Kde sídlí nadání k tanci? Proč taneční kreace u někoho působí ladně a jinému zůstanou „dřevěné nohy“, i kdyby si třikrát zopakoval kurz? Proč máme nutkání nevědomky si podupávat do rytmu, když slyšíme muziku? V plesové sezoně otázky více než aktuální. Odpovědi hledají vědci v našem mozku.
Přestože tanec patří mezi základní formy lidského vyjádření, zůstával dlouho na pokraji zájmu neurologů a neurofyziologů. To se změnilo až v posledních letech, kdy odborníci začali pomocí funkčních zobrazovacích metod zkoumat procesy, které se při tanci odehrávají v centrální nervové soustavě. Některé z nich nedávno představili kanadský psycholog Steven Brown z McMasterovy univerzity v Hamiltonu s britským kolegou Lawrencem M. Parsonem z Sheffieldské univerzity na stránkách časopisu Scientific American.
V premotorické kůře mozku sídlí centrum plánování pohybu. Tam se rozhoduje, zda chceme dejme tomu pokrčit levou nohu. Povel putuje do motorické kůry, která má za úkol pohyb „zorganizovat“: vyšle signály přes míchu a nervy do příslušných svalů, které se mají stáhnout nebo naopak uvolnit. Smyslová čidla ve svalech zároveň posílají do mozku zpětný signál a informují ho o aktuální poloze končetiny. Díky tomu získáváme přesnou představu o orientaci našeho těla v prostoru.
Zpětnou vazbu zpracovávají dvě struktury, které se starají o to, aby byl pohyb ladný, plynulý a zastavil se ve správnou chvíli. „Když motorická kůra posílá signál svalům, pošle ho zároveň i do mozečku a tzv. bazálních ganglií. Ty pak dostanou zprávu od receptorů ve svalech, obě informace si porovnají a podle toho dokáží pohyb regulovat - vyšlou do motorické kůry povel, co je třeba doladit,“ vysvětluje profesor Pavel Mareš z Fyziologického ústavu AV ČR.
Mozeček zodpovídá především za včasné ukončení pohybu, bazální ganglie pak za svalové napětí -protože při pohybu musíme svaly nejen smršťovat a napínat, ale na druhé straně končetin zároveň jiné svalstvo povolovat.
Tyto děje probíhají při každém pohybu. Při tanci je do procesu pochopitelně navíc zapojen i sluch. „Primární sluchová kůra rozeznává fyzikální kvalitu zvuků - výšku a hlasitost tónů a podobně. Kolem ní se nacházejí asociační oblasti, které rozpoznají, zda slyšíme Straussův valčík, nebo rumbu. Na tyto oblasti navazuje premotorická kůra,“ popisuje neurofyziolog Pavel Mareš.
Kroky v tunelu
Brown s Parsonem se rozhodli zjistit, zda se mozková činnost při tanci a při jiném pohybu liší i v jiných ohledech. Ve spolupráci s Michaelem J. Martinezem z Centra zdravotních věd Texaské univerzity v San Antoniu zkoumali deset amatérských tanečníků tanga, pět mužů a pět žen. Jejich mozkovou aktivitu monitorovali pomocí tzv. pozitronemisní tomografie, která zaznamenává prokrvení jednotlivých částí mozku. Větší prokrvení naznačuje zvýšenou aktivitu, tedy komunikaci mezi neurony.
Skener připomíná velký tunel, v němž pokusné osoby ležely. Hlavu měly zafixovanou, ale mohly hýbat nohama na speciální podložce. Nejprve dobrovolníci poslouchali hudbu a přitom nohama prováděli taneční kroky tanga. Ve druhém kole si při poslechu hudby tanec jen představovali a napínali svaly, ale nehýbali se.
Odborníci pak jednotlivé skeny porovnali. Podle očekávání ve druhém případě chyběla aktivita základních pohybových oblastí. Překvapivě ale zůstala aktivní oblast temenního laloku zvaná precuneus, která se nachází blízko kinetického zastoupení nohou. „V motorické a senzorické kůře totiž máme pomyslného homunkula, vzhůru nohama otočeného panáčka, který zastupuje jednotlivé části těla,“ upřesňuje profesor Mareš.
„Na základě našeho pokusu jsme došli k závěru, že precuneus obsahuje jakousi pohybovou mapu, která nám pomáhá projít plánovanou trasu - ať při pouhé chůzi, nebo třeba při waltzu,“ konstatuje Brown s Parsonem.
Výsledky jsou pochopitelně do jisté míry ovlivněné tím, že dobrovolníci během pokusu ve skutečnosti netančili, ale jen pohybovali nohama vleže v tunelu. „Dokud technika nepokročí, přístroje pro skenování mozku budou vážit tunu a člověk si do nich musí lehnout, jinak to nejde. Experimenty byly v rámci možností velmi dobře připravené,“ konstatuje profesor Mareš.
Mozeček jako metronom
Do třetice měli dobrovolníci za úkol provádět kroky tanga, ale tentokrát bez hudby. Srovnáním výsledků s těmi z prvního kola chtěli vědci odhalit, které části mozku zodpovídají za koordinaci tanečních pohybů s hudbou. Zásadní rozdíl se objevil v části mozečku zvané anterior vermis - dostává signály z míchy. „I když jsou naše výsledky zatím jen předběžné, věříme, že právě tato část mozečku slouží k monitorování informací z různých částí mozku a provádění akcí na jejich základě,“ uvádějí autoři experimentu.
Mozeček podle nich slouží coby jakýsi metronom - přijímá a koordinuje široké spektrum smyslových vjemů ze sluchových, vizuálních a somatosenzorických korových systémů a vysílá reakce na různé podněty včetně zvuků a hudby.
„V tomto orgánu skutečně sídlí jakési milisekundové stopky, které tvoří vlákna tzv. Purkyňových buněk. Ty patří mezi největší buňky v mozku, každá z nich je uspořádána v jedné rovině a nacházejí se vodorovně vedle sebe,“ vysvětluje Pavel Mareš.
„Nervová vlákna, která sem přivádějí signály odjinud, jdou kolmo na Purkyňovy buňky, takže se k nim signál dostává postupně. To umožňuje načasování s přesností na tisícinu sekundy,“ pokračuje český odborník.
Proč se tedy někomu bez velké námahy podaří stát se králem tanečního parketu, zatímco kreace Jaromíra Bosáka v televizní taneční soutěži připomínaly přes veškerou snahu spíš tělocvik? „Zkrátka se liší naše schopnosti vnímat hudbu a rytmus a zároveň ovládat pohybový aparát, k čemuž je zapotřebí velmi přesná koordinace jednotlivých svalových skupin. Je to vrozený předpoklad,“ říká profesor Pavel Mareš.
I v tanci podle jeho slov platí rozložení podle Gaussovy křivky - většina z nás ho zvládá na průměrné úrovni, ale existují extrémy na obě strany. „U Jaromíra Bosáka bude ten nedostatek spíš ve vnímání rytmu a hudby, svalovou koordinaci bych u něj jako u člověka, který aktivně provozuje sport, čekal dobrou,“ odhaduje český expert.
Sluchová zkratka
Kanadsko-britská dvojice vědců přišla také s vysvětlením, proč máme tendenci nevědomky si podupávat nebo bubnovat prsty do rytmu hudby. Všechny smyslové vjemy s výjimkou čichu putují do mozkové kůry přes část mozku zvanou thalamus. V něm se nachází dvě struktury s názvem corpora geniculata - laterální část zpracovává zrakové vjemy, mediální sluchové.
„Před lety nás ve škole učili, že tyto struktury mají jen úlohu pasivní přepojovací stanice. Dnes je ale známo, že dokážou vjemy do jisté míry zpracovávat a určovat jejich osud,“ připomíná Pavel Mareš.
Experti v pokusu opět oslovili dobrovolníky, kteří měli hýbat nohama do rytmu při poslechu muziky a pak v tichu. Zjistili, že mediální corpora geniculata (MCG) se aktivuje pouze při hudbě.
„Nejdříve jsme se domnívali, že tento výsledek odráží jen přítomnost sluchového podnětu, ale další testy to vyloučily. Když naši dobrovolníci v dalším kole poslouchali hudbu, ale nohama nehýbali, žádnou činnost v této oblasti jsme nezaznamenali,“ říkají Brown s Parsonem. „Došli jsme proto k závěru, že se aktivita MCG nevztahuje k samotnému poslechu hudby, ale k synchronizaci pohybu v jejím rytmu,“ pokračují experti.
Vyslovili proto hypotézu, že si nevědomky podupáváme, když signál v mozku putuje jakousi zkratkou - informace o hudbě úplně vynechá premotorickou kůru, kde vědomě rozhodujeme o svých pohybech, a putuje přes MCG přímo do mozečku. Ten vyšle signál do motorické kůry, která nás „rozhýbe“.
„Je to sice jen hypotéza, kterou je třeba ještě dokázat, ale je zajímavá,“ komentuje profesor Mareš. Ostatně pokud by se potvrdila, nebyla by taková zkratka v mozku úplnou výjimkou. Podobně jsou korové systémy obcházeny třeba při reflexních pohybech. Když proti nám letí kámen, instinktivně se mu vyhýbáme, aniž bychom o tom přemýšleli - tedy aniž by vjem zpracovávala naše mozková kůra a vydala vědomý pokyn k sehnutí.
Trénink očima
Tím překvapení ohledně mozku a tance nekončí. Beatriz CalvováMerinová a Patrick Haggard z University College London navíc zjistili, že pohybové sekvence netrénujeme jen, když opravdu tančíme, ale i když pozorujeme jiné tanečníky.
Vyplývá to ze studie, při níž odborníci promítali krátké videozáznamy skupině dobrovolníků - baletních tanečníků. Jejich mozkovou aktivitu sledovali pomocí funkční magnetické rezonance. Když se dotyční dívali na balet, aktivovaly se stejné oblasti premotorické kůry, jako kdyby sami tančili. Pokud se ale podívali na ukázku afro-brazilského tance, který sami neovládali, tato centra zůstala v klidu. Podobně dopadl i druhý pokus, kde muži a ženy postupně sledovali tanečníky obou pohlaví. Zmíněné oblasti mozku se aktivovaly, jen když ženy pozorovaly ženy a muži sledovali muže.
„Při pohledu na tanec, který ovládáme, nebo na tanečníka, s nímž se dokážeme identifikovat, si v hlavě promítáme krokové sekvence stejně, jako bychom je prováděli sami. Jde vlastně o mentální trénink, který nám pomáhá osvojit si nové variace,“ uvádějí autoři.
Zároveň podotýkají, že to neplatí jen pro tanec. Podobně se premotorická kůra aktivuje třeba u tenistů nebo golfistů sledujících své kolegy.
„Stejně to funguje u všech složitějších pohybů, tzv. pohybových stereotypů, které si jednou osvojíme a pak je provádíme automaticky - ať jde o sekvenci tanečních kroků v tangu, nebo třeba o lyžování,“ uzavírá profesor Pavel Mareš.
Přestože tanec patří mezi základní formy lidského vyjádření, zůstával dlouho na pokraji zájmu neurologů a neurofyziologů. To se změnilo až v posledních letech, kdy odborníci začali pomocí funkčních zobrazovacích metod zkoumat procesy, které se při tanci odehrávají v centrální nervové soustavě. Některé z nich nedávno představili kanadský psycholog Steven Brown z McMasterovy univerzity v Hamiltonu s britským kolegou Lawrencem M. Parsonem z Sheffieldské univerzity na stránkách časopisu Scientific American.
V premotorické kůře mozku sídlí centrum plánování pohybu. Tam se rozhoduje, zda chceme dejme tomu pokrčit levou nohu. Povel putuje do motorické kůry, která má za úkol pohyb „zorganizovat“: vyšle signály přes míchu a nervy do příslušných svalů, které se mají stáhnout nebo naopak uvolnit. Smyslová čidla ve svalech zároveň posílají do mozku zpětný signál a informují ho o aktuální poloze končetiny. Díky tomu získáváme přesnou představu o orientaci našeho těla v prostoru.
Zpětnou vazbu zpracovávají dvě struktury, které se starají o to, aby byl pohyb ladný, plynulý a zastavil se ve správnou chvíli. „Když motorická kůra posílá signál svalům, pošle ho zároveň i do mozečku a tzv. bazálních ganglií. Ty pak dostanou zprávu od receptorů ve svalech, obě informace si porovnají a podle toho dokáží pohyb regulovat - vyšlou do motorické kůry povel, co je třeba doladit,“ vysvětluje profesor Pavel Mareš z Fyziologického ústavu AV ČR.
Mozeček zodpovídá především za včasné ukončení pohybu, bazální ganglie pak za svalové napětí -protože při pohybu musíme svaly nejen smršťovat a napínat, ale na druhé straně končetin zároveň jiné svalstvo povolovat.
Tyto děje probíhají při každém pohybu. Při tanci je do procesu pochopitelně navíc zapojen i sluch. „Primární sluchová kůra rozeznává fyzikální kvalitu zvuků - výšku a hlasitost tónů a podobně. Kolem ní se nacházejí asociační oblasti, které rozpoznají, zda slyšíme Straussův valčík, nebo rumbu. Na tyto oblasti navazuje premotorická kůra,“ popisuje neurofyziolog Pavel Mareš.
Kroky v tunelu
Brown s Parsonem se rozhodli zjistit, zda se mozková činnost při tanci a při jiném pohybu liší i v jiných ohledech. Ve spolupráci s Michaelem J. Martinezem z Centra zdravotních věd Texaské univerzity v San Antoniu zkoumali deset amatérských tanečníků tanga, pět mužů a pět žen. Jejich mozkovou aktivitu monitorovali pomocí tzv. pozitronemisní tomografie, která zaznamenává prokrvení jednotlivých částí mozku. Větší prokrvení naznačuje zvýšenou aktivitu, tedy komunikaci mezi neurony.
Skener připomíná velký tunel, v němž pokusné osoby ležely. Hlavu měly zafixovanou, ale mohly hýbat nohama na speciální podložce. Nejprve dobrovolníci poslouchali hudbu a přitom nohama prováděli taneční kroky tanga. Ve druhém kole si při poslechu hudby tanec jen představovali a napínali svaly, ale nehýbali se.
Odborníci pak jednotlivé skeny porovnali. Podle očekávání ve druhém případě chyběla aktivita základních pohybových oblastí. Překvapivě ale zůstala aktivní oblast temenního laloku zvaná precuneus, která se nachází blízko kinetického zastoupení nohou. „V motorické a senzorické kůře totiž máme pomyslného homunkula, vzhůru nohama otočeného panáčka, který zastupuje jednotlivé části těla,“ upřesňuje profesor Mareš.
„Na základě našeho pokusu jsme došli k závěru, že precuneus obsahuje jakousi pohybovou mapu, která nám pomáhá projít plánovanou trasu - ať při pouhé chůzi, nebo třeba při waltzu,“ konstatuje Brown s Parsonem.
Výsledky jsou pochopitelně do jisté míry ovlivněné tím, že dobrovolníci během pokusu ve skutečnosti netančili, ale jen pohybovali nohama vleže v tunelu. „Dokud technika nepokročí, přístroje pro skenování mozku budou vážit tunu a člověk si do nich musí lehnout, jinak to nejde. Experimenty byly v rámci možností velmi dobře připravené,“ konstatuje profesor Mareš.
Mozeček jako metronom
Do třetice měli dobrovolníci za úkol provádět kroky tanga, ale tentokrát bez hudby. Srovnáním výsledků s těmi z prvního kola chtěli vědci odhalit, které části mozku zodpovídají za koordinaci tanečních pohybů s hudbou. Zásadní rozdíl se objevil v části mozečku zvané anterior vermis - dostává signály z míchy. „I když jsou naše výsledky zatím jen předběžné, věříme, že právě tato část mozečku slouží k monitorování informací z různých částí mozku a provádění akcí na jejich základě,“ uvádějí autoři experimentu.
Mozeček podle nich slouží coby jakýsi metronom - přijímá a koordinuje široké spektrum smyslových vjemů ze sluchových, vizuálních a somatosenzorických korových systémů a vysílá reakce na různé podněty včetně zvuků a hudby.
„V tomto orgánu skutečně sídlí jakési milisekundové stopky, které tvoří vlákna tzv. Purkyňových buněk. Ty patří mezi největší buňky v mozku, každá z nich je uspořádána v jedné rovině a nacházejí se vodorovně vedle sebe,“ vysvětluje Pavel Mareš.
„Nervová vlákna, která sem přivádějí signály odjinud, jdou kolmo na Purkyňovy buňky, takže se k nim signál dostává postupně. To umožňuje načasování s přesností na tisícinu sekundy,“ pokračuje český odborník.
Proč se tedy někomu bez velké námahy podaří stát se králem tanečního parketu, zatímco kreace Jaromíra Bosáka v televizní taneční soutěži připomínaly přes veškerou snahu spíš tělocvik? „Zkrátka se liší naše schopnosti vnímat hudbu a rytmus a zároveň ovládat pohybový aparát, k čemuž je zapotřebí velmi přesná koordinace jednotlivých svalových skupin. Je to vrozený předpoklad,“ říká profesor Pavel Mareš.
I v tanci podle jeho slov platí rozložení podle Gaussovy křivky - většina z nás ho zvládá na průměrné úrovni, ale existují extrémy na obě strany. „U Jaromíra Bosáka bude ten nedostatek spíš ve vnímání rytmu a hudby, svalovou koordinaci bych u něj jako u člověka, který aktivně provozuje sport, čekal dobrou,“ odhaduje český expert.
Sluchová zkratka
Kanadsko-britská dvojice vědců přišla také s vysvětlením, proč máme tendenci nevědomky si podupávat nebo bubnovat prsty do rytmu hudby. Všechny smyslové vjemy s výjimkou čichu putují do mozkové kůry přes část mozku zvanou thalamus. V něm se nachází dvě struktury s názvem corpora geniculata - laterální část zpracovává zrakové vjemy, mediální sluchové.
„Před lety nás ve škole učili, že tyto struktury mají jen úlohu pasivní přepojovací stanice. Dnes je ale známo, že dokážou vjemy do jisté míry zpracovávat a určovat jejich osud,“ připomíná Pavel Mareš.
Experti v pokusu opět oslovili dobrovolníky, kteří měli hýbat nohama do rytmu při poslechu muziky a pak v tichu. Zjistili, že mediální corpora geniculata (MCG) se aktivuje pouze při hudbě.
„Nejdříve jsme se domnívali, že tento výsledek odráží jen přítomnost sluchového podnětu, ale další testy to vyloučily. Když naši dobrovolníci v dalším kole poslouchali hudbu, ale nohama nehýbali, žádnou činnost v této oblasti jsme nezaznamenali,“ říkají Brown s Parsonem. „Došli jsme proto k závěru, že se aktivita MCG nevztahuje k samotnému poslechu hudby, ale k synchronizaci pohybu v jejím rytmu,“ pokračují experti.
Vyslovili proto hypotézu, že si nevědomky podupáváme, když signál v mozku putuje jakousi zkratkou - informace o hudbě úplně vynechá premotorickou kůru, kde vědomě rozhodujeme o svých pohybech, a putuje přes MCG přímo do mozečku. Ten vyšle signál do motorické kůry, která nás „rozhýbe“.
„Je to sice jen hypotéza, kterou je třeba ještě dokázat, ale je zajímavá,“ komentuje profesor Mareš. Ostatně pokud by se potvrdila, nebyla by taková zkratka v mozku úplnou výjimkou. Podobně jsou korové systémy obcházeny třeba při reflexních pohybech. Když proti nám letí kámen, instinktivně se mu vyhýbáme, aniž bychom o tom přemýšleli - tedy aniž by vjem zpracovávala naše mozková kůra a vydala vědomý pokyn k sehnutí.
Trénink očima
Tím překvapení ohledně mozku a tance nekončí. Beatriz CalvováMerinová a Patrick Haggard z University College London navíc zjistili, že pohybové sekvence netrénujeme jen, když opravdu tančíme, ale i když pozorujeme jiné tanečníky.
Vyplývá to ze studie, při níž odborníci promítali krátké videozáznamy skupině dobrovolníků - baletních tanečníků. Jejich mozkovou aktivitu sledovali pomocí funkční magnetické rezonance. Když se dotyční dívali na balet, aktivovaly se stejné oblasti premotorické kůry, jako kdyby sami tančili. Pokud se ale podívali na ukázku afro-brazilského tance, který sami neovládali, tato centra zůstala v klidu. Podobně dopadl i druhý pokus, kde muži a ženy postupně sledovali tanečníky obou pohlaví. Zmíněné oblasti mozku se aktivovaly, jen když ženy pozorovaly ženy a muži sledovali muže.
„Při pohledu na tanec, který ovládáme, nebo na tanečníka, s nímž se dokážeme identifikovat, si v hlavě promítáme krokové sekvence stejně, jako bychom je prováděli sami. Jde vlastně o mentální trénink, který nám pomáhá osvojit si nové variace,“ uvádějí autoři.
Zároveň podotýkají, že to neplatí jen pro tanec. Podobně se premotorická kůra aktivuje třeba u tenistů nebo golfistů sledujících své kolegy.
„Stejně to funguje u všech složitějších pohybů, tzv. pohybových stereotypů, které si jednou osvojíme a pak je provádíme automaticky - ať jde o sekvenci tanečních kroků v tangu, nebo třeba o lyžování,“ uzavírá profesor Pavel Mareš.
