Защо грубите звуци са толкова непоносими за човешкия мозък?
Повечето, ако не и всички от нас, намират за трудни шумове, като тези, които издават автомобилните аларми, трудно. Ново изследване разглежда какво се случва в мозъка по време на излагане на тези слухови стимули.
Шумовете на решетка, като автомобилни аларми, звуци на строителна площадка или дори човешки писъци, са много трудни, ако не и невъзможни за игнориране, главно защото са неприятни.
Какво обаче се случва в мозъка ни, когато чуем такива шумове и защо ги намираме за толкова непоносими?
Това са въпросите, на които екип от изследователи от Университета в Женева и Женевските университетски болници в Швейцария се стреми да отговори в скорошно проучване.
Защо този въпрос е важен на първо място? В своя учебен труд - който се появява в списанието Nature Communications - изследователите обясняват, че това се свързва с аспекти на комуникацията.
„Първата и основна цел на комуникацията е да привлече вниманието на специалисти [индивиди от един и същи вид], - пишат изследователите, - процес, който може да бъде оптимизиран чрез адаптиране на чувствителността на сигнала, за да се максимизират сензорно-моторните реакции на приемника.“
В неврологията отличителността е качеството, което отличава нещо от предметите от същия вид. „За да се засили сензорната видимост и да се осигурят ефективни реакции в края на приемника, обща стратегия е да се увеличи интензивността на сигнала, например чрез писъци или викове“, отбелязват авторите в своя доклад.
„Въпреки това, големината на сигнала не е единственият параметър, който се променя, когато увеличаваме нивата на гласовия звук. Друга важна нововъзникваща характеристика е грапавостта, акустична текстура, която възниква от бързо повтарящи се акустични преходни процеси “, добавят те.
И така, в своето проучване учените първо установиха обхвата на звуците, които са „груби“ и неприятни за човешкия мозък. След това те разгледаха мозъчните области, които тези шумове активират.
Кога шумът става „непоносим?“
Изследователите набраха 27 здрави участници на възраст между 20 и 37 години, 15 от които бяха жени. Изследователите са работили с различни групи от тези участници за различни експерименти.
За някои от тези експерименти изследователите пускат на участниците повтарящи се звуци с честоти между 0 и 250 херца (Hz). Те също пускаха тези звуци на прогресивно по-кратки интервали, за да определят точката, в която някои от тези звуци стават неприятни.
„Ние [...] попитахме участниците кога те възприемат звуците като груби (различаващи се един от друг) и кога ги възприемат като гладки (образувайки един непрекъснат и единичен звук)“, казва един от изследователите, Люк Арнал.
Екипът установи, че горната граница на грапавостта на звука възниква, когато стимулът достигне около 130 Hz. „Над тази граница честотите се чуват като образуващи само един непрекъснат звук“, обяснява Арнал.
За да разберат кога точно грубите звуци стават неприятни, изследователите също така помолиха участниците - докато слушаха звуци с различни честоти - да оценят звуците по скала от един до пет, като пет означават „непоносимо“.
„Звуците, които се считат за непоносими, са главно между 40 и 80 Hz, т.е. в диапазона на честотите, използвани от аларми и човешки писъци, включително тези на бебе“, отбелязва Арнал.
Тези неприятни звуци са тези, които хората могат да възприемат от разстояние - тези, които наистина привличат вниманието ни. „Ето защо алармите използват тези бързо повтарящи се честоти, за да увеличат максимално шансовете да бъдат открити и да привлекат вниманието ни“, добавя Арнал.
Когато ревизионните стимули се повтарят по-често от всеки 25 милисекунди или така, обясняват изследователите, човешкият мозък става неспособен да предвиди различните стимули и ги възприема като непрекъснат шум, който не може да игнорира.
Грубите звуци предизвикват отвращение на мозъчните области
Когато изследователите наблюдават мозъчната активност, за да разберат точно защо мозъкът намира тези груби шумове за толкова непоносими, те откриват нещо, което не са очаквали.
„Използвахме интракраниална [електроенцефалограма], която записва мозъчната активност вътре в самия мозък в отговор на звуци“, обяснява съавторът Пиер Мегеванд.
Изследователите наблюдават мозъчната активност, когато участниците чуват звуци, които надвишават горната граница на грапавостта (над 130 Hz), както и звуци в рамките на границата, която участниците са оценили като особено неприятни (между 40 и 80 Hz).
В предишното състояние изследователите видяха, че само слуховата кора в горния темпорален лоб стана активна, което „е конвенционалната верига за слуха“, както отбелязва Мегеванд.
Когато обаче участниците чуха звуци в диапазона 40–80 Hz, се активираха и други мозъчни области, за изненада на изследователите.
„Тези звуци изискват по-специално амигдалата, хипокампуса и инсулата, всички области, свързани със забележимостта, отвращението и болката. Това обяснява защо участниците са ги преживявали като непоносими. "
Люк Арнал
„Сега най-накрая разбираме защо мозъкът не може да игнорира тези звуци. Нещо особено се случва при тези честоти, а има и много заболявания, които показват нетипични мозъчни реакции на звуци при 40 Hz. Те включват Алцхаймер, аутизъм и шизофрения “, казва Арнал.
Занапред изследователите планират да проведат по-подробни изследвания на мозъчните мрежи, които реагират на груби звуци. Те се надяват да разберат дали е възможно да се открият определени неврологични състояния просто чрез наблюдение на мозъчната активност в отговор на определени звуци.
