Účinky infra- a ultrazvuku na mozek

Pokud jde o účinky infra- a ultrazvuku na mozek, průkopnická studie prokázala, že vystavení neslyšitelnému infrazvuku bylo spojeno se změnami nervové aktivity v několika oblastech mozku, včetně oblastí zapojených do sluchového a emočního zpracování, stejně jako autonomní kontroly. Tyto nálezy naznačují, že subliminální infrazvuk může mít patogenní účinky. Výzkum také ukazuje, že nízkointenzivní fokusovaný ultrazvuk (LIFU) moduluje signál BOLD. Dopad ultrazvuku na sluchové a jiné oblasti mozku však dodnes zůstává v podstatě nejasný. Pokud jde o nepříznivé účinky nízkofrekvenčního hluku na (psychické) zdraví a kognitivní funkce, předběžné důkazy (shrnuté ve dvou přehledech) naznačují především negativní účinky na spánek, hladinu stresu (subjektivního i objektivního, tj. hladiny kortizolu), bolesti hlavy, únavu, koncentraci, a paměť. Tyto recenze se však výslovně nezabývají slyšitelným nízkofrekvenčním šumem vs. neslyšitelným infrazvukem.

Výzkum účinků infra- a ultrazvuku na kognitivní funkce a pohodu je ve stádiu zrodu. Několik dosud publikovaných studií se velmi liší v použitých metodách a výsledcích. Média opakovaně přinášela příběhy o jednotlivcích trpících „ultrazvukovou nemocí“, což je stav, kdy postižená osoba trpí bolestmi hlavy, nevolností a bolestí. V souladu s těmito subjektivními výklady, přehledový dokument naznačil, že expozice ultrazvuku může být spojena s hypertermií, nevolností, bolestmi hlavy, tinnitem a nízkým krevním tlakem, stejně jako s nervovou excitabilitou, podrážděním, problémy s pamětí a problémy s koncentrací a učením, což naznačuje nepříznivé účinky účinky expozice ultrazvuku na (duševní) zdraví a kognice.

Existují však také indikátory pozitivních účinků těchto typů zvuku; studie naznačila, že krátké záblesky infrazvuku mohou mít pozitivní vliv na kognitivní funkce. Průkopníci v této oblasti také v současné době testují ultrazvukovou terapii pro pacienty s Alzheimerovou chorobou. Zdá se, že účinky (pozitivní vs. negativní) mohou být velmi variabilní; v závislosti na frekvenci, hladinách akustického tlaku a trvání expozice; stejně jako kvalita zvuku (smíšené slyšitelné a neslyšitelné vs. čistě neslyšitelné). Budoucí studie musí tyto proměnné jasně definovat, aby bylo možné činit jasná prohlášení o účincích.

Tato studie snad vrhne další světlo na dlouhodobé účinky (neslyšitelného) infra- a ultrazvuku na konektivitu, strukturu a funkci lidského mozku, související kognitivní funkce a celkovou pohodu. To může také vést k sofistikovanější a na faktech podložené debatě o „hlukovém znečištění“ moderního lidského životního prostředí.

Zdraví účastníci, kteří dali svůj písemný souhlas, budou během nočního spánku vystaveni infra- nebo ultrazvuku po dobu 28 po sobě jdoucích dnů. Zdroje zvuku produkují zvuk, který je minimálně 10 dB pod prahem sluchu. Zdroje byly navrženy tak, aby napodobovaly expozici infra- a ultrazvuku v každodenním životě. Konstrukci a kalibraci zdrojů realizovali odborníci Fyzikálně-technického spolkového institutu Německa (Physikalisch Technische Bundesanstalt; PTB) se sídlem v Braunschweigu. Zvukové zdroje budou instalovány a měřeny v ložnicích účastníků podle standardizovaného postupu a vydávají zvuk po dobu 8 hodin během typické doby spánku účastníků. N = 60 účastníků bude náhodně rozděleno do jedné ze čtyř podmínek:

1. Infrazvuk verum (n = 20; frekvence = 6 Hz, akustický tlak = 85 dB)
2. Infrazvukové placebo (n = 10)
3. Ultrazvuk verum (n = 20; frekvence = 22,4 kHz, akustický tlak = variabilní +/- 10 dB)
4. Ultrazvukové placebo (n = 10); (jednoslepý postup).

Nejprve budou účastníci ve věku 18–40 let prověřeni, zda jsou způsobilí. Kromě toho bude provedeno hodnocení sluchu, aby byla zajištěna normální sluchová schopnost všech účastníků. Před a po období expozice zvuku budou účastníci testováni pomocí psychologických a (neuro)kognitivních testovacích baterií a dotazníků, aby bylo možné posoudit psychiatrické a somatické symptomy, pohodu a kognitivní funkce (zejména úkoly, které také představují každodenní kognitivní výzvy a hodnotí výkonné funkce); (T1, T2). Dále bude pomocí dotazníků hodnocena citlivost na zvuk (včetně infra- a ultrazvuku) a aktuální expozice různým zdrojům zvuku (T1 a T2). Kromě toho bude provedeno zobrazování magnetickou rezonancí (MRI), aby se osvětlily morfologické a funkční změny mozku (T1 a T2). Ve skeneru budou účastníci provádět prostorový úkol n-back. Úkol hodnotí pracovní paměť účastníků a je také vhodný pro hodnocení stresových reakcí způsobených permanentní kognitivní zátěží – představuje tedy „zástupce“ stresujícího pracovního úkolu v reálném životě. Během úlohy n-back se tečka zobrazí postupně na různých pozicích v mřížce. Účastníci jsou instruováni, aby uvedli, zda se aktuálně prezentovaná tečka shoduje s tečkou prezentovanou před 3 pokusy pro každou z prezentovaných teček. Během 4týdenní expoziční doby prostřednictvím infra-/ultrazvuku budou účastníci také vyplňovat týdenní dotazníky, které hodnotí pohodu, celkový zdravotní stav, psychiatrické a somatické symptomy, kvalitu spánku, bolesti hlavy a celkovou kvalitu života.