Proč jsou drsné zvuky pro lidský mozek tak nesnesitelné?
Většina z nás, ne-li všichni, shledává těžké zvuky, jako jsou ty, které způsobují autoalarmy, obtížné. Nový výzkum zkoumá, co se děje v mozku během expozice těmto sluchovým stimulům.
Hlučné zvuky, jako jsou autoalarmy, zvuky staveniště nebo dokonce lidské výkřiky, je velmi obtížné, ne-li nemožné, ignorovat, hlavně proto, že jsou nepříjemné.
Co se však stane v našem mozku, když slyšíme takové zvuky, a proč je považujeme za tak nesnesitelné?
Na tyto otázky se v nedávné studii snažil odpovědět tým výzkumníků z Ženevské univerzity a Ženevských univerzitních nemocnic ve Švýcarsku.
Proč je tato otázka vůbec důležitá? Ve své studijní práci - která se objevuje v časopise Příroda komunikace - vědci vysvětlují, že souvisí s aspekty komunikace.
„Prvním a nejdůležitějším účelem komunikace je upoutat pozornost stejných jedinců [jedinců stejného druhu],“ píší vědci, „proces, který lze optimalizovat přizpůsobením význačnosti signálu k maximalizaci senzoricko-motorických odpovědí přijímače.“
V neurovědě je význačnost kvalita, která odlišuje něco od věcí stejného druhu. „Pro zesílení senzorického vnímání a zajištění efektivních reakcí na konci přijímače je obecnou strategií zvýšení intenzity signálu, například křikem nebo křikem,“ poznamenávají autoři ve svém příspěvku.
"Velikost signálu však není jediným parametrem, který se mění, když zvyšujeme hladinu hlasového zvuku." Další důležitou objevující se vlastností je drsnost, akustická struktura, která vzniká z rychle se opakujících akustických přechodů, “dodávají.
Vědci tedy ve své studii nejprve stanovili rozsah zvuků, které jsou „drsné“ a nepříjemné pro lidský mozek. Poté se podívali na oblasti mozku, které tyto zvuky aktivují.
Kdy je hluk „netolerovatelný?“
Vědci přijali 27 zdravých účastníků ve věku od 20 do 37 let, z toho 15 žen. Vědci pracovali s různými skupinami těchto účastníků na různých experimentech.
U některých z těchto experimentů vědci hráli účastníky opakující se zvuky s frekvencemi od 0 do 250 hertzů (Hz). Tyto zvuky také přehrávali v postupně kratších intervalech, aby určili bod, kdy se některé z těchto zvuků staly nepříjemnými.
„Zeptali jsme se […] účastníků, kdy vnímali zvuky jako drsné (odlišné od sebe navzájem) a kdy je vnímali jako plynulé (tvořící jeden souvislý a jediný zvuk),“ říká jeden z výzkumníků Luc Arnal.
Tým zjistil, že k horní hranici drsnosti zvuku dochází, když stimul dosáhne přibližně 130 Hz. "Nad touto hranicí jsou frekvence slyšet, že tvoří pouze jeden spojitý zvuk," vysvětluje Arnal.
Aby vědci pochopili, kdy přesně se drsné zvuky stanou nepříjemnými, požádali účastníky - při poslechu zvuků různých frekvencí - o hodnocení zvuků na stupnici od jedné do pěti, přičemž pět znamená „nesnesitelný“.
"Zvuky považované za netolerovatelné byly hlavně mezi 40 a 80 Hz, tj. V rozsahu frekvencí používaných poplachy a lidskými výkřiky, včetně dětských," poznamenává Arnal.
Tyto nepříjemné zvuky jsou ty, které lidé dokáží vnímat z dálky - ty, které opravdu upoutají naši pozornost. "Proto alarmy používají tyto rychlé opakující se frekvence k maximalizaci šance, že budou detekovány, a k získání naší pozornosti," dodává Arnal.
Když se zvukové podněty opakují častěji než každých přibližně 25 milisekund, vysvětlují to vědci, lidský mozek není schopen předvídat různé podněty a vnímá je jako nepřetržitý hluk, který nemůže ignorovat.
Drsné zvuky vyvolávají averzi mozkových oblastí
Když vědci sledovali mozkovou aktivitu, aby zjistili přesně, proč mozek shledává tyto drsné zvuky tak nesnesitelné, našli něco, co neočekávali.
"Použili jsme intrakraniální [elektroencefalogram], který zaznamenává mozkovou aktivitu uvnitř samotného mozku v reakci na zvuky," vysvětluje spoluautor Pierre Mégevand.
Vědci sledovali mozkovou aktivitu, když účastníci slyšeli zvuky, které překračovaly horní hranici drsnosti (nad 130 Hz), a také zvuky v rámci hranice, kterou účastníci hodnotili jako zvlášť nepříjemnou (mezi 40 a 80 Hz).
V dřívějším stavu vědci viděli, že aktivní byla pouze sluchová kůra v horním spánkovém laloku, což je „konvenční obvod pro sluch“, jak poznamenává Mégevand.
Když však účastníci slyšeli zvuky v rozsahu 40–80 Hz, aktivovaly se k překvapení vědců také další oblasti mozku.
"Tyto zvuky vybízejí zejména amygdalu, hipokampus a ostrov insula, všechny oblasti související s význačností, averzí a bolestí." To vysvětluje, proč je účastníci považovali za nesnesitelné. “
Luc Arnal
"Nyní konečně chápeme, proč mozek nemůže tyto zvuky ignorovat." Na těchto frekvencích se děje něco zvláštního a existuje také mnoho nemocí, které vykazují atypické mozkové reakce na zvuky při 40 Hz. Patří mezi ně Alzheimerova choroba, autismus a schizofrenie, “říká Arnal.
Do budoucna plánují vědci provést podrobnější výzkum mozkových sítí, které reagují na drsné zvuky. Doufají, že zjistí, zda je možné detekovat určité neurologické stavy pouhým sledováním mozkové aktivity v reakci na konkrétní zvuky.
