"Fringe" zinātne: skaņas zinātne prātā un ķermenī

Otrajā epizodē Fringe Trešajā sezonā Walter, Pēteris un Fauxlivia tiek aicināti izmeklēt nozieguma vietu, kas uz zemes virsmas, šķiet, ir laupīšana, izņemot dažas nelielas detaļas: zagļi joprojām atrodas mājā, viņi ir iesaldēti. trance, un viss, ko viņi mēģināja nozagt, ir pagājis.

Komanda atklāj, ka nozagts objekts ir kaste, kas izstaro skaņu, ieliek ikvienu zibspuldzes pēdās un pēc tam nogalina tos. Cilvēks, kas nozaga to, bija kurls, kas izskaidro, kāpēc viņš to neietekmēja. Šaujot pistoli pie Pētera ausīm, Valters viņu aizvaino, kas ļauj viņam atrast kastīti un atspējot to.

Nav nevienas reālas pasaules slepkavas mūzikas kastes, kas spētu mūs nonākt katatoniskā stāvoklī, pirms nogalināt mūs (vismaz, cik zināms), bet skaņa būtiski ietekmē mūsu smadzenes un ķermeni.

Smadzenes

Lai gan tas ir tālu no skaņas nogalināšanas mašīnas, viens no interesantākajiem (un nedaudz noslēpumainākajiem) skaņas efekta piemēriem smadzenēs ir mūzika.

Savā grāmatā Šī ir jūsu smadzeņu mūzika Daniel J. Levitin skaidro mūsu skaņas interpretāciju vienkāršā izteiksmē, sakot: „Skaņa tiek pārraidīta pa gaisu ar molekulām, kas vibrē noteiktās frekvencēs. Šīs molekulas bombardē dzirdes cilindru, izraisot to, ka tās ienīst un izplūst, atkarībā no tā, cik smagi tās skāra (saistībā ar skaņas apjomu vai amplitūdu) un par to, cik ātri tās vibrē (saistībā ar to, ko mēs saucam par piķi).

Viņš turpina izskaidrot, kā mūsu smadzenes atšifrē dzirdes informāciju, lai noteiktu, no kurienes nāk skaņas un ko tās nozīmē, un kā un kāpēc auto ragiem var būt brīdinājums, kamēr garās, lēnās piezīmes var būt nomierinošas.

Mēs esam sīkāk iedalījuši mūsu smadzenes un mūziku, atzīmējot, ka dziesmu struktūra ir liela daļa no tā, kas ietekmē mūsu smadzenes tik dziļi, ka rada fizisku reakciju. Noslēpums? Stress.

Dziesmu struktūra un nozīme, ko mēs aizstāvam dažām dziesmām, var izsaukt spēcīgas atbildes, jo šīs molekulas bombardē mūsu auskarus, dodot mums goosebumps, sviedras plaukstas un pat dopamīna skriešanu.

Levitīns izvēršas par struktūru, sakot:

„Varbūt galīgā ilūzija mūzikā ir struktūras un formas ilūzija. Nav nekas tādā secībā, kas sevī rada bagātīgas emocionālās asociācijas ar mūziku, neko par mērogu, akordu vai akordu secību, kas būtībā liek mums sagaidīt izšķirtspēju. Mūsu spēja izjūt mūziku ir atkarīga no pieredzes, un uz neirālo struktūru, kas var iemācīties un modificēt sevi katrā jaunajā dziesmā, un katru jaunu klausoties veco dziesmu. ”

Ķermenis

Lai gan skaņa ir spēja ietekmēt mūsu smadzenes tik dziļi, ka tā var izraisīt fizisku reakciju, skaņas ietekme uz mūsu ķermeņiem ir vēl viens jautājums. Šeit mēs runājam nevis par neiroloģisku reakciju, kas kļūst fiziska, bet gan par to, cik bieži frekvence un apjoms var ietekmēt mūs fizioloģiskā līmenī.

Izrakstā no viņa grāmatas Universal Sense: Kā dzirdes formas prātā kas parādījās Populāra zinātne Seth S. Horowitz runā par fizioloģisko ietekmi, ko skaņa var radīt mūsu ķermenim. Precīzāk, viņš risina infraskaņu vai jautājumu par to, vai akustiskie ieroči ir teorētiski pamatoti.

Infraskaņa ir zemas frekvences skaņa, kas ir mazāka par 20Hz, kas nozīmē, ka tā neietilpst cilvēka dzirdes diapazonā. Horowitz norāda, ka šī skaņa - tāpat kā jebkura cita veida skaņa - būs spēcīga ietekme, kad tā kļūs par augstu decibelu diapazonu (140 dB un vairāk). Kaut arī viņš no Francijas pētnieka Vladimira Gavreau atteicās no nopietniem negodīgiem skaņu pētījumiem, viņš paskaidro, ka infrasarkanai ir tādas īpašības, kas to neizslēdz kā ieroci.

“Infrasoniskās skaņas zemā frekvence un tās atbilstošais garais viļņa garums padara to daudz spējīgāku saliekties vai iekļūt ķermenī, radot svārstīgu spiediena sistēmu,” saka Horovics. “Atkarībā no biežuma dažādas ķermeņa daļas rezonēs, kas var radīt ļoti neparastas sekas.”

Viņš izmanto savu acs ābolu piemēru, kas rezonē 19Hz. Ja tu būtu sēdējis priekšā zemfrekvences skaļruni, kas atskaņo signālu 19Hz un kloķētu to līdz 110 dB, jūs varētu sākt redzēt patiesi dīvainus priekšmetus - krāsainas gaismas un varbūt ēnas figūras. Pat salīdzinoši normālā apjomā jūsu acu āboli sāks raudzīties šajā frekvencē.

Tas nav tikai mūsu acis. Mūsu neveiklīgajiem mīkstajiem konteineriem ir visu veidu rezonanses frekvences. Mūsu galvaskausiem (mīnus miesa un smadzenes), piemēram, ir akustiskās rezonanses pie 9 un 12 kHz, 14 un 17 kHz un 32 un 38 kHz. Šīs frekvences lielākoties neprasa ļoti specializētu aprīkojumu, lai izstarotu. Tātad, vai viņi varētu tikt izmantoti kā ierocis, lai kāds galvu eksplodētu?

Teorētiski, varbūt, bet vispār nav praktiski. Par galvaskausu, kas ir smadzenes un viss, lietas mainās.

"Patiesībā, kad dzīvā cilvēka galva tika aizstāta ar sausu galvaskausu tajā pašā pētījumā," saka Horovics, "12 kHz rezonanses maksimums bija par 70 dB zemāks, ar spēcīgāko rezonansi tagad ir aptuveni 200 Hz, un pat tas bija par 30 dB mazāks nekā augstākā sausā galvaskausa rezonanse. Iespējams, ka kaut kas būtu jāizmanto 240 dB avota secībā, lai galvu rezonētu destruktīvi, un tajā brīdī būtu daudz ātrāk vienkārši nokļūt personai virs galvas ar emitentu un to darīt."

Lai to ilustrētu, NASA Goddard kosmosa lidojuma centra ļoti specializētā akustiskā testa kamera spēj radīt skaņas līdz 150 dB smagiem skaņas testiem, piemēram, tādiem, kas tiek ievadīti James Webb kosmosa teleskopam. Tātad 240 dB? Tas ir traks augsts. Ne tieši tas, ko mēs varētu ievietot slepkavas skaņas lodziņā.

Tomēr tas ir pilnīgi skaidrs, ka skaņai var būt neticami efekti uz mūsu ķermeņiem, pat ja skaņas izklausās klusumā.