Djeca s glazbenim vještinama mogu imati koristi od produljene plastičnosti mozga

Piše: Eric W. Dolan

Novo istraživanje pokazuje da djeca s boljim ritmičkim sposobnostima imaju tendenciju pokazivati tempo razvoja mozga koji je malo sporiji, ali je zato dugoročan. Taj razvoj odvija se u specifičnim regijama povezanim s motoričkom kontrolom i emocijama. Usporeni tempo sazrijevanja sugerira da poticajno okruženje, poput onog koje uključuje glazbeni angažman, može produžiti razdoblje neuronske plastičnosti potrebno za učenje.

Rezultati pružaju dokaze da odnos između strukture mozga i glazbenih vještina nije vođen samo genetikom već i drugim čimbenicima, poput prakse. Riječ je o studiji koja je objavljena u časopisu Brain Research.

Znanstvenici su utvrdili da razvoj ljudskog mozga slijedi složenu putanju koja se značajno razlikuje od pojedinca do pojedinca. Vanjski sloj mozga, poznat kao korteks, povećava se tijekom ranog djetinjstva prije nego što se s vremenom prorijedi, kako dijete sazrijeva. Taj proces prorjeđivanja korteksa često je znak da mozak postaje učinkovitiji, a čini to na način da uklanja neiskorištene veze.

Prethodne studije često su naglasak stavljale na okruženja koja nisu poticajna, poput onih koje karakterizira nizak socioekonomski status. U takvim sredinama, nevolje se često povezuju s ubrzanim razvojem mozga, što može ograničiti vrijeme koje mozak ima za prilagodbu i učenje.

S druge strane, manje znamo o tome na koji način poticajne sredine, poput onih u kojima se pruža glazbena obuka, utječu na ove razvojne puteve. Glazbena izvedba je zahtjevna aktivnost koja zahtijeva istovremenu integraciju motoričkog planiranja, slušne obrade i emocionalnog angažmana.

Autori ove studije nastojali su utvrditi jesu li glazbene vještine zaista povezane s brzinom sazrijevanja mozga. Također, htjeli su razjasniti u kojoj mjeri je taj odnos oblikovan genetskim predispozicijama naspram iskustava iz okoline.

„Jaz u znanju bio je dvostran. Prvo, ova studija se ističe istraživanjem razvoja mozga na tipičnom uzorku djece, čiji se roditelji ne bave glazbom, a koja se razlikuju po izloženosti instrumentima i trajanju vježbanja, uz korištenje dizajna za razdvajanje genetskih i okolišnih utjecaja. Unatoč istraživanju uzorka s raznolikim glazbenim iskustvom, a ne ‘visoko obučene glazbene kohorte’, primijetili smo mjerljive učinke na razvoj mozga“, objasnila je Lina van Drunen, postdoktorska istraživačica na Sveučilištu Erasmus u Rotterdamu.

„Drugo, istraživanje osjetljivih razdoblja uvelike je naglasilo nepovoljna iskustva koja ubrzavaju sazrijevanje mozga i smanjuju njegovu mogućnost dugoročnog potencijala učenja. Nasuprot tome, u sklopu ove studije istraživali smo pozitivan utjecaj poticajne okoline, poput one u kojoj se vježba sviranje instrumenata, tijekom ovih razvojnih etapa. Tema je to koja je i dalje nedovoljno proučena.“

Istraživački tim koristio je podatke Leidenskog konzorcija za individualni razvoj, velikog longitudinalnog projekta sa sjedištem u Nizozemskoj. Studija je pratila istospolne blizance kako bi se omogućila analiza genetskih i okolišnih utjecaja. Konačni uzorak za analizu snimanja mozga uključivao je podatke iz velikog broja prikupljanja kada su djeca imala otprilike 7-9 godina, 9-11 godina i 11-14 godina.

Ukupno je 418 sudionika doprinijelo podacima tijekom prvog ispitivanja, a 367 i 228 podvrgnulo se nadolazećim MRI valovima. Istraživači su koristili magnetsku rezonanciju za mapiranje promjena u strukturi mozga tijekom vremena, posebno mjereći debljinu korteksa, površinu i volumen subkortikalnih regija.

Kada su sudionici bili u dobi između 11 i 13 godina, s njima je napravljena procjena ponašanja kako bi se izmjerile njihove glazbene sposobnosti. Istraživači su koristili zadatak senzomotorne sinkronizacije, što je standardna metoda za procjenu ritmičkih sposobnosti.

Tijekom ovog zadatka, djeca su prstom tapkala po udarnoj pločici u ritmu slušnog ritma. Test je uključivao različite izazove sve veće težine, poput tapkanja uz jednostavan metronom i tapkanja uz pop pjesme koje su se razlikovale po ritmičkoj složenosti.

Stabilnost i točnost tapkanja poslužili su kao zamjena za glazbene vještine djeteta. Osim toga, roditelji su dali informacije o povijesti glazbenih lekcija svoje djece i broju godina provedenih u uvježbavanju sviranja instrumenta.

„Ono što me najviše zadivilo bile su značajne individualne razlike u točnosti tapkanja djece prilikom sinkronizacije s ritmom glazbenih pjesama“, rekla je van Drunen. „Ove varijacije naglašavaju da postoji značajan prostor za napredak kod mladih: glazbene lekcije nisu tek obične izvannastavne aktivnosti, već prilika koja uz jačanje motoričkih vještina, tempa, jezika, emocija i koordinacije može potaknuti i neuralni razvoj.“

Istraživači su otkrili da su djeca koja su pokazala vrhunske ritmičke performanse pokazala različite obrasce razvoja mozga u otprilike 27 posto ispitivanih regija mozga. Za većinu tih regija, visoka glazbena vještina bila je povezana s oslabljenim ili sporijim razvojem.

Konkretno, djeca koja su bila bolja u održavanju ritma pokazala su sporiju stopu kortikalnog stanjivanja u pars orbitalisu i pars triangularisu. Ove regije nalaze se u donjem frontalnom girusu i poznato je da su uključene u planiranje pokreta i obradu strukturnih hijerarhija, poput onih u glazbi i jeziku.

Sličan obrazac usporenog razvoja uočen je u volumenu malog mozga i amigdale. Mali mozak je ključan za određivanje vremena i koordinaciju, dok amigdala obrađuje emocionalni sadržaj. Autori pretpostavljaju da ova sporija stopa sazrijevanja čuva neuronsku plastičnost, učinkovito održavajući ‘prozor’ za učenje otvorenim dulje kako bi se omogućilo usavršavanje složenih senzomotornih i emocionalnih vještina.

„Djeca su dovršila zadatak tapkanja u ritmu (metronom i glazba) i njihova točnost ritma poslužila je kao solidan pokazatelj glazbene sposobnosti“, rekla je van Drunen za PsyPost. „Nadalje, pitali smo roditelje za njihovo glazbeno iskustvo. Djeca koja su bolje pamtila ritam imala su sporiji (oslabljeni) razvoj mozga u onim dijelovima koji kontroliraju kretanje, koordinaciju i emocionalnu interakciju s glazbom. Međutim, sporije ne znači da je lošije za razvoj, pretpostavljamo da ta djeca vjerojatno imaju dulje ‘prozore’ plastičnosti i više vremena za prilagodbu, učenje i usavršavanje vještina.“

Iako je dominantan trend bio prema sporijem razvoju, studija je također identificirala dvije specifične regije mozga gdje su bolje ritmičke performanse odgovarale ubrzanom razvoju. Fusiformni girus i postcentralni girus pokazali su brže smanjenje debljine i površine korteksa kod djece s visokom ritmičkom točnošću. Fusiformni girus često se povezuje s prepoznavanjem harmonije i vizualne notacije, dok postcentralni girus integrira senzorne i motoričke informacije.

Istraživači sugeriraju da bi brzo sazrijevanje u tim specifičnim područjima senzorne obrade moglo podržati sposobnost brzog dekodiranja i reagiranja na složene ritmičke podražaje. Ovaj kontrast ukazuje na to da glazbena angažiranost ne usporava ili ubrzava jednoliko cijeli mozak, već modulira razvoj na način specifičan za pojedinu regiju kako bi se optimizirale performanse.

„Dvije regije mozga pokazale su suprotne učinke“, rekla je van Drunen. „Područja koja pomažu u dekodiranju ritma i koordinaciji pokreta pokazala su brži razvoj mozga u odnosu na bolje ritmičke izvedbe. Kao takva, većina glazbenih dijelova mozga usporila je, dok su neki ubrzali, sve radi bolje glazbene izvedbe.“

Ključna komponenta ove studije bila je upotreba modeliranja blizanaca za procjenu nasljednosti. Uspoređujući sličnost osobina između monozigotnih blizanaca, koji dijele 100 posto svojih gena, i dizigotnih blizanaca, koji dijele otprilike 50 posto, istraživači su mogli izračunati relativni utjecaj prirode i odgoja.

Rezultati modeliranja pokazali su da povezanost između razvoja mozga i ritmičke vještine nije isključivo uzrokovana genetikom. Analiza je pokazala da zajednički čimbenici okoliša i jedinstvena individualna iskustva čine značajan dio varijance.

Na primjer, u pars orbitalisu, zajednički čimbenici okoliša objasnili su oko 13 posto odnosa između promjena mozga i ritmičke sposobnosti, a jedinstveni čimbenici okoliša objasnili su ostatak. To sugerira da, iako genetski potencijal igra ulogu, aktivna interakcija s okolinom, poput sviranja glazbenog instrumenta, značajno doprinosi uočenim promjenama mozga.

Kao i kod svih istraživanja, postoje ograničenja. Istraživači su se oslanjali na tri vremenske točke MRI podataka, koji pružaju opći pregled razvojnih putanja, ali mogu propustiti suptilnije, nelinearne obrasce rasta koji se javljaju u godinama između skeniranja. Uzorak se sastojao prvenstveno od neglazbenika ili amaterskih svirača, a ne od intenzivnih profesionalaca, što znači da bi učinci mogli biti izraženiji kod djece koja prolaze kroz rigoroznu glazbenu obuku.

Budući istraživački planovi uključuju proširenje ovog istraživanja kako bi se ispitali širi društveni ishodi. Autori namjeravaju istražiti odnose li se glazbena obuka i vještine povezane s tim obrascima razvoja mozga i na prosocijalno ponašanje, poput empatije i zauzimanja perspektive. Razumijevajući kako obogaćena okruženja oblikuju mozak u razvoju, znanstvenici se nadaju otkriti mehanizme koji bi mogli informirati obrazovne strategije i terapije za kognitivni i emocionalni razvoj.

„Često se smatra da umjetničko obrazovanje, posebno glazba, utječe na razvoj izvan instrumentalne vještine“, objasnila je van Drunen. „Iako se većina istraživanja usredotočila na kognitivne akademske ishode, šire društvene sposobnosti su jednako važne. Naknadni prethodno registrirani projekt (#220,243 | AsPredicted) ispitat će jesu li glazbena obuka i vještine povezane s prosocijalnim ponašanjem, empatijom i zauzimanjem perspektive.“

Studija: „Razvoj mozga i glazbene vještine: Longitudinalna studija blizanaca o putanjama razvoja mozga i senzomotornoj sinkronizaciji“

Autori: L. van Drunen, B.G. Schultz, A.I. Becht, R.S. Schaefer, L.M. Wierenga