Dele:
Topp 10 merkelige vitenskapelige oppdagelser om lyd
I laboratoriet kan støy bli rar og rart. Ofte tatt for gitt i omverdenen, lydbølger, frekvenser og musikk endrer vitenskapens ansikt.
De overhaler teknologi, avslører uventede evner, og dukker opp på merkelige steder. Lyd kan også rote med den menneskelige hjernen på et nivå som er forbløffende. I dag vil vi avsløre de 10 mest kjente vitenskapelige funnene om lyd.
10 Det kan muligens forklare anestesi
Konvensjonell medisinsk tro holder nerverne "snakk" med elektriske impulser. De er veiene i hjernen som forteller at hånden skal bølge eller klappe katten. For fysikere gjorde dette nesten ikke mening. Termodynamiske lover sier at elektriske impulser gir varme, men det er ingen slik oppvarming inne i menneskekroppen.
De kom opp med et kontroversielt forslag - nerver sender ikke strøm. I stedet kommuniserer de med lydbølger. Ikke alle forskere er ombord med ideen, men dette kan forklare et langvarig medisinsk mysterium.
Anestesi er ikke nytt, men ingen er virkelig sikker på hvordan de klarer å banke alle følelser fra systemet. Nerver har membraner. Disse kappene må opprettholde en temperatur som ligner en persons kroppsvarme for lydpulser for å overføre sine meldinger. Nok bedøvelse kan endre temperaturen og effektivt blokkere lydbølger fra å sende smertesignaler under operasjonen.
9 Det visuelle systemet kan høre
Under et eksperiment førte aperens oppførsel til en kjevefallsoppdagelse. De ble trent til å berøre et lys når det dukket opp på et panel. Når stedet var lyst, fant apene det med lethed. Dampet, de sloss. Men da en rask lyd fulgte med den dunkle plassen, pekte apekene seg så fort at det bare var en forklaring - hjernen kan bruke lyd til å se.
Dette knuser nevrovitenskapen som vi vet. Før ble det antatt at hørselen og visuelle deler av hjernen ikke hadde noen sammenheng med hverandre. Ett fokus i studien, 49 visuelle neuroner i apenes hjerner, viste seg ellers.
I nærvær av det støyende lavlyspunktet oppførte neuronene seg som om øynene så sterkere lys enn det egentlig var. Reaksjonstiden var så rask at bare en direkte forbindelse mellom hjernens auditiv og visuelle deler kunne være ansvarlig.
Slike sammenhengende sensoriske evner kan ligge bak døvens overblikk og også forklare hvorfor blinde ofte utvikler akutt hørsel. Hjernen regionen av en tapt forstand fortsetter å støtte en annen arbeidsfølelse.
8 ny måte å teste blod på
Blodprøver er sentrale for riktig diagnose av pasientens tilstand, men de er ikke uten hikke. Nåværende blodsikkerhetsteknologi kan være tidkrevende, skade prøver og risiko forurensning. Det kan heller ikke lett transporteres.
Nylig har en ny metode endret alt det. Blod kan nå testes med lydbølger og levere et raskt, nøyaktig resultat. Når forskere ønsker informasjon om pasientens tilstand, jakter de på eksosomer. Celler frigjør disse små budbringere, som avslører mye om kroppens helse og lidelser.
Den nye teknikken separerer celler, blodplater og eksosomer med lyder ved forskjellige frekvenser. Blodet er kort utsatt for det akustiske trykket i testen, og dette forhindrer skade på prøven.
Applikasjonene ved bruk av lyd til skjerm for livreddende muligheter. Raskere diagnose, rutinemessige tester for tidligere vanskelig å nå organer, og erstatte de fleste anropene for biopsi er blant fordelene. En av de mest verdifulle mulighetene er at testen kan bli et bærbart sett som brukes hvor som helst - fra ambulanser til isolerte landsbyer.
7 Svaret på levitation
Flytende entusiaster har forsøkt å bryte tyngdekraften med alt fra magneter til lasere. Slår ut, svaret er stille støy. I 2014 oppdaget et skotsk universitet at sonisk perkusjon sannsynligvis kunne løfte et objekt.
Lydens trykkbølger gir kraft når de beveger seg gjennom et medium - i dette tilfellet, luft. Denne kraften kan utnyttes for å skape levitation. Men de klarte ikke å bygge en vellykket enhet.
Problemet var et mønster. Bølgene måtte frigis i en bestemt rekkefølge for å avbryte tyngdekraften. Forskjellige trykk måtte distribueres samtidig for å holde objektet våte, stabile eller bevege seg i ønsket retning. Dette krevde en svært komplisert matematisk løsning.
Nylig brukte en annen gruppe forskere programvare og skotske data for å finne det magiske mønsteret. De fant tre og til og med bygget et vellykket 3-D lydfelt med 64 utsøkte små høyttalere.
Kalt et akustisk hologram, levet feltet vellykket polystyren baller. Med de tre forskjellige mønstrene var forskerne i stand til å låse ballene på en pinsett måte, holde dem i et bur av lyd, eller hold dem stabile i øyet av en liten akustisk twister.
6 Lyd kan slukke ild
Fakultetet ved George Mason University i Virginia nektet først å tro på visjonen om to studenter. De par ingeniører ønsket å quell flammer med lydbølger. Tidligere forskning om emnet hadde piktet sin interesse for ønsket om å oppfinne den første brannslukkeren ved hjelp av lyd.
Siden de var elektriske og programvare ingeniører, ikke kjemiske, fikk de mer presisjon enn støtte. Seth Robertson, 23, og Viet Tran, 28, fortsatte uansett, noen ganger på egen krone og under veiledning av en professor.
De fjernet raskt musikk når bølgene var for inkonsekvent for å forstyrre flammene. Tanken var å skille brannen fra maten-oksygen.Dette skjedde til slutt da brannen fikk zapped med lave frekvenser på 30 til 60 hertz.
Trykkbølgene skapte et tomrom med lite oksygen. Dermed forhindret seg fra å reignere, døde flammene umiddelbart. Mer arbeid er nødvendig før en bærbar brannslukker er produsert som fungerer på forskjellige brensler og brannstørrelser. Men oppdagelsen åpner døren for bedre brannslukking som ikke etterlater giftstoffer som konvensjonelle brannslukkere.
5 Det endrer smak
Lavfrekvent lyd brenner ikke bare branner. De bringer også ut den bitre smaken i mat. I den andre enden av skalaen legger deres høyerefrekvens fettere en smak av søthet.
Fenomenet er ikke helt forstått, men mange eksperimenter i laboratoriet og i restaurantene bekreftet at notater påvirker ganen. Dette er hva forskere kaller "modulerende smak." Det ser ut til å slå opp bitterhet eller søthet av nesten alt - fra kake til kaffe.
Den uvanlige innflytelsen påvirker ikke smaksløkene i seg selv. I stedet ser det ut til å fungere sin magi i hjernen. Høye eller lave notater endrer hjernens preferanse for å fokusere enten på de søte eller bitte egenskapene til et måltid.
Støy kan også påvirke kulinarisk opplevelse negativt. I 2011 fant en undersøkelse at bakgrunnsstøy spilte en stor rolle. Hvis for høyt, er folk mindre sannsynlig å smake på salt og søthet eller nyte lunsjtid. Dette forklarer hvorfor rowdy restauranter kan ødelegge et måltid og hvorfor flyselskapsmat har et dårlig navn.
4 Datasymfonier
Mark Ballora vokste opp i et musikalsk husholdning. Senere ble han interessert i å konvertere data til musikk i løpet av hans doktorgradsstudier. Han vendte seg til sonifikasjon, prosessen med å bytte flat data til lydbølger.
Over de neste to tiårene skapte Ballora sanger som inneholdt data fra flere studier. Disse inkluderte en nøytronstjernes energi, kroppstemperatursykluser av arktisk ekorn, solskjelv og tropiske stormer.
Når han oppretter en av hans symfonier, kjenner Ballora seg først med informasjonen og hva studien handler om. Deretter legger han til egnet lyd som utfyller tallene og arten av studien.
Swirling lyder utgjør en tropisk storm. Når han vendte solvarme til musikk, ble den resulterende melodien "skiftende og glitrende." Selv om det ikke er et utbredt verktøy i den vitenskapelige verden, har sonifisering gjort noen fremskritt i astronomi.
På det sør-afrikanske astronomiske observatoriet i Cape Town lytter den blinde astrofysiker Wanda Merced til hennes data. Hun oppdaget at stjernens eksplosjoner produserer elektromagnetiske bølger når voldsakenes partikler utveksler energi. Hennes synkende kolleger savnet det helt fordi de bare så på grafene.
3 Cocktail Party Effect
Når forskerne ønsket å forstå et fenomen kalt "cocktailparty-effekten", vendte de seg til epilepsipasienter. Pasientene hadde noe verdifulle elektroder mot hjernens overflate.
Opptakene var ment å spore anfall, men syv pasienter lånte også sin grå sak til cocktailstudiet. Når noen konsentrerer seg om en samtale i et meget støyende miljø, kalles dette cocktailparty-effekten. Forskere ønsket å forstå hvordan sinnet gir mening i tale blant høye auditive distraksjoner.
Hvert fag lyttet til det samme forstyrrede opptaket. Nesten ingen forstod høyttaleren. Så lyttet de til en klar versjon av samme setning, umiddelbart etterfulgt av samme forvrengte linje. Utrolig forsto alle den forstyrrede stemmen. Hjerneaktivitet viste at de ikke fakket det.
Under den første testen (forvirret), ble lyd- og taleområdene litt inaktive. Men de opplyste de etterfølgende opptakene. Som det viser seg, er hjernens utrolig og lynrask plastisitet bak vår evne til å følge samtaler på et bølleparti.
Når det gjenkjente ord, reagerte hjernen annerledes på den andre ødelagte setningen. Den skarpe visuelle og lydsystemer, finjustere dem for å finne tale og filtrere ut støy.
2 rosa støy
Blant insomniacs er begrepet "hvit støy" noen ganger synonymt med en god natts søvn. Dens evne til å blokkere bakgrunnsforstyrrelser mens du er lett å ignorere - tenk fan - hjelper mange til å nekte seg. Men flere uavhengige studier fant noe bedre for søvnmodig rosa støy.
Hvit støy er kontinuerlig lyd mens rosens høye og lave frekvenser bærer oktaver med identisk kraft. Lys i samme strømspektrum fremstår rosa, og det ga støyen sitt navn.
De hyggelige lydene av vind, rustende blader eller regn som rammer taket, kan redusere hjernens aktivitet. Som et resultat er søvn dypere og mer avslappet. Kinesiske forskere fant at rosa støy lulled 75 prosent av frivillige til bedre søvn. Når de testet dagtidsnapere, steg de som gikk inn i fasen for den beste foryngelsen, med 45 prosent.
For eldre voksne kan dette være gode nyheter. Aldring bringer fragmentert søvn, som er ansvarlig for minnetap. Et amerikansk universitetsteam gjemt i individer over 60 år og utsatt noen av dem for rosa vibber. Om morgenen fikk de en minnetest. De som aldri hørte den rosa støyen, gikk tre ganger verre enn de som gjorde det.
1 Det er folk som hater lyd
For de som elsker rosa støy eller rockekonserter, kan det føles surrealistisk å møte noen som ikke kan lytte til en søt utpakking. Hvem svetter og lider hjertebanken når de blir tvunget til å tåle andres tankeløse penneklikk.
Selv om noen kanskje tror at slike mennesker setter det på, oppdaget britiske forskere at lydintoleranse er en ekte medisinsk tilstand. Det kalles misofoni og stammer fra en hjerneabnormalitet.En del av frontalbenen er mindre og mer underutviklet hos sufferers enn hos de som ikke anser tastaturet å tappe en lyd rett ut av helvete.
To grupper, misofonics og de som var fri for tilstanden, lyttet til lyd mens forskere studerte sin hjerneaktivitet. Ubehagelige lyder sparket opp den fremre øya av hver frivillig, uavhengig av hvilken gruppe de var i. Denne hjernegionen utløser følelser og kamp-eller-fly-reaksjonen.
Imidlertid reagerte misofonikernes hjerner mer intensivt og sprang over i fysiske stresssymptomer som hurtig hjerterytme og svette. Interessant nok er den fremre økulæren direkte forbundet med den strukturelle abnormiteten til frontalloben.