'Fringe' veda: Veda zvuku v mysli a tele

V druhej epizóde štiepeniu Tretia sezóna, Walter, Peter a Fauxlivia sú povolaní, aby vyšetrili miesto činu, ktoré sa na povrchu javí ako lúpež, okrem niekoľkých drobných detailov: zlodeji sú stále v dome, sú zamrznutí druh transu a čokoľvek, čo sa pokúšali ukradnúť, je preč.

Tím zistí, že ukradnutý predmet je krabica, ktorá vydáva zvuk, dáva každému do ucha stopu a nakoniec ich zabije. Muž, ktorý ho ukradol, bol hluchý, čo vysvetľuje, prečo ho to neovplyvnilo. Streľbou zbrane neďaleko Peterových uší ho Walter dočasne ohlušoval, čo mu umožňuje nájsť krabicu a vypnúť ju.

Neexistujú žiadne ozajstné hudobné boxy, ktoré by nám umožnili dostať nás do katatonického stavu predtým, ako nás zabijú (aspoň, ak vieme), ale zvuk má hlboký vplyv na naše mozgy a naše telá.

Mozog

Hoci je to ďaleko od zvukového stroja, jeden z najzaujímavejších (a trochu tajomných) príkladov efektu zvuku na mozog je hudba.

Vo svojej knihe Toto je váš mozog v hudbe, Daniel J. Levitin vysvetľuje náš výklad zvuku jednoduchými slovami a hovorí: „Zvuk je prenášaný vzduchom molekulami, ktoré vibrujú na určitých frekvenciách. Tieto molekuly bombardujú ušný bubienok a spôsobujú, že sa krútia dovnútra a von, v závislosti od toho, do akej miery ich zasiahli (týkajúce sa objemu alebo amplitúdy zvuku) a od toho, ako rýchlo vibrujú (čo súvisí s tým, čo nazývame ihrisko).

On ďalej vysvetľuje, ako naše mozgy dešifrujú sluchové informácie, aby určili, odkiaľ pochádzajú zvuky a čo znamenajú, a ako a prečo by nás mohli rohy auta upozorniť, zatiaľ čo dlhé, pomalé poznámky môžu byť upokojujúce.

Rozdelili sme naše mozgy a hudbu ďalej, poznamenávajúc, že ​​štruktúra piesní je veľká časť toho, čo ovplyvňuje náš mozog tak hlboko, že vytvára fyzickú reakciu. Tajomstvo? Stres.

Štruktúra piesní a význam, ktorý sme za určité piesne postavili, môžu vyvolať silné reakcie, pretože tieto molekuly bombardujú naše ušné bubny, dávajú nám husí koža, potené dlane a dokonca dopamínový spech.

Levitín rozširuje myšlienku štruktúry a hovorí:

„Možno, že konečná ilúzia v hudbe je ilúzia štruktúry a formy. V postupnosti poznámok nie je nič, čo vytvára bohaté emocionálne asociácie, ktoré máme s hudbou, nič o mierke akordu, alebo akordová sekvencia, ktorá nás vlastne spôsobuje očakávaním rozlíšenia. Naša schopnosť robiť zmysel pre hudbu závisí od skúseností a od nervových štruktúr, ktoré sa môžu učiť a modifikovať v rámci každej novej piesne, ktorú počujeme, as každým novým počúvaním starej piesne. “

Telo

Hoci zvuk má moc ovplyvniť naše mozgy tak hlboko, že môže vyvolať fyzickú reakciu, účinok, ktorý zvuk môže mať na naše telá, je úplne iná vec. Nehovoríme tu o neurologickej odpovedi, ktorá sa stáva fyzickou, ale o miere, do akej nás môže frekvencia a objem ovplyvniť na fyziologickej úrovni.

Vo výňatku z jeho knihy Univerzálny zmysel: Ako počuť tvary mysli ktorý sa objavil Populárna Veda Seth S. Horowitz pojednáva o fyziologických účinkoch, ktoré môže mať zvuk na naše telo. Presnejšie, rieši infrazvuk, alebo otázku, či sú akustické zbrane teoreticky zdravé.

Infrazvuk je nízkofrekvenčný zvuk, ktorý je nižší ako 20Hz, čo znamená, že nespadá do rozsahu ľudského sluchu. Horowitz poukazuje na to, že tento zvuk - podobne ako akýkoľvek iný druh zvuku - bude mať nejaké silné účinky, akonáhle sa dostane do vysokých decibelových rozsahov (140 dB a viac). Hoci debutuje o existencii niektorých vážne zlovestných zvukových štúdií od francúzskeho výskumníka menom Vladimir Gavreau, vysvetľuje, že infrazvuk má vlastnosti, ktoré ho celkom nevylučujú ako zbraň.

„Nízka frekvencia infračerveného zvuku a jeho zodpovedajúca dlhá vlnová dĺžka ho robí omnoho viac schopným ohýbať sa alebo prenikať do vášho tela a vytvárať systém kmitania tlaku,“ hovorí Horowitz. „V závislosti od frekvencie budú rezonovať rôzne časti vášho tela, ktoré môžu mať veľmi nezvyčajné ne-sluchové účinky.“

Používa príklad vašich očných buliev, ktoré rezonujú 19 Hz. Ak ste mali sedieť pred subwooferom, ktorý hral tón pri 19Hz a kľudne ho nahral na 110 dB, mohli by ste začať vidieť naozaj bizarné veci - farebné svetlá a možno tieňové postavy. Aj pri relatívne normálnych objemoch sa vaše očné bulvy začnú šmýkať pri tejto frekvencii.

Nie sú to však len naše oči. Naše nemotorné nádoby na mäso majú všetky druhy rezonančných frekvencií. Naše lebky (mínus mäso a mozgy) majú napríklad akustické rezonancie pri 9 a 12 kHz, 14 a 17 kHz a 32 a 38 kHz. Tieto frekvencie väčšinou nevyžadujú vysoko špecializované zariadenia na emitovanie. Mohli by byť použité ako zbraň, aby sa niekto rozbil?

Možno teoreticky, ale vôbec nie prakticky. Pre mozog, ktorý je mozog a všetko, sa veci menia.

„V skutočnosti, keď bola živá ľudská hlava nahradená suchou lebkou v tej istej štúdii,“ hovorí Horowitz, „rezonančný pík 12 kHz bol o 70 dB nižší, s najsilnejšou rezonanciou pri približne 200 Hz a dokonca o 30 dB nižšou ako najvyššia rezonancia suchej lebky. Pravdepodobne budete musieť použiť niečo v poradí 240 dB zdroj, aby sa hlava rezonovala, a v tomto bode by bolo oveľa rýchlejší, keby zasiahla osobu nad hlavu emitorom a urobila by sa s ňou.

Na ilustráciu, vysoko špecializovaná akustická testovacia komora na Goddardovom vesmírnom letovom centre NASA je schopná produkovať zvuky až do 150 dB pre ťažké zvukové testy, ako je ten, ktorý sa podáva do vesmírneho teleskopu James Webb. Takže 240 dB? To je šialené vysoké. Nie je to niečo, čo by sme mohli zapadnúť do zabijaka.

Napriek tomu je jasné, že zvuk môže mať neuveriteľné účinky na naše telá, aj keď tieto zvuky znejú ticho.