Наука "Fringe": Наука про звук у розумі і тілі

У другому епізоді Бахрома Третій сезон, Уолтер, Пітер і Fauxlivia покликані розслідувати місце злочину, який, на перший погляд, здається грабунком, за винятком кількох дрібних деталей: грабіжники все ще знаходяться в будинку, вони замерзли вид трансу, і все, що вони намагалися вкрасти, пішло.

Команда виявляє, що вкрадений об'єкт являє собою коробку, що випромінює звук, поміщає будь-кого всередині сліду в сліди, а потім, зрештою, вбиває їх. Чоловік, який вкрав його, був глухим, що пояснює, чому він не постраждав. Розстрілюючи пістолет біля вуха Петра, Вальтер тимчасово приглушує його, що дозволяє йому знайти коробку і відключити її.

Немає жодних справжніх музичних боксів-вбивць, які б мали можливість поставити нас в кататонічному стані, перш ніж вбити нас (принаймні, наскільки нам відомо), але звук має глибокі наслідки для нашого мозку і наших тіл.

Мозок

Хоча це довгий шлях від звукової машини для вбивства, один з найцікавіших (і трохи загадкових) прикладів впливу звуку на мозок - це музика.

У своїй книзі Це ваш мозок на музику Даніель Левітін пояснює нашу інтерпретацію звуку простими словами: «Звук передається через повітря молекулами, що вібрують на певних частотах. Ці молекули бомбардують барабанну перетинку, змушуючи її рухатися і виходити в залежності від того, наскільки сильно вони потрапляють в неї (пов'язані з обсягом або амплітудою звуку) і від того, наскільки швидко вони вібрують (пов'язані з тим, що ми називаємо висотою).

Він продовжує пояснювати, як наш мозок розшифровує слухову інформацію, щоб визначити, звідки походять звуки і що вони означають, і як і чому роги автомобіля можуть зробити нас настороженими, поки довгі, повільні ноти можуть заспокоїти.

Ми ще раз розбили мозок і музику, зазначивши, що структура пісень - це велика частина того, що впливає на наш мозок настільки глибоко, що вона створює фізичну відповідь. Секрет? Стрес.

Структура пісні і значення, які ми поклали за певні пісні, можуть викликати потужні реакції, коли ці молекули бомбардують наші барабанні перетинки, даючи нам мурашки, потні пальми і навіть допамінову прилив.

Левітін розширює ідею структури, кажучи:

Можливо, ілюзія музики - це ілюзія структури і форми. Немає нічого в послідовності самих нот, що створює багаті емоційні асоціації, які ми маємо з музикою, нічого про масштабну акорду, або акордову послідовність, яка насправді спонукає нас очікувати дозволу. Наша здатність осмислювати музику залежить від досвіду і від нейронних структур, які можуть вивчати і модифікувати себе в кожній новій пісні, яку ми чуємо, і з кожним новим прослуховуванням старої пісні.

Тіло

Хоча звук має силу впливати на наш мозок настільки глибоко, що він може викликати фізичну реакцію, ефект, який звук може мати на наші тіла - це зовсім інша справа. Тут ми говоримо не про неврологічну відповідь, яка стає фізичною, а про те, наскільки частота і обсяг можуть впливати на нас на фізіологічному рівні.

У витязі з його книги Універсальне почуття: як слух формує розум що з'явилося на Популярна наука Сет С. Горовіц обговорює фізіологічні ефекти, які звук може мати на наші тіла. Більш конкретно, він займається інфразвуком, або питання про те, чи є акустична зброя теоретично здоровою.

Інфразвук - це низькочастотний звук нижче 20 Гц, тобто він виходить за межі діапазону людського слуху. Горовиц вказує, що цей звук - як і будь-який інший звук - буде мати деякі потужні ефекти після того, як він перетвориться на високий діапазон децибел (140 дБ і далі). Хоча він розвінчує існування деяких серйозних звукових досліджень від французького дослідника Володимира Гавро, він пояснює, що інфразвук має характеристики, які не повністю виключають його як зброю.

«Низька частота інфразвукового звуку і відповідна довга хвиля робить його набагато більш здатним згинати або проникати в ваше тіло, створюючи коливальну систему тиску», - говорить Горовиц. "В залежності від частоти, різні частини вашого тіла будуть резонувати, що може мати дуже незвичайні не слухові ефекти".

Він використовує приклад ваших очних яблук, які резонують 19Гц. Якщо ви сидите перед сабвуфером, який відтворюватиме тональний сигнал на частоті 19 Гц, і розкручуйте його до 110 дБ, ви можете почати бачити справді химерні речі - кольорові ліхтарі і, можливо, тіньові фігури. Навіть у відносно нормальних обсягах, ваші очні яблука почнуть дертися на цій частоті.

Але це не тільки наші очі. Наші незграбні контейнери плоті мають всі види резонансних частот. Наші черепи (за вирахуванням плоті і мозку), наприклад, мають акустичні резонанси на 9 і 12 кГц, 14 і 17 кГц, а також 32 і 38 кГц. Здебільшого ці частоти не вимагають високоспеціалізованого обладнання для викидів. Чи можуть вони бути використані як зброя, щоб хтось з голови вибухнув?

Теоретично, може бути, але зовсім практично не. Для черепа це мозок і все, все змінюється.

"Насправді, коли жива голова людини була замінена сухим черепом в тому ж дослідженні", говорить Горовиц, "12 кГц резонансний пік був на 70 дБ нижче, з найбільшим резонансом зараз близько 200 Гц, і навіть на 30 дБ нижче чим найбільший резонанс сухого черепа. Ви, напевно, повинні використати щось на порядок 240 дБ джерела, щоб змусити голову руйнувати руйнівно, і в цей момент було б набагато швидше просто вдарити людину над головою емітером і зробити з ним.

Щоб проілюструвати це, високоспеціалізована акустична випробувальна камера в космічному польоті центру NASA Goddard здатна виробляти звуки до 150 дБ для серйозних звукових тестів, подібних до тих, що застосовуються до космічного телескопа Джеймса Вебба. Отже, 240 дБ? Це величезне значення. Не зовсім те, що ми могли б вписати в коробку звуку вбивці.

Незважаючи на це, абсолютно ясно, що звук може мати неймовірні ефекти на наші тіла, навіть якщо звуки звучать тихо.