Laboris muutuvad helid salapäraseks ja ilusaks. See, mida välismaailmas peetakse sageli enesestmõistetavaks, muutudes helilaineteks ja -sagedusteks, muudab teaduslikke ideid.
Siin muudavad helid nende struktuuri, paljastavad uskumatuid omadusi ja neid leidub ootamatutes kohtades. Heli võib inimese ajule mõjuda ka hämmastavalt. Täna räägime teile kümnest huvitavast heliga seotud teaduslikust avastusest.
10. Helid võivad selgitada anesteesia protsessi
Traditsiooniliselt meditsiinis usutakse, et närvirakud "räägivad" omavahel elektrilisi impulsse kasutades. Need on signaalikanalid, mille kaudu käsk edastatakse ajust käele harja lainetamiseks või kassi lemmiklooma pidamiseks. See ei tundu füüsikute jaoks veenev. Termodünaamika seadused väidavad, et elektrilised impulsid peavad tekitama soojust, kuid inimese kehas seda ei täheldata. Füüsikud on pakkunud välja teise hüpoteesi: närvid ei edasta elektrit, vaid helilaineid. Kõik teadlased pole sellega nõus, kuid see võib selgitada pikaajalist meditsiinilist müsteeriumi.
Anesteetikumid on olnud pikka aega olemas, kuid endiselt puudub kindel veendumus, kuidas neil õnnestub keha tundlikkust vähendada. Närvirakkudel on membraanid. Helisõnumite edastamiseks peavad need olema temperatuuril, mis vastab inimkeha normaalsele temperatuurile. Võimalik, et anesteetikumid muudavad rakusisese temperatuuri, muutes membraanid valusignaale sisaldavate helilainete edastamiseks võimatuks.
Reklaamvideo:
9. Visuaalset süsteemi saab seostada kuuldavaga
Järjekordne eksperiment ahvidega pani kõigil suu lahti teha. Ahve koolitati valguse punkti puutuma iga kord, kui see paneelile ilmus. Kui koht oli hele, tegid ahvid seda kerge vaevaga; kui täpp oli tuhm, hakkasid ahvid raskusi tundma. Kui aga nõrga koha ilmumisega kaasnes terav heli, puudutasid ahvid seda nii kiiresti, et oli vaid üks seletus - aju võis heli parema nägemise jaoks kasutada.
See on vastuolus traditsiooniliste ideedega närvisüsteemi kohta. Varem arvati, et aju kuulmis- ja visuaalsed osad pole üksteisega seotud. Ahvide aju 49 nägemisnärvi suunatud vaatlus osutus aga teisiti. Hämaras kohas helisignaali olemasolul käitusid neuronid nii, nagu näeksid silmad eredamat valgust kui nad tegelikult olid. Reaktsiooniaeg oli nii kiire, et ainult aju kuulmis- ja visuaalse osa vahelise otsese ühenduse olemasolu suutis seda selgitada.
See sensoorsete süsteemide ühendamine võib selgitada kurtide nägemise paranemist ja ägeda kuulmise sagedast esinemist pimedates. Aju piirkond, mis varem vastutas kaotatud vara eest, suunatakse ümber teisele alale.
8. Uus vereanalüüsi meetod
Vereanalüüsid on õige diagnoosi nurgakivi, kuid need on rasked. Tavalised vereanalüüsi tehnikad võivad võtta kaua aega, proovid võivad olla kahjustatud ja on olemas nakatumisoht. Laborid on raske transportida.
Hiljuti on ilmnenud uus meetod, mis selle kõik ümber pöörab. Nüüd saab verd testida helilainete abil ja saadakse kiire ja täpne tulemus. Kui teadlased soovivad teavet patsiendi seisundi kohta, jahivad nad eksosome. Need pisikesed rakkude poolt eritavad sõnumitoojad võivad öelda palju keha tervisest ja selle häiretest.
Uus tehnika põhineb rakkude, trombotsüütide ja eksosoomide eraldamisel, kasutades helivibratsiooni erinevatel sagedustel. Veri puutub akustiliste vibratsioonidega kokku väga lühikest aega, mis hoiab ära proovi kahjustamise.
Heli kasutamine vereanalüüsis pakub suurepäraseid võimalusi. Kiire diagnoosimine, varem raskesti ligipääsetavate elundite testid, paljudel juhtudel keeldumine varem nõutud biopsiast on vaid mõned eelised. Üks kõige väärtuslikumaid võimalusi on see, et analüüse saab teha kaasaskantava komplekti abil, mida saab kasutada igas keskkonnas, alates kiirabist kuni isoleeritud küladeni.
7. Levitatsioonile reageerimine
Lennunduse entusiastid on püüdnud gravitatsioonist üle saada igal võimalikul viisil, magnetidest laseriteni. Selgub, et vastus on helilained. 2014. aastal avastas Šotimaa ülikool, et neid saab tõenäoliselt kasutada esemete tõstmiseks.
Helilained avaldavad survet keskkonnale, meie puhul õhku. Seda survet saab kasutada levitatsiooni loomiseks. Teadlastel ei õnnestunud aga töötavat seadet luua.
Probleem osutus traditsiooniliseks. Gravitatsiooni ületamiseks tuleb laineid eraldada kindlas järjekorras. Objekti hoidmiseks paigal horisontaalses asendis või selle liikumiseks soovitud suunas on vajalik, et rõhk kõigis punktides oleks ühesugune. See nõuab äärmiselt keerulisi matemaatilisi arvutusi.
Hiljuti kasutas üks teine teadlaste rühm maagilise isendi loomiseks spetsiaalset tarkvara ja Šoti teadlaste andmeid. Nad leidsid kolm kombinatsiooni ja lõid 64 pisikese kõlari abil isegi kolmemõõtmelise helivälja.
Väljak, mida nimetatakse "akustiliseks hologrammiks", hoiab polüstüreenpallid õhus edukalt. Kolme erineva helikombinatsiooni abil suutsid teadlased kuulid omavahel kokku kleepuda, paigal seista või heli vibratsiooni puuris püsida.
6. Heli võib tule kustutada
Alguses keeldusid Virginia George Masoni ülikooli õpetajad uskumast oma kahe õpilase edusse. Kaks tulevast inseneri otsustasid leegi kustutada helilainete abil. Varasemad selleteemalised uuringud tõmbasid nende huvi ja soovi tulla välja esimese helikustutiga.
Kuna nad olid elektroonikainsenerid ja programmeerijad, mitte keemikud, said nad toetuse asemel enamasti naeruvääristamist. Kuid 23-aastane Seth Robertson ja 28-aastane Viet Tran jätkasid endiselt katseid ühe professori juhendamisel ja mõnikord ka oma rahaga.
Nad loobusid kiiresti muusikast, kuna lained olid tule kustutamiseks liiga kaootilised. Selle meetodi põhiidee on blokeerida ligipääs tulele, et seda hapnikuga toita. Seda tehti siis, kui tulele rakendati madala sagedusega vibratsiooni vahemikus 30 kuni 60 hertsi.
Helivibratsioon loob harvaesinetud ala, kus on vähe hapnikku. Hapniku puudus paneb leegi kustuma. Kaasaskantava tulekustuti loomiseks on vaja palju tööd, peate tulekustutit katsetama erinevat tüüpi kütuse ja süütevormide osas. Kuid avamine avab ukse paremate kustutusvahendite jaoks, mis ei jäta maha toksiine nagu tavalised tulekustutid.
5. Heli muudab maitset
Madalsageduslikud helid ei kustuta mitte ainult tulekahjusid. Samuti annavad nad toidule mõru maitse. Skaala teises otsas lisavad nende kõrgsageduslikud kolleegid natuke magusust.
Selle põhjus pole veel päris selge, kuid arvukad katsed laborites ja restoranides on kinnitanud, et helid mõjutavad maitset. Teadlased nimetasid seda "maitse modulatsiooniks". Tundub, et helid lisavad kibedust või magusust peaaegu kõigele, alates koogist kuni kohvi.
See ebatavaline mõju ei mõjuta maitsmispungasid kui selliseid. Tundub, et helid mõjutavad seda, kuidas aju maitseteavet tajub. Sageduse kõrge või madal noot paneb teda rohkem tähelepanu pöörama toidu magusale või mõru maitsele.
Müra võib ka söögiisu negatiivselt mõjutada. 2011. aasta uuring näitas, et taustmüra võib mängida suurt rolli. Kui see on liiga vali, tunnevad inimesed vähem soola ja magusust ega naudi oma toitu. See selgitab, miks mürarohketes restoranides võib olla halb toit ja miks lennuettevõtjatel on selles piirkonnas halb maine.
4. Andmete sümfooniad
Mark Ballora kasvas üles muusikalises peres. Hiljem, doktorantuuri ajal, hakkas ta huvi teabe muutmiseks muusikaks. Ta asus sonimisega - kuivade andmete helilainetesse tõlkimisega.
Järgmise kahe aastakümne jooksul lõi Ballora laule, mis sisaldasid mitme uuringu andmeid, sealhulgas neutrontähe energiat, Arktika oravate kehatemperatuuri tsüklit, päikesekiirgust ja troopilisi torme.
Järgmise sümfoonia loomisel tutvub Ballora kõigepealt teabe ja uuritava teemaga. Siis valib ta helid, mis vastavad uuringu numbritele ja olemusele.
Keerduvad helid vastavad troopilisele tormisele. Muusikale seatud päikesetuul lõi meloodia "muutused ja virvendused". Ehkki see pole teadusmaailmas laialt levinud, on ultrahelitöötlus astronoomia osas teatavat tunnustust pälvinud.
Kaplinnas Lõuna-Aafrika astronoomilises vaatluskeskuses kuulab pime astrofüüsik Wanda Merced saadud andmeid. Ta avastas, et täheplahvatused tekitavad elektromagnetilisi laineid, kui osakesed selle tagajärjel energiat vahetavad. Tema nägemiskaaslastel jäi sellest puudu, sest nad vaatasid ainult graafikuid.
3. Kokteilipidu efekt
Kui teadlased otsustasid uurida "kokteiliparteiefektiks" nimetatavat nähtust, pöördusid nad epilepsiahaigete poole, kuna neil olid juba vajalikud objektid vaatlemiseks - elektroodid nende aju ümber.
Elektroodid olid mõeldud aju aktiivsuse registreerimiseks krambihoogude ajal, kuid seitse patsienti nõustusid kokteilipeo uuringus osalema. See seisneb selles, et väga mürarikkas keskkonnas suudab inimene keskenduda rangelt määratletud vestlusele. Teadlased soovisid mõista, kuidas aju töötab aktiivsete mürahäirete tingimustes.
Kõik subjektid kuulasid helisalvestuse ajal ühte ja sama salvestust, rääkimata kõneleja kõnest. Seejärel kuulasid nad sama lause selget versiooni, millele järgnes veel üks lärmakas salvestus. Uskumatult mõistsid seekord kõik subjektid esinejat. Ajuaktiivsus näitas, et nad ei võltsinud seda.
Esimese testi ajal (moonutatud salvestusega) jäid kuulmise ja kõne eest vastutavad ajupiirkonnad passiivseks. Kuid ülejäänud esinemisproovide ajal nad töötasid. Nagu selgub, peitub meie võime jälgida mürarikkal peol vestlusi, just aju uskumatus ja välkkiire plastilisuses.
Niipea kui aju sõnad ära tundis, hakkas see teisele moonutatud lausele erinevalt reageerima. Ta täpsustas kuulmis- ja kõnesüsteeme, mis võimaldasid tal kindlaks määrata kõne allika ja filtreerida müra.
2. "Roosa müra"
Unetuse all kannatavate inimeste seas on termin "valge müra" mõnikord sünonüüm rahulikule ööpuhkusele. Aju võime ignoreerida väiksemaid helisid - nagu fännimüra - aitab paljudel magama jääda. Kuid mitmed sõltumatud uuringud on näidanud, et rahuliku une jaoks on midagi paremat - roosa müra. „Valge müra” on ühtlase võimsusega heli kõigil sagedustel, samas kui „roosa” on helide segu, mille signaali tugevus on pöördvõrdeline selle sagedusega. Valgus, milles on täidetud samad tingimused, tundub roosa, mis andis mürale sarnase nime.
Mõnusad tuulehääled, korisevad lehed või katusel vihmav vihm võib vähendada ajutegevust. Selle tulemusel muutub uni sügavamaks ja rahulikumaks. Hiina teadlased leidsid, et "roosa müra" tuhiseb 75% vabatahtlikest. Uinakute testimisel leidsid nad, et roosa müraga maganud inimesed taastusid teistest 45 protsenti paremini.
Pensionäridele võib see olla hea uudis. Vananemine põhjustab fragmentaarset und, mis põhjustab mälukaotust. Ameerika ülikooli rühm testis üle 60-aastaseid inimesi, paljastades osa neist une ajal "roosa müra" all. Hommikul tehti mälukatse. Need, kes pole kunagi roosa müraga kokku puutunud, esinesid kolm korda halvemini.
1. On inimesi, kes vihkavad heli
Neile, kes armastavad roosat melu või rokikontserte, võib tunduda ebareaalne kohtuda inimesega, kes ei saa magusaid helisid nautida. Need, kes higistavad ja kannatavad südamepekslemise all, kui nad teatavaid helisid kuulevad.
Ehkki mõned võivad arvata, et need inimesed teesklevad, on Ühendkuningriigi teadlased leidnud, et heli talumatus on tõeline meditsiiniline diagnoos. Seda haigust nimetatakse misofooniaks ja see on seotud aju kõrvalekaldega. Selle seisundiga inimestel on väiksemad ja nõrgemad eesmised lohud kui kõigil teistel.
Kaks rühma inimesi kuulasid helisid, samal ajal kui teadlased uurisid nende ajutegevust. Esimeses rühmas olid misofoonia põdejad, teises - ei. Ebameeldivad helid stimuleerisid kõigil katsealustel aju keskosa, sõltumata grupist. See ajupiirkond vastutab muu hulgas emotsioonide ja reageerimise eest võitlusele.
Misofoonika ajud reageerisid intensiivsemalt ja tekitasid füüsilisi stressisümptomeid nagu südamepekslemine ja higistamine. Huvitav on see, et kesknurga aktiivsus sõltub otseselt eesnäärme anomaaliate olemasolust.
Tõlkinud Dmitri Oskin
