Vědci zjistili, že zpěv ptáků a lidský hlas vznikají stejně

Ptáci a lidé tvoří zvuky stejným způsobem. K tomuto překvapivému zjištění dospěl mezinárodní tým vědců, v němž nechyběli ani odborníci na zkoumání lidského hlasu Jan Švec a Christian Herbst z Přírodovědecké fakulty Univerzity Palackého. Výzkumníci vyvinuli unikátní experimentální sestavu, díky níž pronikli do hlubin hlasového orgánu ptáků a detailně sledovali jeho fungování. Výsledky mnohaletého výzkumu v těchto dnech zveřejnil jeden z nejprestižnějších vědeckých časopisů Nature Communications.

Teorie mechanismu tvorby zvuku u lidí je známá již od 50. let minulého století, kdy myoelasticko-aerodynamický mechanismus popsal nizozemský vědec Janwillem van den Berg. Podle něj se hlas tvoří vlivem tlaku vydechovaného vzduchu, který rozkmitá pružné hlasivky, a ty ovlivňují zvuk podle toho, jak jsou napnuty pomocí hrtanových svalů. Nyní se vědcům z Dánska, USA a Česka podařilo potvrdit, že tentýž princip funguje i u ptáků.

„Pro mě je to zjištění fascinující. Ukazuje se, že hlas ptáků, který na první poslech může připomínat pískání, se tvoří díky kmitání ptačích „hlasivek“ stejně jako u lidí. Někteří vědci to předpokládali, ale neexistovala metoda, jak to dokázat. Až nyní se podařilo v Dánsku vytvořit velice sofistikovanou experimentální sestavu a díky ní hypotézu potvrdit,“ uvedl Jan Švec.

Experimentální sestava umožňuje vědcům vyjmout z opeřence hlasový orgán a napojením na umělý krevní oběh a stimulací nervů ho udržet při životě. Do něj se vhání proud vzduchu a odborníci pomocí senzorů a monitorů sledují, jak ptačí „hlasivky“ fungují. Vědci navíc dokážou ptačí hlasový orgán prosvítit, takže mohou nahlédnout i do jeho nejskrytějších zákoutí a zachytit jeho velmi rychlé pohyby vysokofrekvenční kamerou. Zatímco lidské hlasivky se nacházejí v hrtanu, umístění hlasového orgánu u ptáků se liší a rozmanitý je i jeho tvar. Například u zpěvných ptáků se nachází v místě, kde se průdušnice rozděluje na průdušky.

„Jsme schopni detailně natočit mechanismus tvorby zvuku u ptáků od zebřičky pestré po pštrosa pomocí vysokofrekvenčních kamer. Poprvé ukazujeme, že ptáci vytvářejí zvuk stejným způsobem jako lidé, tedy dle teorie myoelasticko-aerodynamického mechanismu,” shrnul výsledky vedoucí týmu, biolog Coen Elemans z University of Southern Denmark.

Olomoučtí biofyzici spolupracovali s dánským týmem zhruba tři roky. Podle nich jsou výsledky využitelné i pro zkoumání lidského hlasu.

„Mozek ptáků se používá jako zjednodušený model pro pochopení práce lidského mozku ve vztahu k produkci hlasu a řeči. Nové poznatky o mechanismu tvorby zvuku u ptáků proto můžeme využít například pro lepší diagnostiku vývojových a neurologických poruch hlasu a řeči,“ doplnil Švec, který se primárně věnuje právě výzkumu lidského hlasu. Je znám jako vynálezce videokymografie – unikátní metody pro vysokofrekvenční optické sledování kmitů hlasivek, díky níž lze snáze odhalovat i jemná poškození tohoto důležitého orgánu.