În laborator, sunetele devin misterioase și frumoase. Ceea ce este adesea asigurat în lumea exterioară, transformându-se în unde și frecvențe sonore, schimbă ideile științifice.
Aici sunetele își schimbă structura, dezvăluie proprietăți incredibile și se găsesc în locuri neașteptate. Sunetul poate avea și efecte uimitoare asupra creierului uman. Astăzi vă vom povesti despre zece descoperiri științifice interesante legate de sunet.
10. Sunetele pot explica procesul anesteziei
În mod tradițional în medicină, se crede că celulele nervoase „vorbesc” între ele folosind impulsuri electrice. Ele sunt canale de semnal prin care comanda este transmisă de la creier la mână pentru a undi o perie sau a animalului de companie pisica. Acest lucru nu sună convingător pentru fizicieni. Legile termodinamicii afirmă că impulsurile electrice trebuie să genereze căldură, dar acest lucru nu este observat în corpul uman. Fizicienii au propus o altă ipoteză: nervii nu transmit electricitate, ci undele sonore. Nu toți oamenii de știință sunt de acord, dar ar putea explica un mister medical de lungă durată.
Medicamentele anestezice sunt de mult timp, dar nu există încă o convingere fermă cu privire la modul în care reușesc să reducă sensibilitatea organismului. Celulele nervoase au membrane. Pentru a transmite mesaje audio, acestea trebuie să fie la o temperatură corespunzătoare temperaturii normale a corpului uman. Este posibil ca medicamentele anestezice să modifice temperatura intracelulară, făcând membranele să nu poată transmite unde sonore care conțin semnale de durere.
Video promotional:
9. Sistemul vizual poate fi asociat cu cel auditiv
Un alt experiment cu maimuțe i-a făcut pe toți să deschidă gura. Maimuțele au fost antrenate să atingă punctul de lumină de fiecare dată când apărea pe panou. Când locul era luminos, maimuțele au făcut-o cu ușurință, când locul era plictisit, maimuțele au început să întâmpine dificultăți. Cu toate acestea, când apariția locului slab a fost însoțită de un sunet ascuțit, maimuțele au atins-o atât de repede încât nu a existat decât o singură explicație - creierul putea folosi sunetul pentru a vedea mai bine.
Acest lucru este contrar ideilor tradiționale despre sistemul nervos. Se credea că părțile auditive și vizuale ale creierului nu erau conectate între ele. Cu toate acestea, observarea țintită a 49 de neuroni vizuali din creierul maimuței s-a dovedit altfel. În prezența unui semnal sonor la locul slab, neuronii s-au comportat ca și cum ochii ar vedea o lumină mai strălucitoare decât în realitate. Timpul de reacție a fost atât de rapid încât doar prezența unei conexiuni directe între părțile auditive și vizuale ale creierului ar putea explica acest lucru.
Această interconectare a sistemelor senzoriale poate explica îmbunătățirea vederii la surzi și prezența frecventă a auzului acut la orb. O zonă a creierului care a fost anterior responsabilă pentru proprietatea pierdută este redirecționată către o altă zonă.
8. Nouă metodă de analiză a sângelui
Testele de sânge sunt piatra de temelie a punerii unui diagnostic corect, dar sunt dificile. Tehnicile comune de testare a sângelui pot dura mult timp, probele pot fi deteriorate și există riscul de infecție. Laboratoarele sunt greu de transportat.
Recent, a apărut o nouă metodă care inversează toate acestea. Sângele poate fi testat acum cu unde sonore și se obține un rezultat rapid și precis. Când oamenii de știință doresc informații despre starea pacientului, aceștia vânează exosomi. Aceste mesagere minuscule secretate de celule pot spune multe despre sănătatea organismului și tulburările acestuia.
Noua tehnică se bazează pe separarea celulelor, trombocitelor și exosomilor folosind vibrații sonore la diferite frecvențe. Sângele este expus la vibrații acustice pentru o perioadă foarte scurtă de timp, ceea ce previne deteriorarea probei.
Utilizarea sunetului pentru analiza sângelui oferă posibilități mari. Diagnosticul rapid, testele organelor anterior greu accesibile, refuzul în multe cazuri de la o biopsie necesară anterior sunt doar câteva dintre avantajele. Una dintre cele mai valoroase caracteristici este că testarea poate fi efectuată folosind un kit portabil care poate fi utilizat în orice, de la ambulanțe până la sate izolate.
7. Răspuns la levitație
Pasionații de aeronautică au încercat să depășească gravitația în toate modurile posibile, de la magneți la lasere. Se pare că răspunsul este unde sonore. În 2014, Universitatea din Scoția a descoperit că probabil ar putea fi folosite pentru ridicarea obiectelor.
Undele sonore creează presiune asupra mediului, în cazul nostru, asupra aerului. Această presiune poate fi utilizată pentru a crea levitație. Cu toate acestea, oamenii de știință nu au reușit să creeze un dispozitiv de lucru.
Problema s-a dovedit a fi tradițională. Pentru a depăși gravitația, undele trebuie emise într-o ordine specifică. Pentru a menține un obiect într-o poziție staționară orizontală sau a face să se miște în direcția dorită, este necesar ca presiunea pe toate punctele să fie aceeași. Acest lucru necesită calcule matematice extrem de complexe.
Recent, un alt grup de oameni de știință a folosit software și date speciale ale cercetătorilor scoțieni pentru a crea un exemplar magic. Au găsit trei combinații și chiar au creat cu succes un câmp sonor tridimensional folosind 64 de boxe minuscule.
Câmpul, numit „hologramă acustică”, menține cu succes bilele de polistiren în aer. Folosind trei combinații diferite de sunet, cercetătorii au reușit să facă bilele să se lipească, să stea nemișcate sau să rămână într-o cușcă de vibrații sonore.
6. Sunetul poate stinge focul
La început, profesorii de la Universitatea George Mason din Virginia au refuzat să creadă în succesul celor doi elevi. Doi viitori ingineri au decis să stingă flacăra cu unde sonore. Cercetările anterioare pe această problemă le-au stârnit interesul și dorința de a veni cu primul stingător de sunet.
Întrucât erau ingineri și programatori electronici, nu chimiști, la început au primit în mare parte ridicule în locul sprijinului. Dar Seth Robertson, în vârstă de 23 de ani și Viet Tran, în vârstă de 28 de ani, și-au continuat încă testele, sub îndrumarea unui singur profesor și uneori cu banii proprii.
Au abandonat rapid muzica, deoarece valurile erau prea haotice pentru a stinge focul. Ideea principală a acestei metode este de a tăia oxigenul care alimentează focul. Acest lucru a fost făcut atunci când vibrații de joasă frecvență în intervalul de la 30 la 60 hertzi au fost aplicate pe foc.
Vibrațiile sonore creează o zonă rarefiată cu puțin oxigen. Lipsa de oxigen face ca flacăra să se stingă. Pentru a crea un extinctor portabil, este necesară multă muncă, trebuie să testați stingătorul pe diferite tipuri de combustibil și forme de aprindere. Dar deschiderea deschide ușa către medii de stingere mai bune care nu lasă în urmă toxinele precum stingătoarele convenționale.
5. Sunetul schimbă gustul
Sunetele de frecvență joasă nu sting doar focurile. De asemenea, dau mâncărurilor un gust amar. La celălalt capăt al scării, omologii lor de înaltă frecvență adaugă un pic de dulceață.
Motivul pentru aceasta nu este complet clar, dar numeroase experimente în laboratoare și restaurante au confirmat că sunetele afectează gustul. Cercetătorii au numit această „modulare a gustului”. Sunetele par să adauge amărăciune sau dulceață aproape la toate, de la tort la cafea.
Acest efect neobișnuit nu afectează papilele gustative ca atare. Sunetele par să influențeze modul în care creierul percepe informațiile despre gust. Notele înalte sau joase ale frecvenței îl fac să acorde mai multă atenție aromei dulci sau amare a mâncării.
Zgomotul poate afecta, de asemenea, negativ apetitul. Un studiu din 2011 a arătat că zgomotul de fond poate juca un rol important. Dacă este prea tare, oamenii simt mai puțin sare și dulceață și nu se bucură de mâncarea lor. Acest lucru explică de ce restaurantele zgomotoase pot avea mâncare proastă și de ce companiile aeriene au o reputație proastă în această zonă.
4. Simfonii de date
Mark Ballora a crescut într-o familie muzicală. Mai târziu, în timpul studiilor de doctorat, a devenit interesat să transforme informațiile în muzică. El a preluat sonificarea - traducerea datelor uscate în unde sonore.
În următoarele două decenii, Ballora a creat cântece care conțineau date din mai multe studii, inclusiv energia unei stele neutronice, ciclurile de temperatură ale corpului veveriței arctice, radiațiile solare și furtunile tropicale.
Când creează următoarea simfonie, Ballora cunoaște mai întâi informațiile și subiectul cercetării. Apoi selectează sunete care se potrivesc cu numerele și natura studiului.
Sunetele învolburate corespund unei furtuni tropicale. Vântul solar, setat pe muzică, a creat o melodie de „schimbări și pâlpâiri”. Deși acest lucru nu a devenit larg răspândit în lumea științifică, sonificarea a primit o anumită recunoaștere în astronomie.
La Observatorul astronomic sud-african din Cape Town, astrofizicianul orb Wanda Merced ascultă datele primite. Ea a descoperit că exploziile stelare produc unde electromagnetice atunci când particulele schimbă energie ca urmare. Colegii ei văzuți au ratat-o pentru că s-au uitat doar la graficele.
3. Efect de petrecere de cocktail
Când cercetătorii au decis să studieze un fenomen numit „efectul cocktail party”, s-au îndreptat către pacienții cu epilepsie, deoarece aveau deja obiectele necesare de observat - electrozii din jurul creierului lor.
Electrozii au fost proiectați pentru a înregistra activitatea creierului în timpul convulsiilor, dar șapte pacienți au fost de acord să participe la studiul cocktail party. Se află în faptul că într-un mediu foarte zgomotos, o persoană este capabilă să se concentreze pe o conversație strict definită. Oamenii de știință au dorit să înțeleagă cum funcționează creierul în condiții de interferență activă a zgomotului.
Fiecare subiect asculta aceeași înregistrare pe fondul zgomotelor, incapabil să înțeleagă discursul vorbitorului. Au ascultat apoi o versiune clară a aceleiași propoziții, urmată de o altă înregistrare zgomotoasă. În mod incredibil, de această dată toate subiectele au înțeles vorbitorul. Activitatea creierului a arătat că nu o falsificau.
În timpul primului test (cu o înregistrare distorsionată), zonele creierului responsabile de auz și vorbire au rămas inactive. Dar în restul audițiilor, ei au lucrat. După cum se dovedește, motivul capacității noastre de a urmări conversațiile la o petrecere zgomotoasă se află în plasticitatea incredibilă și rapidă a fulgerului creierului.
De îndată ce creierul a recunoscut cuvintele, a început să reacționeze diferit la a doua propoziție denaturată. El a reglat bine sistemele auditive și de vorbire, ceea ce i-a permis să determine sursa de vorbire și să filtreze zgomotul.
2. „Zgomot roz”
Printre persoanele cu insomnie, termenul „zgomot alb” este uneori sinonim cu o odihnă de noapte odihnitoare. Capacitatea creierului de a ignora sunetele minore - ca zgomotul ventilatorului - îi ajută pe mulți să adoarmă. Dar mai multe studii independente au arătat că există ceva mai bun pentru somn odihnitor - zgomot roz. „Zgomotul alb” este sunet cu o putere uniformă la toate frecvențele, în timp ce „roz” este un amestec de sunete în care puterea semnalului este invers proporțională cu frecvența sa. O lumină în care sunt îndeplinite aceleași condiții apare roz, ceea ce a dat zgomotului un nume similar.
Sunetele plăcute ale vântului, frunzele zgomotoase sau sunetul ploii care bate pe un acoperiș pot reduce activitatea creierului. Drept urmare, somnul devine mai profund și mai odihnitor. Cercetătorii chinezi au descoperit că „zgomotul roz” atrage 75% dintre voluntari. Când au testat goluri, au descoperit că cei care dormeau la zgomotul roz s-au recuperat cu 45% mai bine decât alții.
Pentru seniori, aceasta poate fi o veste bună. Îmbătrânirea duce la somn fragmentar, care este responsabil pentru pierderea memoriei. Un grup de la Universitatea Americană a testat oameni de peste 60 de ani, expunând unii dintre ei în timpul somnului la „zgomotul roz”. Dimineața, a fost efectuat un test de memorie. Cei care nu au fost niciodată expuși zgomotului roz s-au comportat de trei ori mai rău.
1. Există oameni care urăsc sunetul
Pentru cei care iubesc concertele de zgomot roz sau rock, poate părea irealist să întâlnești pe cineva care nu se poate bucura de sunetele dulci. Cei care transpiră și suferă de palpitații cardiace atunci când aud anumite zgomote.
În timp ce unii ar putea crede că acești oameni se prefac, oamenii de știință din Marea Britanie au descoperit că intoleranța la sunet este un adevărat diagnostic medical. Această boală se numește misofonie și este asociată cu o anomalie a creierului. Oamenii cu această afecțiune au lobi frontali mai mici și mai slabi decât toți ceilalți.
Două grupuri de oameni ascultau sunete în timp ce oamenii de știință își studiau activitatea creierului. În primul grup au fost bolnavi de misofonie, în al doilea - nu. Sunetele neplăcute au stimulat lobul central al creierului la toți subiecții, indiferent de grup. Această zonă a creierului, printre altele, este responsabilă pentru emoții și răspunsuri la o provocare de a lupta.
Cu toate acestea, creierul misofonic a reacționat mai intens și a produs simptome fizice de stres, cum ar fi palpitații cardiace și transpirație. Interesant este că activitatea lobului central depinde direct de prezența anomaliilor în lobul frontal.
Tradus de Dmitry Oskin
