Почему резкие звуки так невыносимы для человеческого мозга?

Большинство из нас, если не все, испытывают трудности с таким шумом, как, например, автомобильные тревоги. Новое исследование смотрит на то, что происходит в мозге во время воздействия этих слуховых раздражителей.

Раздавить шумы, такие как автомобильная сигнализация, звуки строительной площадки или даже человеческие крики, очень трудно, если не невозможно, игнорировать, главным образом потому, что они неприятны.

Что происходит в нашем мозгу, когда мы слышим такие шумы, и почему мы находим их такими невыносимыми?

Это вопросы, на которые команда исследователей из Женевского университета и университетских больниц Женевы в Швейцарии стремилась ответить в недавнем исследовании.

Почему этот вопрос важен в первую очередь? В своей исследовательской работе – которая появляется в журнале Nature Communications – исследователи объясняют, что это связано с аспектами коммуникации.

«Первая и главная цель общения – привлечь внимание конспецифических [людей одного и того же вида], – пишут исследователи, – процесса, который можно оптимизировать, адаптируя уровень сигнала для максимизации сенсорно-моторных реакций приемника».

В нейробиологии отличительный признак – это качество, которое отличает что-то от предметов того же рода. «Для усиления чувствительности и обеспечения эффективной реакции на стороне приемника общая стратегия заключается в повышении интенсивности сигнала, например, криком или криком», – отмечают авторы в своей статье.

«Однако величина сигнала – не единственный параметр, который изменяется, когда мы увеличиваем уровень звука вокала. Еще одна важная новая особенность – это шероховатость, акустическая текстура, которая возникает в результате быстрых повторяющихся акустических переходных процессов», – добавляют они.

Итак, в своем исследовании, ученые впервые установили диапазон «грубых» и неприятных для человеческого мозга звуков. Затем они посмотрели на области мозга, которые активируют эти шумы.

Почему резкие звуки так невыносимы для человеческого мозга?

Когда шум становится «невыносимым»?

Исследователи набрали 27 здоровых участников в возрасте от 20 до 37 лет, 15 из которых были женщины. Исследователи работали с различными группами этих участников для разных экспериментов.

Для некоторых из этих экспериментов исследователи проигрывали участникам повторяющиеся звуки с частотами от 0 до 250 герц (Гц). Они также воспроизводили эти звуки с постепенно сокращающимися интервалами, чтобы определить момент, когда некоторые из этих звуков стали неприятными.

«Мы […] спросили участников, когда они воспринимают звуки как грубые (отличные друг от друга) и когда они воспринимают их как гладкие (образующие один непрерывный и одиночный звук)», – говорит один из исследователей, Люк Арнал.

Команда обнаружила, что верхний предел звуковой шероховатости возникает, когда раздражитель достигает около 130 Гц. «Выше этого предела, слышно, что частоты образуют только один непрерывный звук “, – объясняет Арнал.

Чтобы понять, когда именно грубые звуки становятся неприятными, исследователи также попросили участников – поскольку они слушали звуки разных частот – оценивать звуки по шкале от одного до пяти, причем пять означает «невыносимый».

«Звуки, которые считались невыносимыми, были в основном между 40 и 80 Гц, т.е. в диапазоне частот, используемых сигналами тревоги и криками человека, в том числе детского “, отмечает Арнал.

Эти неприятные звуки – те, которые люди могут воспринимать на расстоянии – те, которые действительно привлекают наше внимание. «Вот почему тревоги используют эти быстрые повторяющиеся частоты, чтобы максимизировать вероятность их обнаружения и привлечь наше внимание», – добавляет Арнал.

Когда слуховые раздражители повторяются чаще, чем каждые 25 миллисекунд или около того, исследователи объясняют, что человеческий мозг становится неспособным предвидеть различные раздражители и воспринимает их как непрерывный шум, который он не может игнорировать.

Резкие звуки вызывают отвращение областей мозга

Когда исследователи контролировали активность мозга, чтобы точно выяснить, почему мозг находит эти грубые шумы настолько невыносимыми, они обнаружили то, чего не ожидали.

«Мы использовали внутричерепную [электроэнцефалограмму], которая записывает активность мозга внутри самого мозга в ответ на звуки», – объясняет соавтор Пьер Межеванд.

Исследователи контролировали активность мозга, когда участники слышали звуки, которые превышали верхний предел шероховатости (выше 130 Гц), а также звуки в пределах, которые участники оценили как особенно неприятные (между 40 и 80 Гц).

В прежнем состоянии исследователи увидели, что только слуховая кора в верхней височной доле стала активной, что, как замечает Межеванд, «является обычной схемой для слуха».

Однако, когда участники слышали звуки в диапазоне 40–80 Гц, другие области мозга также стали активными, к большому удивлению исследователей.

«Эти звуки вызывают беспокойство миндалины, гиппокампа и инсула, в частности, во всех областях, связанных с выраженностью, отвращением и болью. Это объясняет, почему участники воспринимали их как невыносимые».

– Люк Арнал

«Теперь мы наконец понимаем, почему мозг не может игнорировать эти звуки. Что-то особенное происходит на этих частотах, и есть также много болезней, которые показывают нетипичные реакции мозга на звуки с частотой 40 Гц. К ним относятся болезнь Альцгеймера, аутизм и шизофрения». говорит Арнал.

Следующий шаг, исследователи планируют провести более детальное исследование мозговых сетей, которые реагируют на резкие звуки. Они надеются выяснить, возможно ли обнаружить определенные неврологические состояния, просто отслеживая активность мозга в ответ на определенные звуки.

Источник: medicalnewstoday.com/articles/326424.php