声音那些事儿

2015-11-30 13:22
科学之友 2015年16期
关键词:杏仁核尖叫声中枢

声音那些事儿

噪音,总是围绕在我们周围。研究表明,当噪音为90分贝时,人们视网膜中视杆细胞区别光亮度的敏感性开始下降,识别弱光的反应时间延长;达到95分贝时,瞳孔会扩大;达到115分贝时,眼睛对光亮度的适应性会降低。

此外,长期接触噪音的人,最易发生眼疲劳、眼痛、视物不清和流泪等现象。研究人员对人们常见的噪音研究进行了整理,让我们一起来看看研究成果吧。

为什么指甲划黑板的声音让人毛骨悚然

这是可以找到解释的——一项新研究表明,惹人讨厌的声音会在脑中触发一个高度情绪化的反应。

研究者发现,当人们听到非常让人厌恶的声音时,脑中调节情绪的部分——杏仁核——似乎就接管了大脑的听力部分。

“就像是某个非常原始的东西一下子出场了,”研究人员认为,“这也许是杏仁核向听觉中枢发出的紧急信号。”

研究显示,大脑中强化的情绪应答,会改变人们对某些声音的感受。

最令人讨厌的声音

研究者使用功能性核磁共振成像技术(fMRI)观察了13位健康志愿者的脑部活动,同时让他们听了74种不同的声音。参与者为每个声音打分,从“非常讨厌”到“不悦”到“悦耳”。

为什么有些声音听起来刺耳

研究显示,杏仁核和听觉中枢的活跃程度与感知到的声音的难听程度关系密切。当人听到令人讨厌的声音时,杏仁核的活跃程度增加,并接管了调节大脑听觉的任务。

研究者说,这个情绪活动的激增使得人们对讨厌的声音更加敏感,而那些让人舒缓的声音(水泡声、婴儿笑声等等)就不会有这种效果。

研究还显示高频区(大约2 000Hz~5 000Hz)的声音是最令人抓狂的。

这是我们耳朵最敏感的频率范围,虽然我们的耳朵为何对这个范围敏感还不太清楚,但它的确包含了尖叫的声音,而我们本能地讨厌这种声音。

“这项工作让人们更加理解杏仁核和听觉皮层的相互作用,”纽卡斯尔大学的研究员蒂姆·格里菲斯说,“这可能是一条新途径,让我们能深入理解情感失调、耳鸣还有偏头疼这样的现象。这些症状似乎都是由于人们对不悦的声音过度敏感了。”

这些结论会帮助科学家们更好地理解大脑如何对声音作出回应,还能理解那些影响人们听觉的生理失调。

尖叫为何让人心惊肉跳

恐怖片里的尖叫声总会让人冷汗直冒,在日常生活中,即便周遭环境嘈杂,尖叫也总能在第一时间引起旁人的注意。尖叫声为何如此特别?那是因为尖叫声具有特别的声学特征,它能有效地引起别人注意,并激活人脑中的“恐惧中枢”。

尖叫声是人类能发出的最原始的声音之一。它的作用是向他人发出危险警报,并告诉他人“我需要帮助”。为了达到这一目的,它必须听起来与众不同,这样才能从嘈杂的日常声音中脱颖而出。

尖叫声是高亢响亮的,但是它引人注意的地方并不仅仅在于音调高或者嗓门大。研究人员发现,尖叫声之所以特别,是因为它具有一种“粗糙”的声学特征。

正如其名,声学上的“粗糙度”指的是一种让声音听起来粗糙刺耳的特性,这种特性主要与声波的振幅变化有关。

我们平时所听到的声音,大多是由多个单音混合在一起的复合音。由于声波干涉等因素的作用,复合声波的振幅(对应着声音的响度)也往往会随时间发生变化。

当声波振幅的变化比较慢时,人们听到的是能够清晰分辨的、忽强忽弱的声音,而变化频率很高时,人会感觉自己听到的声音强度恒定不变。在这两种情况下,声音听起来都不会非常刺耳。而当振幅变化的频率处于二者之间时,声音会产生“嗡嗡作响”的效果,带来“粗糙”的感受。

根据研究者分析,尖叫声的振幅变化频率介于30~150次/秒之间,这正好处于会产生“粗糙感”的区间当中。

作为对照,研究人员同时对生活中其他类别的声音进行了分析。结果显示,无论是普通的谈话声,还是器乐演奏和歌唱,它们都不具备这样的特性。产生“粗糙感”的声学区间似乎是专门留给尖叫声的,这样它们就能够有效地传递警报信息,不会与日常交流相混淆。

通过功能性磁共振成像 (fMRI)扫描,研究人员发现,在听到尖叫声时,人脑中的听觉中枢与杏仁核都会被激活,且杏仁核对声音粗糙度具有特殊的敏感性,这是听觉中枢所不具有的。

研究者人为调整了声音的粗糙度进行实验,结果显示,粗糙度越强的声音,它激活被试杏仁核的能力也越强。而杏仁核是人脑中的“恐惧中枢”,它与应急反应也密切相关。由此看来,尖叫声似乎可以直接通过恐惧中枢产生恐惧感,而不需预先经过听觉中枢处理。这提高了“警报”信息的传递效率,使人们能对危险迅速产生反应。

研究人员还发现,人工制造的警报声具有与尖叫类似的“粗糙”声学特征,警报声的设计者们似乎在不经意间利用了这种特性。通过对粗糙度的调节,我们还可以让警报声产生更好的效果。

来源|果壳网

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