Výzkumníci z Dánska, Spojených států a Česka, mezi nimiž byli i Jan Švec a Christian Herbst z olomoucké přírodovědecké fakulty, vyvinuli unikátní experimentální sestavu, díky níž pronikli do hlubin hlasového orgánu ptáků a mohli detailně sledovat jeho fungování.
Mohli tak potvrdit, že funguje na stejném principu jako u lidí, tedy pomocí takzvaného myoelasticko-aerodynamického mechanismu, který popsal v padesátých letech 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.
„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.
Velmi rychlé pohyby snímaly vysokofrekvenční kamery
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.
Ten se primárně věnuje právě výzkumu lidského hlasu. Kromě toho je znám jako vynálezce videokymografie - unikátní metody pro vysokofrekvenční optické sledování kmitů hlasivek, díky níž lze snáze odhalovat i jemná poškození tohoto orgánu.
