I laboratoriet blir lyder mystiske og vakre. Det som ofte blir tatt for gitt i omverdenen, og transformerer til lydbølger og frekvenser, endrer vitenskapelige ideer.
Her endrer lyder strukturen, avslører utrolige egenskaper og blir funnet på uventede steder. Lyd kan også ha fantastiske effekter på den menneskelige hjernen. I dag vil vi fortelle deg om ti interessante vitenskapelige funn relatert til lyd.
10. Lyder kan forklare anestesiprosessen
Tradisjonelt innen medisin antas det at nerveceller "snakker" med hverandre ved hjelp av elektriske impulser. De er signalkanaler som kommandoen overføres fra hjernen til hånden for å vinke en pensel eller kalle katten. Dette høres ikke overbevisende ut for fysikere. I lovene i termodynamikk heter det at elektriske impulser må generere varme, men dette blir ikke observert i menneskekroppen. Fysikere har foreslått en annen hypotese: nervene overfører ikke strøm, men lydbølger. Ikke alle forskere er enige, men det kan forklare et mangeårig medisinsk mysterium.
Anestesimedisiner har eksistert i lang tid, men det er fremdeles ingen overbevisning om hvordan de klarer å redusere følsomheten i kroppen. Nerveceller har membraner. For å overføre lydmeldinger, må de ha en temperatur som tilsvarer den normale temperaturen i menneskekroppen. Det er mulig at bedøvelsesmidler endrer den intracellulære temperaturen, noe som gjør at membranene ikke kan overføre lydbølger som inneholder smertesignaler.
Salgsfremmende video:
9. Det visuelle systemet kan knyttes til det auditive
Et annet eksperiment med aper fikk alle til å åpne munnen. Apene ble opplært til å berøre lyspunktet hver gang det dukket opp på panelet. Når stedet var lyst, gjorde apene det med letthet, da stedet var kjedelig, begynte apene å oppleve vanskeligheter. Men når utseendet til det svake stedet ble ledsaget av en skarp lyd, rørte apene det så raskt at det bare var én forklaring - hjernen kunne bruke lyden for å se bedre.
Dette er i strid med tradisjonelle ideer om nervesystemet. Det trodde man at de auditive og visuelle delene av hjernen ikke var koblet til hverandre. Målrettet observasjon av 49 visuelle nevroner i apehjerner viste seg imidlertid annet. I nærvær av et lydsignal på svakt punkt oppførte nevronene seg som om øynene så lysere lys enn de faktisk var. Reaksjonstiden var så rask at bare tilstedeværelsen av en direkte forbindelse mellom de auditive og visuelle delene av hjernen kunne forklare dette.
Denne sammenkoblingen av sensoriske systemer kan forklare forbedringen i synet hos døve og den hyppige tilstedeværelsen av akutt hørsel hos blinde. Et område i hjernen som tidligere var ansvarlig for den tapte eiendommen blir målrettet på nytt til et annet område.
8. Ny metode for blodanalyse
Blodprøver er hjørnesteinen i å stille en riktig diagnose, men de er vanskelige. Vanlige teknikker for blodprøving kan ta lang tid, prøver kan bli skadet, og det er fare for infeksjon. Laboratorier er vanskelige å transportere.
Nylig har det dukket opp en ny metode som reverserer alt dette. Blod kan nå testes med lydbølger og et raskt og nøyaktig resultat oppnås. Når forskere ønsker informasjon om pasientens tilstand, jakter de på eksosomer. Disse bittesmå budbringere som utskilles av celler, kan fortelle mye om helsen til kroppen og dens lidelser.
Den nye teknikken er basert på separasjon av celler, blodplater og eksosomer ved bruk av lydvibrasjoner ved forskjellige frekvenser. Blodet blir utsatt for akustiske vibrasjoner i veldig kort tid, noe som forhindrer skade på prøven.
Bruken av lyd for blodanalyse gir store muligheter. Rask diagnose, tester av tidligere vanskelig tilgjengelige organer, avslag i mange tilfeller fra en tidligere nødvendig biopsi er bare noen få av fordelene. En av de mest verdifulle funksjonene er at testing kan utføres ved hjelp av et bærbart sett som kan brukes i alt fra ambulanser til isolerte landsbyer.
7. Respons på levitasjon
Aeronautics-entusiaster har prøvd å overvinne tyngdekraften på alle mulige måter, fra magneter til lasere. Det viser seg at svaret er lydbølger. I 2014 oppdaget University of Scotland at de sannsynligvis kunne brukes til å løfte gjenstander.
Lydbølger skaper press på miljøet, i vårt tilfelle, på luften. Dette trykket kan brukes til å skape levitasjon. Forskere klarte imidlertid ikke å lage et fungerende apparat.
Problemet viste seg å være tradisjonelt. For å overvinne tyngdekraften, må bølger sendes ut i en bestemt rekkefølge. For å holde et objekt i en horisontal stasjonær stilling eller få det til å bevege seg i ønsket retning, er det nødvendig at trykket på alle punkter er det samme. Dette krever ekstremt komplekse matematiske beregninger.
Nylig brukte en annen gruppe forskere spesiell programvare og data fra skotske forskere for å lage et magisk eksemplar. De fant tre kombinasjoner og opprettet til og med med hell et tredimensjonalt lydfelt ved hjelp av 64 bittesmå høyttalere.
Feltet, kalt "akustisk hologram", holder polystyrenkuler vellykket i lufta. Ved hjelp av tre forskjellige kombinasjoner av lyd kunne forskerne få ballene til å feste seg sammen, stå stille eller holde seg i et bur med lydvibrasjoner.
6. Lyd kan slukke brann
Først nektet lærere ved George Mason University i Virginia å tro på suksessen til de to studentene deres. To fremtidige ingeniører bestemte seg for å slukke flammen med lydbølger. Tidligere forskning på dette problemet vekket deres interesse og ønske om å komme med det første lydslukningsapparatet.
Siden de var elektronikkingeniører og programmerere, ikke kjemikere, fikk de i begynnelsen for det meste latterliggjøring i stedet for støtte. Men 23 år gamle Seth Robertson og 28 år gamle Viet Tran fortsatte fortsatt testene sine, under veiledning av en enkelt professor og noen ganger med egne penger.
De forlot raskt musikk, ettersom bølgene var for kaotiske til å slukke brannen. Hovedideen med denne metoden er å blokkere tilgangen til brannen for å mate den med oksygen. Dette ble gjort da lavfrekvente vibrasjoner i området 30 til 60 hertz ble påført brannen.
Lydvibrasjoner skaper et sjeldent område med lite oksygen. Mangel på oksygen får flammen til å gå ut. For å lage et bærbart brannslukningsapparat kreves det mye arbeid, du må teste brannslukningsapparatet på forskjellige typer drivstoff og antennelsesformer. Men åpningen åpner døren for bedre slukkemidler som ikke etterlater giftstoffer som konvensjonelle brannslukningsapparater.
5. Lyd endrer smak
Lavfrekvenslyder slukker ikke bare branner. De gir også mat en bitter smak. I den andre enden av skalaen gir høyfrekvente kolleger litt søthet.
Årsaken til dette er ikke helt klar, men mange eksperimenter i laboratorier og restauranter har bekreftet at lyder påvirker smaken. Forskerne kalte dette "smaksmodulering." Det høres ut til å gi bitterhet eller sødme til nesten alt fra kake til kaffe.
Denne uvanlige effekten påvirker ikke smaksløkene som sådan. Det virker som om lydene påvirker hvordan hjernen oppfatter smakinformasjon. De høye eller lave notene i hyppigheten får ham til å være mer oppmerksom på den søte eller bitre smaken av maten.
Støy kan også påvirke appetitten negativt. En studie fra 2011 viste at bakgrunnsstøy kan spille en stor rolle. Hvis det er for høyt, føler folk mindre salt og sødme og koser seg ikke med maten. Dette forklarer hvorfor støyende restauranter kan ha dårlig mat, og hvorfor flyselskapene har et dårlig rykte på dette området.
4. Symfonier av data
Mark Ballora vokste opp i en musikalsk familie. Senere, under doktorgraden, ble han interessert i å gjøre informasjon om til musikk. Han tok opp sonification - oversettelsen av tørre data til lydbølger.
I løpet av de neste to tiårene skapte Ballora sanger som inneholdt data fra flere studier, inkludert energien til en nøytronstjerne, kroppstemperatursyklusene til arktiske ekorn, solstråling og tropiske stormer.
Når du lager den neste symfonien, blir Ballora først kjent med informasjonen og forskningsfaget. Deretter velger han ut lyder som stemmer overens med tallene og arten av studien.
De virvlende lydene tilsvarer en tropisk storm. Solvinden, satt til musikk, skapte en melodi av "forandringer og flimre". Selv om dette ikke har blitt utbredt i den vitenskapelige verden, har sonifikasjon fått en viss anerkjennelse innen astronomi.
På det sørafrikanske astronomiske observatoriet i Cape Town lytter den blinde astrofysiker Wanda Merced til de mottatte dataene. Hun oppdaget at stjerneksplosjoner produserer elektromagnetiske bølger når partikler bytter energi som et resultat. Hennes synte kolleger savnet det fordi de bare så på grafene.
3. Cocktailfest-effekt
Da forskerne bestemte seg for å studere et fenomen som ble kalt "cocktail party-effekten", henvendte de seg til pasienter med epilepsi, siden de allerede hadde de nødvendige objektene å observere - elektroder rundt hjernen.
Elektrodene ble designet for å registrere hjerneaktivitet under anfall, men syv pasienter gikk med på å delta i cocktailfeststudien. Det ligger i det faktum at i et veldig støyende miljø, er en person i stand til å konsentrere seg om en strengt definert samtale. Forskere ønsket å forstå hvordan hjernen fungerer i forhold til aktiv støyinterferens.
Hvert emne lyttet til den samme innspillingen midt i lyder, ikke i stand til å forstå talerens tale. De lyttet deretter til en tydelig versjon av den samme setningen, etterfulgt av nok et støyende innspill. Utrolig nok forsto alle temaene foredragsholderen denne gangen. Hjerneaktivitet viste at de ikke gjorde det.
Under den første testen (med en forvrengt registrering), forble områdene i hjernen som var ansvarlige for hørsel og tale inaktive. Men under resten av auditionene jobbet de. Som det viser seg, ligger årsaken til vår evne til å følge samtaler på en støyende fest i den utrolige og lynraske plastisiteten i hjernen.
Så snart hjernen kjente igjen ordene, begynte den å reagere annerledes på den andre forvrengte setningen. Han finjusterte lyd- og talesystemene, noe som gjorde at han kunne bestemme kilden til tale og filtrere ut støy.
2. "Rosa støy"
Blant mennesker med søvnløshet er uttrykket "hvit støy" noen ganger synonymt med en avslappende natts søvn. Hjernens evne til å ignorere mindre lyder - som viftestøy - hjelper mange å sovne. Men flere uavhengige studier har vist at det er noe bedre for avslappende søvn - rosa støy. “Hvit støy” er lyd med ensartet effekt på alle frekvenser, mens “rosa” er en blanding av lyder der signalstyrken er omvendt proporsjonal med frekvensen. Et lys der de samme betingelsene er oppfylt virker rosa, og det var det som ga støyen et lignende navn.
Hyggelige lyder fra vinden, raslende blader eller lyden av regn som dunker på et tak kan redusere hjerneaktiviteten. Som et resultat blir søvn dypere og mer avslappende. Kinesiske forskere fant at "rosa støy" lull 75% av frivillige. Da de testet lur, fant de at de som sov til rosa støy, kom seg 45 prosent bedre enn andre.
For eldre kan dette være gode nyheter. Aldring fører til fragmentarisk søvn, som er ansvarlig for hukommelsestap. En gruppe fra det amerikanske universitetet testet personer over 60 år og utsatte noen av dem under søvn for "rosa støy". Om morgenen ble det utført en minnetest. De som aldri har blitt utsatt for rosa støy, presterte tre ganger verre.
1. Det er mennesker som hater lyd
For de som elsker rosa støy eller rockekonserter, kan det virke urealistisk å møte noen som ikke kan glede seg over de søte lydene. De som svetter og lider av hjertebank når de hører visse lyder.
Mens noen kanskje tror disse menneskene later, har forskere i Storbritannia funnet ut at intoleranse for lyd er en ekte medisinsk diagnose. Denne sykdommen kalles misofoni og er assosiert med en hjerne abnormalitet. Personer med denne tilstanden har mindre og svakere frontallober enn alle andre.
To grupper mennesker lyttet til lyder mens forskere studerte hjerneaktiviteten deres. I den første gruppen var det misofonilidende, i den andre - nei. Ubehagelige lyder stimulerte hjernens sentrale lob i alle fag, uavhengig av gruppe. Dette området av hjernen er blant annet ansvarlig for følelser og svar på en utfordring å kjempe.
Imidlertid reagerte misofonics 'hjerner mer intenst og ga fysiske symptomer på stress som hjertebank og svette. Interessant nok avhenger aktiviteten til sentrallappen direkte av tilstedeværelsen av anomalier i frontalben.
Oversatt av Dmitry Oskin
