Наука 'Fringe': наука о звуке в разуме и теле

Во втором эпизоде Челка В третьем сезоне Вальтер, Питер и Фоксливия призваны расследовать место преступления, которое на первый взгляд кажется ограблением, за исключением нескольких мелких деталей: грабители все еще находятся в доме, они заморожены в своего рода транс, и все, что они пытались украсть, исчезло.

Команда обнаруживает, что украденный объект представляет собой коробку, которая издает звук, помещает любого в пределах слышимости в след, а затем, в конце концов, убивает их. Человек, который украл его, был глухим, что объясняет, почему он не пострадал. Стреляя из пистолета возле ушей Питера, Уолтер временно оглушает его, что позволяет ему найти коробку и отключить ее.

Нет реальных музыкальных шкатулок-убийц, которые могли бы привести нас в кататоническое состояние перед тем, как убить нас (по крайней мере, насколько нам известно), но звук оказывает глубокое влияние на наш мозг и наше тело.

Мозг

Хотя до звуковой машины для убийства далеко, один из самых интересных (и несколько загадочных) примеров воздействия звука на мозг - это музыка.

В своей книге Это твой мозг в музыке Даниэль Дж. Левитин объясняет нашу интерпретацию звука простыми словами: «Звук передается через воздух молекулами, вибрирующими на определенных частотах. Эти молекулы бомбардируют барабанную перепонку, заставляя ее извиваться и извиваться в зависимости от того, насколько сильно они ударяются о нее (в зависимости от громкости или амплитуды звука) и от того, насколько быстро они вибрируют (в зависимости от того, что мы называем высотой звука) ».

Далее он объясняет, как наш мозг расшифровывает слуховую информацию, чтобы определить, откуда приходят звуки и что они значат, и как и почему автомобильные гудки могут заставить нас насторожиться, в то время как длинные медленные ноты могут успокаивать.

Мы сломали наши мозги и музыку дальше, отметив, что структура песен - это большая часть того, что влияет на наш мозг так глубоко, что создает физическую реакцию. Секрет? Стресс.

Структура песни и значение, которое мы придаем определенным песням, могут вызвать мощную реакцию, поскольку эти молекулы бомбардируют наши барабанные перепонки, давая нам мурашки по коже, потные ладони и даже прилив допамина.

Левитин расширяет идею структуры, говоря:

«Возможно, высшая иллюзия в музыке - это иллюзия структуры и формы. Нет ничего в последовательности самих нот, которые создают богатые эмоциональные ассоциации, которые мы имеем с музыкой, ничего в масштабе аккорда или последовательности аккордов, которые по своей сути заставляют нас ожидать разрешения. Наша способность понимать музыку зависит от опыта и от нейронных структур, которые могут изучать и модифицировать себя в каждой новой песне, которую мы слышим, и с каждым новым прослушиванием старой песни ».

Тело

Хотя звук обладает способностью воздействовать на наш мозг настолько глубоко, что может вызывать физическую реакцию, эффект, который звук может оказать на наши тела, - это совсем другое дело. Здесь мы говорим не о неврологическом ответе, который становится физическим, а о степени, в которой частота и объем могут влиять на нас на физиологическом уровне.

В отрывке из его книги Универсальный смысл: как слух формирует разум что появилось на Популярная Наука Сет С. Горовиц обсуждает физиологические эффекты, которые звук может оказывать на наше тело. Более конкретно, он занимается инфразвуком или вопросом о том, является ли акустическое оружие теоретически обоснованным.

Инфразвук - это низкочастотный звук с частотой ниже 20 Гц, что означает, что он выходит за пределы диапазона человеческого слуха. Хоровиц отмечает, что этот звук, как и любой другой вид звука, будет иметь некоторые мощные эффекты, как только он достигнет диапазона высоких децибел (140 дБ и более). Хотя он опровергает существование некоторых весьма зловещих исследований звука от французского исследователя Владимира Гавро, он объясняет, что инфразвук обладает характеристиками, которые полностью не исключают его как оружие.

«Низкая частота инфразвукового звука и соответствующая ему длинная длина волны делает его гораздо более способным огибать или проникать в ваше тело, создавая колебательную систему давления», - говорит Горовиц. «В зависимости от частоты будут резонировать разные части вашего тела, что может иметь очень необычные не слуховые эффекты».

Он использует пример ваших глазных яблок, которые резонируют 19 Гц. Если бы вы сидели перед сабвуфером, воспроизводящим звук с частотой 19 Гц, и включили его до 110 дБ, вы могли бы начать видеть некоторые действительно странные вещи - цветные огни и, возможно, тенистые фигуры. Даже при относительно нормальной громкости ваши глазные яблоки начнут дергаться на этой частоте.

Это не только наши глаза, хотя. Наши неуклюжие контейнеры для плоти имеют все виды резонансных частот. Например, наши черепа (без плоти и мозга) имеют акустические резонансы на частотах 9 и 12 кГц, 14 и 17 кГц, а также 32 и 38 кГц. По большей части эти частоты не требуют высокоспециализированного оборудования для излучения. Так можно ли их использовать как оружие, чтобы чья-то голова взорвалась?

Теоретически, может быть, но совсем не практически. Для черепа, который мозг и все, все меняется.

«Фактически, когда в одном и том же исследовании, вместо того, чтобы исследовать сухую голову, вместо живого человеческого черепа, - говорит Горовиц, - резонансный пик 12 кГц был на 70 дБ ниже, при этом самый сильный резонанс был теперь примерно на 200 Гц, и даже он был на 30 дБ ниже. чем самый высокий резонанс сухого черепа. Вам, вероятно, придется использовать что-то порядка порядка 240 дБ, чтобы заставить головку деструктивно резонировать, и в этот момент было бы гораздо быстрее просто ударить человека по голове излучателем и покончить с этим ».

Просто чтобы проиллюстрировать это, узкоспециализированная акустическая испытательная камера в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА способна воспроизводить звуки до 150 дБ для тяжелых звуковых испытаний, подобных тем, которые проводились на космическом телескопе Джеймса Вебба. Так 240 дБ? Это безумно высоко. Не совсем то, что мы могли бы вписать в звуковой ящик убийцы.

Несмотря на это, совершенно очевидно, что звук может оказывать невероятное воздействие на наши тела, даже если эти звуки звучат беззвучно.