'Fringe' věda: Věda o zvuku v mysli a těle

Ve druhé epizodě Fringe Třetí sezóna, Walter, Peter a Fauxlivia, jsou vyzváni, aby vyšetřili místo činu, které se na povrchu jeví jako loupež, s výjimkou několika drobných detailů: zloději jsou stále v domě, jsou zamrznutí druh transu a cokoliv, co se snaží ukrást, je pryč.

Tým zjistí, že odcizený objekt je krabička, která vydává zvuk, dává komukoli do ucha stopu a nakonec je zabije. Muž, který to ukradl, byl hluchý, což vysvětluje, proč ho to neovlivnilo. Střelbou pistole u Peterových uší ho Walter dočasně ohlušil, což mu umožňuje najít krabici a vypnout ji.

Neexistují žádné opravdové zabijácké hudební boxy, které by byly schopny dát nás do katatonického stavu, než nás zabijí (alespoň, jak víme), ale zvuk má hluboký dopad na naše mozky a naše těla.

Mozek

Ačkoli je to daleko od zvukového stroje, jeden z nejzajímavějších (a poněkud tajemných) příkladů zvuku na mozek je hudba.

Ve své knize To je váš mozek na hudbu Daniel J. Levitin vysvětluje náš výklad zvuku jednoduchými termíny a říká: „Zvuk je přenášen vzduchem molekulami, které vibrují na určitých frekvencích. Tyto molekuly bombardují ušní bubínek a způsobují, že se kroutí dovnitř a ven v závislosti na tom, jak silně ho zasáhly (ve vztahu k objemu nebo amplitudě zvuku) a na tom, jak rychle vibrují (což souvisí s tím, co nazýváme hřiště).

On pokračuje vysvětlit, jak naše mozky dešifrují sluchové informace, aby určily, odkud pocházejí zvuky a co znamenají, a jak a proč by nás mohly rohy aut upozorňovat, zatímco dlouhé pomalé poznámky mohou být zklidňující.

Rozdělili jsme naše mozky a hudbu dále, s vědomím, že struktura písní je velkou částí toho, co ovlivňuje naše mozky tak hluboko, že vytváří fyzickou odezvu. Tajemství? Stres.

Struktura písní a význam, který jsme za určité písně dali, mohou vyvolat silné reakce, protože tyto molekuly bombardují naše ušní bubínky, dávají nám husí kůže, zpocené dlaně a dokonce dopaminový spěch.

Levitin rozšiřuje myšlenku struktury a říká:

„Možná, že konečnou iluzí v hudbě je iluze struktury a formy. Neexistuje nic v posloupnosti poznámek, které vytvářejí bohaté emocionální asociace, které máme s hudbou, nic o měřítku akordu, nebo sekvenci akordů, která nám způsobuje, že očekáváme rozlišení. Naše schopnost vnímat hudbu závisí na zkušenostech a na nervových strukturách, které se mohou naučit a modifikovat v každé nové písni, kterou slyšíme, as každým novým poslechem staré písně. “

Tělo

Ačkoli zvuk má moc ovlivnit naše mozky tak hluboko, že může vyvolat fyzickou odezvu, účinek, který zvuk může mít na naše těla, je úplně jiná záležitost. Nehovoříme o neurologické reakci, která se stává fyzickou, ale o míře, do které nás může frekvence a objem ovlivnit na fyziologické úrovni.

Ve výňatku z jeho knihy Univerzální smysl: Jak slyšíme tvary mysli který se objevil Populární Věda Seth S. Horowitz pojednává o fyziologických účincích, které zvuk může mít na naše těla. Konkrétněji se zabývá infrazvukem nebo otázkou, zda jsou akustické zbraně teoreticky zdravé.

Infrazvuk je nízkofrekvenční zvuk, který je nižší než 20Hz, což znamená, že je mimo rozsah lidského sluchu. Horowitz poukazuje na to, že tento zvuk - stejně jako jakýkoli jiný druh zvuku - bude mít některé silné účinky, jakmile se dostanou do vysokých decibelů (140 dB a dále). Ačkoli debutuje o existenci některých vážně zlověstných zvukových studií od francouzského vědce Vladimíra Gavreaua, vysvětluje, že infrazvuk má vlastnosti, které ho nevylučují jako zbraň.

„Nízká frekvence infrazvuku a jeho odpovídající dlouhá vlnová délka jej činí mnohem více schopným ohýbat se nebo proniknout do vašeho těla a vytvořit tak systém oscilačního tlaku,“ říká Horowitz. „V závislosti na frekvenci budou rezonovat různé části vašeho těla, které mohou mít velmi neobvyklé neauduální účinky.“

Používá příklad vašich oční bulvy, které rezonují 19Hz. Pokud byste měli sedět v přední části subwooferu, který přehrával tón při 19Hz, a kliknout ho až na 110 dB, můžete začít vidět nějaké skutečně bizarní věci - barevná světla a možná i stínové postavy. I při relativně normálních objemech začnou vaše oční bulvy na této frekvenci škubat.

Není to však jen naše oči. Naše nemotorné nádoby na maso mají všechny druhy rezonančních frekvencí. Naše lebky (mínus maso a mozky) mají například akustické rezonance 9 a 12 kHz, 14 a 17 kHz a 32 a 38 kHz. Tyto kmitočty většinou nevyžadují vysoce specializovaná zařízení, která by vydávala. Mohli by tedy být použity jako zbraň, která by někoho vybuchla?

Teoreticky možná, ale vůbec ne. Pro lebku, která je mozek a všechno, se věci mění.

„Ve skutečnosti, když byla v téže studii nahrazena suchá lebka živou lidskou hlavou,“ říká Horowitz, „rezonanční pík o 12kHz byl o 70 dB nižší, s nejsilnější rezonancí nyní kolem 200 Hz a dokonce o 30 dB nižší než nejvyšší rezonance suché lebky. Pravděpodobně budete muset použít něco v pořadí 240 dB zdroje, aby se hlava rozezněla rezonativně, a v tom okamžiku by bylo mnohem rychlejší, kdyby člověk zasáhl osobu nad hlavu s vysílačem a udělal s ní. “

Jen pro ilustraci, vysoce specializovaná akustická zkušební komora v NASA Goddard Space Flight Center je schopna produkovat zvuky až do 150 dB pro těžké zvukové testy, jako je ten, který je aplikován na James Webb Space Telescope. Takže 240 dB? To je šílené vysoké. Ne přesně něco, co bychom mohli zapadnout do boxu zabijáka.

Přesto je naprosto jasné, že zvuk může mít neuvěřitelné účinky na naše těla, i když zvuk zní ticho.