'Fringe' Science: The Science of Sound In Mind & Body

In de tweede aflevering van Rand 's derde seizoen, Walter, Peter en Fauxlivia zijn geroepen om een ​​plaats delict te onderzoeken die, op het eerste gezicht, een overval lijkt, behalve voor een paar kleine details: de inbrekers zijn nog steeds in het huis, ze zijn bevroren in een een soort van trance, en alles wat ze probeerden te stelen is verdwenen.

Het team ontdekt dat het gestolen voorwerp een doos is die een geluid uitzendt, iemand binnen gehoorsafstand in een spoor zet en ze vervolgens uiteindelijk doodt. De man die het stal was doof, wat verklaart waarom hij niet werd beïnvloed. Door met een pistool dichtbij Peter's oren te schieten, maakt hij hem tijdelijk doof, waardoor hij de doos kan vinden en uitschakelen.

Er zijn geen echte moordenaarsmuziekdoosjes die ons in staat stellen om ons in een catatonische toestand te brengen voordat we worden gedood (tenminste, voor zover we weten), maar geluid heeft diepgaande gevolgen voor ons brein en ons lichaam.

De hersenen

Hoewel het ver verwijderd is van een sonische machine, is een van de meest interessante (en enigszins mysterieuze) voorbeelden van het effect van geluid op de hersenen muziek.

In zijn boek Dit is jouw brein op muziek, Daniel J. Levitin verklaart onze interpretatie van geluid in eenvoudige bewoordingen, zeggende: "Geluid wordt door de lucht overgedragen door moleculen die op bepaalde frequenties vibreren. Deze moleculen bombarderen het trommelvlies, waardoor het heen en weer beweegt afhankelijk van hoe hard ze het raken (gerelateerd aan het volume of de amplitude van het geluid) en hoe snel ze trillen (gerelateerd aan wat we pitch noemen)."

Hij gaat verder met uitleggen hoe onze hersenen auditieve informatie ontcijferen om te bepalen waar geluiden vandaan komen en wat ze betekenen, en hoe en waarom claxons ons alert kunnen maken terwijl lange, langzame tonen kalmeren.

We hebben ons brein en onze muziek verder afgebroken en opgemerkt dat de structuur van liedjes een groot deel uitmaakt van wat ons brein zo diep beïnvloedt dat het een fysieke respons creëert. Het geheim? Spanning.

De songstructuur en de betekenis die we achter bepaalde nummers schuiven, kunnen krachtige reacties oproepen, omdat die moleculen onze trommelvliezen bombarderen, waardoor we kippenvel, zweethanden en zelfs een dopamine-rush krijgen.

Levitin breidt het idee van structuur uit en zegt:

"Misschien is de ultieme illusie in muziek de illusie van structuur en vorm. Er is niets in een reeks noten dat de rijke emotionele associaties creëert die we met muziek hebben, niets over een schaal een akkoord, of een akkoordsequentie die intrinsiek veroorzaakt dat we een resolutie verwachten. Ons vermogen om muziek te begrijpen is afhankelijk van ervaring en van neurale structuren die zichzelf kunnen leren en aanpassen binnen elk nieuw nummer dat we horen, en bij elk nieuw luisteren naar een oud nummer."

Het lichaam

Hoewel geluid de kracht heeft om onze hersenen zo diep te beïnvloeden dat het een fysieke reactie kan uitlokken, is het effect dat geluid op ons lichaam kan hebben geheel een andere zaak. Hier hebben we het niet over een neurologische respons die fysiek wordt, maar de mate waarin frequentie en volume ons op een fysiologisch niveau kunnen beïnvloeden.

In een uittreksel uit zijn boek The Universal Sense: How Hearing Shapes The Mind dat verscheen Populaire wetenschap, Seth S. Horowitz bespreekt de fysiologische effecten die geluid kan hebben op ons lichaam. Meer in het bijzonder pakt hij infrageluid aan, of de vraag of akoestische wapens theoretisch al dan niet gezond zijn.

Infrageluid is een laagfrequent geluid dat lager is dan 20 Hz, waardoor het buiten het bereik van het menselijk gehoor valt. Horowitz wijst erop dat dit geluid - net als elk ander soort geluid - enkele krachtige effecten zal hebben als het eenmaal in hoge decibelbereiken (140 dB en verder) is. Hoewel hij het bestaan ​​van enkele serieus sinistere geluidstudies van een Franse onderzoeker genaamd Vladimir Gavreau ontkracht, legt hij uit dat infrageluid eigenschappen heeft die het niet volledig uitsluiten als een wapen.

"De lage frequentie van infrasoon geluid en de bijbehorende lange golflengte maakt het veel beter in staat om te bukken of in uw lichaam te penetreren, waardoor een oscillerend druksysteem ontstaat," zegt Horowitz. "Afhankelijk van de frequentie zullen verschillende delen van je lichaam resoneren, wat zeer ongewone niet-auditieve effecten kan hebben."

Hij gebruikt het voorbeeld van je oogbollen, die 19Hz resoneren. Als je voor een subwoofer zou zitten die een toon van 19Hz zou spelen en het tot 110 dB zou verhogen, zou je een aantal echt bizarre dingen kunnen zien - gekleurde lichten en misschien schimmige figuren. Zelfs bij relatief normale volumes, beginnen je oogbollen te trillen met die frequentie.

Het zijn niet alleen onze ogen. Onze onhandige vleescontainers hebben allerlei resonantiefrequenties. Onze schedels (minus het vlees en de hersenen), bijvoorbeeld, hebben akoestische resonanties op 9 en 12 kHz, 14 en 17 kHz, en 32 en 38 kHz. Voor het grootste deel vereisen die frequenties geen zeer gespecialiseerde apparatuur om uit te zenden. Dus kunnen ze worden gebruikt als een wapen om iemands hoofd te laten ontploffen?

Theoretisch, misschien, maar helemaal niet praktisch. Voor een schedel die het brein is en zo, veranderen dingen.

"In feite, toen een levend menselijk hoofd werd vervangen door een droge schedel in dezelfde studie," zegt Horowitz, "was de 12 kHz resonantiepiek 70 dB lager, met de sterkste resonantie nu op ongeveer 200 Hz, en zelfs dat was 30 dB lager dan de hoogste resonantie van de droge schedel. Je zou waarschijnlijk iets moeten gebruiken in de orde van grootte van 240 dB om het hoofd destructief te laten resoneren, en op dat moment zou het veel sneller zijn om de persoon boven het hoofd met de zender te raken en ermee klaar te zijn."

Ter illustratie, de zeer gespecialiseerde akoestische testkamer in het Goddard Space Flight Center van de NASA is in staat om geluiden tot 150 dB te produceren voor strenge geluidstests zoals die wordt uitgevoerd bij de James Webb Space Telescope. Dus 240 dB? Dat is gek hoog. Niet echt iets dat we misschien in een geweldige klankkast kunnen stoppen.

Toch is het overduidelijk dat geluid ongelooflijke effecten op ons lichaam kan hebben, zelfs als die geluiden zwijgen.