Prečo sú tvrdé zvuky pre ľudský mozog také neznesiteľné?
Väčšina z nás, ak nie všetci, ťažko znáša tvrdé zvuky, ako napríklad zvuky, ktoré spôsobujú autoalarmy. Nový výskum skúma, čo sa deje v mozgu počas vystavenia týmto sluchovým stimulom.
Hlukové zvuky, ako napríklad autoalarmy, zvuky staveniska alebo dokonca ľudské výkriky, je veľmi ťažké ignorovať, najmä ak sú nepríjemné, ak nie nemožné.
Čo sa však stane v našom mozgu, keď počujeme také zvuky, a prečo ich považujeme za tak neznesiteľné?
To sú otázky, na ktoré sa zameral tím výskumníkov z Ženevskej univerzity a ženevských univerzitných nemocníc vo Švajčiarsku v nedávnej štúdii.
Prečo je táto otázka na prvom mieste dôležitá? Vo svojej študijnej práci - ktorá sa objavuje v časopise Komunikácia o prírode - vedci vysvetľujú, že súvisí s aspektmi komunikácie.
„Prvým a najdôležitejším účelom komunikácie je upútať pozornosť rovnakých jedincov [jedincov rovnakého druhu],“ píšu vedci, „proces, ktorý je možné optimalizovať prispôsobením význačnosti signálu, aby sa maximalizovali senzoricko-motorické reakcie prijímača.“
V neurovede je význačnosť kvalita, ktorá odlišuje niečo od položiek rovnakého druhu. „Na zosilnenie zmyslového vnímania a zabezpečenie efektívnych reakcií na konci prijímača je všeobecnou stratégiou zvýšenie intenzity signálu, napríklad krikom alebo krikom,“ uvádzajú autori vo svojom príspevku.
„Avšak veľkosť signálu nie je jediným parametrom, ktorý sa mení, keď zvyšujeme hladinu hlasového zvuku. Ďalším dôležitým objavujúcim znakom je drsnosť, akustická textúra, ktorá vzniká z rýchlych opakujúcich sa akustických prechodov, “dodávajú.
Vedci teda vo svojej štúdii najskôr stanovili rozsah zvukov, ktoré sú „drsné“ a nepríjemné pre ľudský mozog. Potom sa pozreli na oblasti mozgu, ktoré tieto zvuky aktivujú.
Kedy je hluk „neprípustný“?
Vedci prijali 27 zdravých účastníkov vo veku od 20 do 37 rokov, z toho 15 žien. Vedci pracovali s rôznymi skupinami týchto účastníkov na rôznych experimentoch.
Pri niektorých z týchto experimentov vedci hrali účastníkom opakujúce sa zvuky s frekvenciami od 0 do 250 Hz (Hz). Tieto zvuky tiež prehrávali v postupne kratších intervaloch, aby určili bod, v ktorom sa niektoré z týchto zvukov stali nepríjemnými.
„Spýtali sme sa [...] účastníkov, keď vnímali zvuky ako drsné (odlišné od seba navzájom) a keď ich vnímali ako plynulé (tvoriace jeden súvislý a jediný zvuk),“ hovorí jeden z výskumníkov Luc Arnal.
Tím zistil, že horná hranica drsnosti zvuku nastáva, keď stimul dosiahne asi 130 Hz. "Nad touto hranicou sú počuť frekvencie, ktoré vytvárajú iba jeden nepretržitý zvuk," vysvetľuje Arnal.
Vedci tiež požiadali účastníkov, aby počúvali zvuky rôznych frekvencií, aby presne pochopili, kedy sa hrubé zvuky stanú nepríjemnými, aby ich ohodnotili na stupnici od jednej do päť, pričom päť znamená „neznesiteľný“.
„Zvuky, ktoré sa považujú za neprijateľné, sa pohybovali hlavne medzi 40 a 80 Hz, t. J. V rozsahu frekvencií používaných poplachmi a ľudským krikom, vrátane detských krikov,“ poznamenáva Arnal.
Tieto nepríjemné zvuky sú tie, ktoré ľudia dokážu vnímať z diaľky - tie, ktoré skutočne upútajú našu pozornosť. "Preto alarmy používajú tieto rýchle opakujúce sa frekvencie na maximalizáciu pravdepodobnosti ich detekcie a na získanie našej pozornosti," dodáva Arnal.
Keď sa sluchové podnety opakujú častejšie ako každých 25 milisekúnd, vysvetľujú vedci, ľudský mozog nie je schopný predvídať rôzne podnety a vníma ich ako nepretržitý hluk, ktorý nemôže ignorovať.
Drsné zvuky vyvolávajú averziu mozgových oblastí
Keď vedci monitorovali mozgovú aktivitu, aby zistili, prečo presne mozog považuje tieto drsné zvuky za neznesiteľné, našli niečo, čo neočakávali.
„Použili sme intrakraniálny [elektroencefalogram], ktorý zaznamenáva mozgovú aktivitu v mozgu ako reakciu na zvuky,“ vysvetľuje spoluautor Pierre Mégevand.
Vedci sledovali mozgovú aktivitu, keď účastníci počuli zvuky, ktoré prekročili hornú hranicu drsnosti (nad 130 Hz), ako aj zvuky v medziach, ktoré účastníci vyhodnotili ako obzvlášť nepríjemné (medzi 40 a 80 Hz).
V prvom prípade vedci videli, že aktívna bola iba sluchová kôra v hornom spánkovom laloku, čo je „konvenčný obvod pre sluch“, ako poznamenáva Mégevand.
Keď však účastníci počuli zvuky v rozsahu 40–80 Hz, na veľké prekvapenie vedcov sa stali aktívnymi aj ďalšie oblasti mozgu.
"Tieto zvuky vyvolávajú najmä amygdalu, hipokampus a ostrov insula, všetky oblasti spojené s výzorom, averziou a bolesťou." To vysvetľuje, prečo ich účastníci považovali za neznesiteľné. “
Luc Arnal
"Teraz konečne rozumieme, prečo mozog nemôže tieto zvuky ignorovať." Na týchto frekvenciách sa deje niečo zvláštne a taktiež existuje veľa chorôb, ktoré vykazujú atypické reakcie mozgu na zvuky pri frekvencii 40 Hz. Patria sem Alzheimerova choroba, autizmus a schizofrénia, “hovorí Arnal.
Do budúcnosti budú vedci plánovať podrobnejší výskum mozgových sietí, ktoré reagujú na tvrdé zvuky. Dúfajú, že zistia, či je možné detegovať určité neurologické stavy jednoduchým monitorovaním mozgovej aktivity v reakcii na konkrétne zvuky.
