Miks on karm heli inimese aju jaoks nii talumatu?
Enamikul, kui mitte kõigil, on meil raskeid hääli, näiteks neid, mida autoalarmid teevad, raske taluda. Uus uuring uurib, mis juhtub ajus nende kuulmisstiimulitega kokkupuutel.
Võre müra, näiteks autohäireid, ehitusplatsi helisid või isegi inimeste karjumisi, on väga raske ignoreerida, peamiselt seetõttu, et need on ebameeldivad.
Mis juhtub meie ajus, kui selliseid helisid kuuleme, ja miks me peame neid nii talumatuks?
Need on küsimused, millele Šveitsi Genfi ülikooli ja Genfi ülikooli haiglate teadlaste meeskond on hiljutises uuringus vastuse seadnud.
Miks on see teema üldse oluline? Nende õppekirjas - mis ilmub ajakirjas Looduskommunikatsioon - selgitavad teadlased, et see seondub kommunikatsiooni aspektidega.
"Suhtlemise esimene ja peamine eesmärk on kaasliikide [sama liigi isendite] tähelepanu äratamine," kirjutavad teadlased, "protsessi, mida saab optimeerida, kohandades signaali silmatorkavust, et maksimeerida vastuvõtja sensoorse ja motoorse reaktsiooni."
Neuroteaduses on silmapaistvus kvaliteet, mis eristab midagi samasugustest esemetest. "Sensoorse silmapaistvuse suurendamiseks ja tõhusate reaktsioonide tagamiseks vastuvõtja otsas on üldine strateegia suurendada signaali intensiivsust, näiteks karjumise või karjumise kaudu," märgivad autorid oma dokumendis.
„Kuid signaali suurus ei ole ainus parameeter, mis muutub, kui me tõstame vokaali helitaset. Teine oluline esilekerkiv omadus on karedus, akustiline tekstuur, mis tuleneb kiiretest korduvatest akustilistest üleminekutest, ”lisavad nad.
Niisiis määrasid teadlased oma uuringus kõigepealt inimese aju jaoks "karedate" ja ebameeldivate helide vahemiku. Seejärel vaatasid nad ajupiirkondi, mida need müra aktiveerivad.
Millal muutub müra „talumatuks?”
Teadlased värbasid 27 tervislikku osalejat vanuses 20–37 aastat, kellest 15 olid naised.Teadlased töötasid koos nende osalejate erinevate rühmadega erinevate katsete jaoks.
Mõne sellise katse jaoks mängisid teadlased osalejatele korduvaid helisid sagedustega 0–250 hertsit (Hz). Samuti esitasid nad neid helisid järk-järgult lühemate intervallidega, et teha kindlaks punkt, kus mõni neist helidest ebameeldivaks muutus.
"Me […] küsisime osalejatelt, millal nad tajusid, et helid on karmid (erinevad üksteisest) ja millal nad sujuvad (moodustades ühe pideva ja ühe heli)," ütleb üks teadlastest, Luc Arnal.
Meeskond leidis, et heli kareduse ülemine piir tekib siis, kui stiimul jõuab umbes 130 Hz-ni. "Üle selle piiri kuulevad sagedused moodustavat ainult ühe pideva heli," selgitab Arnal.
Et mõista, millal täpselt karmid helid ebameeldivaks muutuvad, palusid teadlased ka osalejatel - kui nad kuulasid erineva sagedusega helisid - hinnata helisid skaalal üks kuni viis, viie tähendusega „talumatu”.
"Talumatuks peetud helid jäid peamiselt vahemikku 40–80 Hz, st sageduste vahemikus, mida kasutavad äratused ja inimeste, sealhulgas ka lapse karjumine,” märgib Arnal.
Need ebameeldivad helid on sellised, mida inimesed suudavad eemalt tajuda - need, mis tõesti meie tähelepanu köidavad. "Sellepärast kasutavad häired neid kiireid korduvaid sagedusi, et maksimeerida nende avastamise võimalust ja saada meie tähelepanu," lisab Arnal.
Kui auditiivsed stiimulid korduvad sagedamini kui umbes iga 25 millisekundi järel, selgitavad teadlased, et inimese aju ei suuda erinevaid stiimuleid ette näha ja tajub neid pideva müra all, mida ta ei saa eirata.
Karmid helid vallandavad vastumeelsuse ajupiirkonnad
Kui teadlased jälgisid ajutegevust, et täpselt teada saada, miks aju neid karmi müra nii talumatuks peab, leidsid nad midagi, mida nad polnud oodanud.
"Kasutasime intrakraniaalset [elektroentsefalogrammi], mis salvestab vastuseks helidele aju aktiivsuse ajus endas," selgitab kaasautor Pierre Mégevand.
Teadlased jälgisid ajutegevust, kui osalejad kuulsid kareduse ülemist piiri (üle 130 Hz) ületavaid helisid, samuti helisid, mis olid osalejate hinnangul eriti ebameeldivad (vahemikus 40–80 Hz).
Esimeses seisundis nägid teadlased, et aktiveerus ainult ülemise ajalise laba kuulmekoor, mis "on tavapärane kuulmisahel", nagu Mégevand märgib.
Kui aga osalejad kuulsid helisid vahemikus 40–80 Hz, muutusid teadlaste üllatuseks aktiivseks ka teised ajupiirkonnad.
„Need helid paluvad eelkõige mandelkeha, hipokampust ja insulat, kõiki väljakutse, vastumeelsuse ja valuga seotud valdkondi. See seletab, miks osalejad pidasid neid talumatuteks. "
Luc Arnal
"Mõistame nüüd lõpuks, miks aju ei saa neid helisid ignoreerida. Nendel sagedustel juhtub midagi erilist ja on ka palju haigusi, mis näitavad aju ebatüüpilisi reaktsioone 40 Hz sagedusega helidele. Nende hulka kuuluvad Alzheimer, autism ja skisofreenia, ”ütleb Arnal.
Edaspidi kavatsevad teadlased viia läbi karmidele helidele reageerivate ajuvõrkude üksikasjalikuma uurimise. Nad loodavad teada saada, kas teatud neuroloogilisi seisundeid on võimalik tuvastada, lihtsalt jälgides ajutegevust vastuseks konkreetsetele helidele.
