudebních frázívyšetřoval Nan et al. (9). Němečtí muzikanti naslouchali frázované západní a čínské hudbě. Kromě toho naslouchali nefrázovaným podobám těchto hudebních výňatků. Úměrně tomu, jak rostla obtížnost rozlišování frází v západní hudbě, rostla aktivita planum temporale.

Kromě toho západní hudba aktivovala pravostrannou ventromediální prefrontální kůru a oboustrannou motorickou kůru. Rozlišování hudebních frází odpovídala aktivita čelní temenní kůry. Předpokládá se, že aktivita orbitální části levého čelního závitu odpovídá činnost pracovní paměti, zatímco aktivita středního čelního závitu a kůry sulcus intraparietalis pravděpodobně odpovídá zátěži orientované pozornosti.

Čínská hudba naproti tomu aktivovala síť jejímiž uzly jsou gyrus angularis a střední čelní závit a pravostrannou zadní insulární kůru, jejíž aktivace odpovídá vyšší míře zpracovávání sluchových informací.

MUDr. František Koukolík, DrSc.

Oddělení patologie

a molekulární medicíny

Národní referenční laboratoř

prionových chorob

Fakultní Thomayerova nemocnice s poliklinikou

Vídeňská 800

140 59 Praha 4 Krč

E-mail: frantisek.koukolik@ftn.cz


Zdroje

1. Douglas, K.M., Bilkey, D.K. Amusia is associated with deficits in spatial processsing. Nat. Neurosci. 2007, 10, p. 915-921.

2. Fitch, W.T. The biology and evolution of music: a comparative perspective. Cognition 2006, 100, p. 173-215.

3. Gaser, Ch., Schlaug, G. Brain structures differ between musicians and non-musicians. J. Neuroscience 2003, 23, p. 9240-9245.

4. Gould, S.J., Lewontin, R.C. The spandrels of San Marco and panglossian paradigma of the adaptationist program. Proc. Royal Soc. London. B. 1979, 205, p. 581-598.

5. Koelsch, S., Siebel, W.A. Towards a neural basis of music perception. Trends in cognitive sciences 2005, 9, s.578-84.

6. Koukolík, F. Před úsvitem, po ránu. Eseje o dětech a rodičích. Praha: Karolinum, 2008. ISBN 978-80-246-1496-0.

7. Marques, C., Moreno, S., Castro, S.L. et al. Musicians detect pitch violation in a foreing language better than non-musicians: behavioral and electrophysiological evidence. J. Cogn. Neurosci. 2007,19, p.1453-1463

8. Miller, G. Evolution of human music through sexual selection. In: The origins of music. Wallin N, Merker B, Brown S (eds.) Cambridge, MA: MIT Press 2000, p. 329-360.

9. Nan, Y., Knösche, T.R., Zysset, S. et al. Cross cultural music prase processing: a fMR study. Hum. Brain Mapp. 2008, 29, p. 312-328.

10. Patel, A.D., Peretz, I., Tramo, M., et al. Processing prosodic and musical patterns: A neuropsychological investigation. Brain Lang. 1998, 61, p. 674-681.

11. Patston, L.L., Kirk, I.J., Rolfe, M.H. The unusual symmetry of musicians: musicians have equilateral interhemispheric transfer for visual information. Neuropsychologia 2007, 45, p. 2059-2065.

12. Peretz, I. Can we lose memory for music? The case of music agnosia in a nonmusician. J. Cogn. Neurosci. 1996, 8, p. 481-496.

13. Peretz, I. The nature of music from a biological perspective. Cognition 2006, 100, p. 1–32.

14. Peretz, I, Cummings. S., Dubé, M-P. The genetic of congenital amusia (tone deafness: a family aggregation study. Am. J. Hum. Gen. 2007, 81, p. 582-588.

15. Pinker, S. How the mind works. London: Allen Lane, 1997. ISBN 0-393-31848-6pbk.

16. Schön, D., Lorber, B., Spacal, M. et al. A selective deficit in the production of exact musical intervals following right-hemisphere damage. Cogn. Neuropsychol. 2004; 21: p. 773-784.

Štítky
Praktické lékařství pro děti a dorost Praktické lékařství pro dospělé

Článek vyšel v časopise

Praktický lékař

Číslo 3

2009 Číslo 3

Nejčtenější v tomto čísle

Tomuto tématu se dále věnují…


Kurzy

Zvyšte si kvalifikaci online z pohodlí domova

Příběh jedlé sody
nový kurz
Autoři: MUDr. Ladislav Korábek, CSc., MBA

Krvácení v důsledku portální hypertenze při jaterní cirhóze – od pohledu záchranné služby až po závěrečný hepato-gastroenterologický pohled
Autoři: PhDr. Petr Jaššo, MBA, MUDr. Hynek Fiala, Ph.D., prof. MUDr. Radan Brůha, CSc., MUDr. Tomáš Fejfar, Ph.D., MUDr. David Astapenko, Ph.D., prof. MUDr. Vladimír Černý, Ph.D.

Rozšíření možností lokální terapie atopické dermatitidy v ordinaci praktického lékaře či alergologa
Autoři: MUDr. Nina Benáková, Ph.D.

Léčba bolesti v ordinaci praktického lékaře
Autoři: MUDr. PhDr. Zdeňka Nováková, Ph.D.

Revmatoidní artritida: včas a k cíli
Autoři: MUDr. Heřman Mann

Všechny kurzy
Kurzy Soutěž Doporučená témata Časopisy
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Nemáte účet?  Registrujte se

Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se