Zašto su grubi zvukovi tako nepodnošljivi za ljudski mozak?
Većina, ako ne i svi od nas, teško podnose oštre zvukove, poput onih koje čine auto alarmi. Novo istraživanje proučava što se događa u mozgu tijekom izlaganja tim slušnim podražajima.
Stvaranje buke, poput auto alarma, zvukova gradilišta ili čak ljudske vriske, vrlo je teško, ako ne i nemoguće ignorirati, uglavnom zato što su neugodni.
Što se, pak, događa u našem mozgu kad čujemo takve zvukove i zašto ih smatramo tako nepodnošljivima?
To su pitanja na koja je tim istraživača sa Sveučilišta u Ženevi i Sveučilišnih bolnica u Ženevi u Švicarskoj želio odgovoriti u nedavnom istraživanju.
Zašto je ovo pitanje uopće važno? U svom studijskom radu - koji se pojavljuje u časopisu Prirodne komunikacije - istraživači objašnjavaju da je to povezano s aspektima komunikacije.
"Prva i najvažnija svrha komunikacije je privlačenje pozornosti stručnjaka [pojedinaca iste vrste]", pišu istraživači, "proces koji se može optimizirati prilagodbom izdvojenosti signala kako bi se maksimizirali senzorno-motorički odgovori primatelja."
U neuroznanosti, izdvojenost je kvaliteta koja nešto izdvaja od predmeta iste vrste. "Da bi se pojačala senzorna istaknutost i osigurale učinkovite reakcije na kraju prijamnika, generička strategija je povećati intenzitet signala, npr. Vrištanjem ili vikanjem", napominju autori u svom radu.
“Međutim, veličina signala nije jedini parametar koji se mijenja kada povećavamo razinu glasovnog zvuka. Sljedeća važna značajka u nastajanju je hrapavost, akustična tekstura koja nastaje iz brzih ponavljajućih akustičnih prijelaznih pojava “, dodaju.
Dakle, u svojoj su studiji znanstvenici prvo utvrdili raspon zvukova koji su "grubi" i neugodni za ljudski mozak. Zatim su pogledali područja mozga koja ti zvukovi aktiviraju.
Kada buka postane ‘nepodnošljiva?’
Istraživači su regrutirali 27 zdravih sudionika u dobi od 20 do 37 godina, od kojih su 15 bile žene. Istraživači su radili s različitim skupinama tih sudionika u različitim eksperimentima.
Za neke od ovih eksperimenata, istraživači su sudionicima puštali ponavljajuće zvukove s frekvencijama između 0 i 250 herca (Hz). Također su puštali ove zvukove u postupno kraćim intervalima kako bi odredili točku u kojoj su neki od tih zvukova postali neugodni.
"Pitali smo sudionike kada su zvukove doživljavali grubima (međusobno se razlikuju) i kada su ih doživljavali kao glatke (tvoreći jedan kontinuirani i jedinstveni zvuk)", kaže jedan od istraživača, Luc Arnal.
Tim je otkrio da se gornja granica hrapavosti zvuka javlja kad podražaj dosegne oko 130 Hz. "Iznad ove granice, čuju se frekvencije koje tvore samo jedan kontinuirani zvuk", objašnjava Arnal.
Da bi razumjeli kada, točno, grubi zvukovi postaju neugodni, istraživači su također zatražili od sudionika - dok su slušali zvukove različitih frekvencija - da ocjenjuju zvukove na skali od jedan do pet, a pet znači "nepodnošljivo".
"Zvukovi koji se smatraju nepodnošljivima uglavnom su bili između 40 i 80 Hz, tj. U rasponu frekvencija koje koriste alarmi i ljudski vriskovi, uključujući i dječje krikove", napominje Arnal.
Ti neugodni zvukovi su oni koje ljudi mogu opaziti iz daljine - oni koji zaista privlače našu pažnju. "Zato alarmi koriste ove brze ponavljajuće frekvencije kako bi povećali šanse da budu otkriveni i privuku našu pažnju", dodaje Arnal.
Kada se auditivni podražaji ponavljaju češće od svakih 25 milisekundi, objašnjavaju istraživači, ljudski mozak postaje nesposoban predvidjeti različite podražaje i doživljava ih kao neprekidnu buku koju ne može zanemariti.
Grubi zvukovi pokreću averziju područja mozga
Kad su istraživači pratili moždanu aktivnost kako bi otkrili zašto mozak te grube zvukove smatra toliko nepodnošljivima, otkrili su nešto što nisu očekivali.
"Koristili smo intrakranijalni [elektroencefalogram] koji bilježi aktivnost mozga unutar samog mozga kao odgovor na zvukove", objašnjava koautor Pierre Mégevand.
Istraživači su pratili moždanu aktivnost kad su sudionici čuli zvukove koji prelaze gornju granicu hrapavosti (iznad 130 Hz), kao i zvukove unutar granice koju su sudionici ocijenili posebno neugodnom (između 40 i 80 Hz).
U prijašnjem stanju, istraživači su vidjeli da je aktiviran samo slušni korteks u gornjem sljepoočnom režnju, što je "uobičajeni krug za sluh", kako primjećuje Mégevand.
Međutim, kad su sudionici čuli zvukove u opsegu 40–80 Hz, aktivirala su se i druga područja mozga, na iznenađenje istraživača.
„Ovi zvukovi posebno zahtijevaju amigdalu, hipokampus i insulu, sva područja koja se odnose na istaknutost, odbojnost i bol. To objašnjava zašto su ih sudionici doživljavali kao nepodnošljive. "
Luc Arnal
„Sad napokon shvaćamo zašto mozak ne može ignorirati ove zvukove. Nešto se posebno događa na tim frekvencijama, a postoje i mnoge bolesti koje pokazuju atipične reakcije mozga na zvukove pri 40 Hz. Tu spadaju Alzheimer, autizam i shizofrenija ”, kaže Arnal.
Ubuduće istraživači planiraju provesti detaljnija istraživanja moždanih mreža koje reagiraju na oštre zvukove. Nadaju se da će otkriti je li moguće otkriti određena neurološka stanja jednostavnim praćenjem moždane aktivnosti kao reakcije na određene zvukove.
