Kāpēc skarbās skaņas ir tik nepanesamas cilvēka smadzenēm?

Lielākajai daļai, ja ne visiem, mums ir grūti izturēt skarbus trokšņus, piemēram, tos, kurus rada automašīnas trauksmes signāli. Jauns pētījums izskata to, kas notiek smadzenēs, pakļaujoties šiem dzirdes stimuliem.

Skarbie trokšņi aktivizē smadzeņu reģionus, kuriem ir nozīme sāpēs un nepatikā, atklāts jauns pētījums.

Režģa trokšņus, piemēram, automašīnu trauksmes signālus, būvlaukuma skaņas vai pat cilvēku kliedzienus, ir ļoti grūti, ja pat neiespējami, ignorēt, galvenokārt tāpēc, ka tie ir nepatīkami.

Kas gan notiek mūsu smadzenēs, dzirdot šādus trokšņus, un kāpēc mums tie šķiet tik nepanesami?

Šie ir jautājumi, uz kuriem nesenā pētījumā ir centusies atbildēt pētnieku grupa no Ženēvas universitātes un Ženēvas universitātes slimnīcām Šveicē.

Kāpēc šis jautājums vispār ir svarīgs? Viņu mācību dokumentā, kas parādās žurnālā Dabas komunikācijas - pētnieki paskaidro, ka tas saistās ar komunikācijas aspektiem.

"Pirmais un galvenais saziņas mērķis ir piesaistīt konkrēto cilvēku [vienas sugas indivīdu] uzmanību," raksta pētnieki, "procesu, kuru var optimizēt, pielāgojot signāla ievērojamību, lai maksimizētu uztvērēja maņu un kustību reakcijas."

Neirozinātnē uzmanība ir kvalitāte, kas kaut ko atšķir no tāda paša veida priekšmetiem. "Lai pastiprinātu maņu uztveri un nodrošinātu efektīvas reakcijas uztvērēja galā, vispārēja stratēģija ir palielināt signāla intensitāti, piemēram, kliedzot vai kliegot," raksta autori.

“Tomēr signāla lielums nav vienīgais parametrs, kas mainās, paaugstinot balss skaņas līmeni. Vēl viena svarīga parādīšanās iezīme ir raupjums, akustiskā tekstūra, kas rodas ātri atkārtojošos akustiskos pārejas gadījumos, ”viņi piebilst.

Tātad savā pētījumā zinātnieki vispirms noteica skaņu diapazonu, kas ir "raupja" un nepatīkama cilvēka smadzenēm. Pēc tam viņi apskatīja smadzeņu zonas, kuras šie trokšņi aktivizē.

Kad troksnis kļūst ‘nepanesams’?

Pētnieki pieņēma darbā 27 veselus dalībniekus vecumā no 20 līdz 37 gadiem, no kuriem 15 bija sievietes. Pētnieki sadarbojās ar dažādām šo dalībnieku grupām dažādiem eksperimentiem.

Dažiem no šiem eksperimentiem pētnieki atskaņoja atkārtotas skaņas ar frekvencēm no 0 līdz 250 herciem (Hz). Viņi arī atskaņoja šīs skaņas ar pakāpeniski īsāku intervālu, lai noteiktu brīdi, kad dažas no šīm skaņām kļuva nepatīkamas.

"Mēs […] jautājām dalībniekiem, kad viņi uztvēra skaņas kā raupjas (atšķirīgas viena no otras) un kad tās uztvēra kā gludas (veido vienu nepārtrauktu un vienu skaņu)," saka viens no pētniekiem Luks Ārnal.

Komanda atklāja, ka skaņas raupjuma augšējā robeža rodas, kad stimuls sasniedz aptuveni 130 Hz. "Virs šīs robežas frekvences tiek dzirdētas kā tikai viena nepārtraukta skaņa," skaidro Arnal.

Lai saprastu, kad tieši raupjas skaņas kļūst nepatīkamas, pētnieki arī aicināja dalībniekus - klausoties dažādas frekvences skaņas - novērtēt skaņas skalā no viena līdz pieciem, pieci nozīmē "nepanesami".

"Skaņas, kuras uzskatīja par nepanesamām, galvenokārt bija robežās no 40 līdz 80 Hz, t.i., to frekvenču diapazonā, ko izmanto trauksmes signāli un cilvēku kliedzieni, ieskaitot mazuļa," atzīmē Arnal.

Šīs nepatīkamās skaņas ir tās, kuras cilvēki var uztvert no attāluma - tās, kas patiešām piesaista mūsu uzmanību. "Tāpēc trauksmes signāli izmanto šīs ātrās atkārtojošās frekvences, lai palielinātu to atklāšanas iespējas un piesaistītu mūsu uzmanību," piebilst Arnal.

Kad dzirdes stimuli atkārtojas biežāk nekā ik pēc aptuveni 25 milisekundēm, pētnieki paskaidro, ka cilvēka smadzenes vairs nespēj paredzēt dažādus stimulus un uztver tos kā nepārtrauktu troksni, kuru nevar ignorēt.

Skarbās skaņas izraisa nepatiku pret smadzenēm

Kad pētnieki novēroja smadzeņu darbību, lai precīzi noskaidrotu, kāpēc smadzenēm šie rupjie trokšņi šķiet tik nepanesami, viņi atrada kaut ko tādu, ko viņi nebija gaidījuši.

"Mēs izmantojām intrakraniālo [elektroencefalogrammu], kas reģistrē smadzeņu darbību pašā smadzenē, reaģējot uz skaņām," skaidro līdzautors Pjērs Mégevands.

Pētnieki novēroja smadzeņu darbību, kad dalībnieki dzirdēja skaņas, kas pārsniedza raupjuma augšējo robežu (virs 130 Hz), kā arī skaņas robežās, kuras dalībnieki bija novērtējuši kā īpaši nepatīkamas (starp 40 un 80 Hz).

Iepriekšējā stāvoklī pētnieki redzēja, ka aktivizējās tikai dzirdes garoza augšējā temporālajā daivā, kas "ir parastā dzirdes ķēde", kā novēro Mégevands.

Tomēr, kad dalībnieki dzirdēja skaņas 40–80 Hz diapazonā, pētniekiem par lielu pārsteigumu aktivizējās arī citas smadzeņu zonas.

“Šīs skaņas pieprasa amigdalu, hipokampu un jo īpaši insuli, visās jomās, kas saistītas ar uzmanību, nepatiku un sāpēm. Tas izskaidro, kāpēc dalībnieki viņus uzskatīja par nepanesamiem. ”

Luks Ārnal

"Tagad mēs beidzot saprotam, kāpēc smadzenes nevar ignorēt šīs skaņas. Šajās frekvencēs notiek kaut kas īpašs, un ir arī daudzas slimības, kas parāda netipiskas smadzeņu reakcijas uz 40 Hz skaņām. Tie ietver Alcheimera slimību, autismu un šizofrēniju, ”saka Ārnal.

Turpmāk pētnieki plāno veikt detalizētāku pētījumu par smadzeņu tīkliem, kas reaģē uz skarbajām skaņām. Viņi cer uzzināt, vai ir iespējams noteikt noteiktus neiroloģiskus apstākļus, vienkārši uzraugot smadzeņu darbību, reaģējot uz konkrētām skaņām.

none:  cilmes šūnu izpēte jostas roze ebola