Infra- ja ultraäänen vaikutukset aivoihin

Mitä tulee infra- ja ultraäänen vaikutuksiin aivoihin, edelläkävijätutkimus osoitti, että altistuminen ei-kuuluvalle infraäänelle liittyi hermotoiminnan muutoksiin useilla aivojen alueilla, mukaan lukien kuulo- ja tunneprosessointiin sekä autonomiseen hallintaan liittyvät alueet. Nämä havainnot osoittavat, että subliminaalisella infraäänellä voi olla patogeenisiä vaikutuksia. Tutkimukset osoittavat myös, että matalan intensiteetin fokusoitu ultraääni (LIFU) moduloi BOLD-signaalia. Ultraäänen vaikutus kuulo- ja muihin aivoalueisiin on kuitenkin pitkälti epäselvä tähän päivään asti. Mitä tulee matalataajuisen melun haitallisiin vaikutuksiin (mielen)terveyteen ja kognitiivisiin toimintoihin, alustavat todisteet (joiden yhteenveto kahdessa arvostelussa) viittaavat pääasiassa kielteisiin vaikutuksiin uneen, stressitasoihin (sekä subjektiivisiin että objektiivisiin; eli kortisolitasoihin), päänsärkyyn, väsymykseen, keskittymiskykyyn, ja muisti. Näissä katsauksissa ei kuitenkaan käsitellä erikseen kuuluvaa matalataajuista kohinaa verrattuna ei-kuuluvaan infraääneen.

Tutkimus infra- ja ultraäänen vaikutuksista kognitiiviseen toimintaan ja hyvinvointiin on vasta alkuvaiheessa. Muutamat tähän mennessä julkaistut tutkimukset vaihtelevat voimakkaasti käytettyjen menetelmien ja tulosten osalta. Media on toistuvasti käsitellyt tarinoita henkilöistä, jotka kärsivät "ultraäänisairaudesta" eli tilasta, jossa sairastunut kärsii päänsärystä, pahoinvoinnista ja kivusta. Näiden subjektiivisten näkemysten mukaisesti katsauspaperissa ehdotettiin, että ultraäänelle altistuminen voi liittyä hypertermiaan, pahoinvointiin, päänsärkyyn, tinnitukseen ja matalaan verenpaineeseen sekä hermoston kiihottumiseen, ärsytykseen, muistiongelmiin ja keskittymis- ja oppimisvaikeuksiin, mikä viittaa haitallisiin häiriöihin. ultraäänialtistuksen vaikutukset (henkinen) terveyteen ja kognitioon.

Tästä huolimatta on olemassa myös indikaattoreita tämäntyyppisten äänien positiivisista vaikutuksista; Tutkimus ehdotti, että lyhyillä infraäänipurskeilla voi olla myönteinen vaikutus kognitiiviseen toimintaan. Lisäksi alan edelläkävijät testaavat parhaillaan Alzheimerin tautia sairastavien potilaiden ultraäänihoitoa. Vaikuttaa siltä, ​​että vaikutukset (positiiviset vs. negatiiviset) voivat vaihdella suuresti; riippuen taajuudesta, äänenpainetasoista ja altistuksen kestosta; sekä äänen laatu (sekoitettu kuultava ja ei-kuuluva vs. puhtaasti ei-kuuluva). Tulevissa tutkimuksissa nämä muuttujat on määriteltävä selkeästi, jotta voidaan antaa selkeitä lausuntoja vaikutuksista.

Tämä tutkimus toivottavasti antaa lisävalaistusta (ei-kuuluvan) infra- ja ultraäänen pitkän aikavälin vaikutuksista ihmisen aivojen yhteyksiin, rakenteeseen ja toimintaan, niihin liittyviin kognitiivisiin toimintoihin ja yleiseen hyvinvointiin. Tämä voi myös johtaa kehittyneempään ja tosiasioihin perustuvaan keskusteluun nykyajan ihmisten elinympäristöjen "melusaasteesta".

Terveet osallistujat, jotka ovat antaneet kirjallisen suostumuksensa, altistetaan infra- tai ultraäänelle 28 peräkkäisenä päivänä yöunensa aikana. Äänilähteet tuottavat ääntä, joka on vähintään 10 dB kuulokynnyksen alapuolella. Lähteet on suunniteltu jäljittelemään altistumista infra- ja ultraäänelle jokapäiväisessä elämässä. Lähteiden rakentamisen ja kalibroinnin toteuttivat Braunschweigissa sijaitsevan Saksan fysikaalisen teknisen instituutin (Physikalisch Technische Bundesanstalt; PTB) asiantuntijat. Äänilähteet asennetaan ja mitataan osallistujien makuuhuoneisiin standardoitua menettelyä noudattaen ja ne lähettävät ääntä 8 tunnin ajan osallistujien tyypillisen nukkumisajan aikana. N = 60 osallistujaa satunnaistetaan yhteen neljästä ehdosta:

1. Infrasound verum (n = 20; taajuus = 6 Hz, äänenpaine = 85 dB)
2. Infraääni lumelääke (n = 10)
3. Ultraääniverum (n = 20; taajuus = 22,4 kHz, äänenpaine = vaihteleva +/- 10 dB)
4. Ultraääni lumelääke (n = 10); (yksi sokea menettely).

Ensin 18–40-vuotiaat osallistujat tutkitaan kelpoisuuden varalta. Lisäksi suoritetaan kuuloarviointi kaikkien osallistujien normaalin kuulokyvyn varmistamiseksi. Ennen ja jälkeen äänialtistusjakson osallistujia testataan psykologisilla ja (neuro-)kognitiivisilla testeillä ja kyselylomakkeilla, jotta voidaan arvioida psykiatrisia ja somaattisia oireita, hyvinvointia ja kognitiivista toimintaa (erityisesti tehtäviä, jotka edustavat myös jokapäiväisiä kognitiivisia haasteita ja arvioivat toimeenpanotehtävät); (T1, T2). Lisäksi kyselylomakkeilla arvioidaan herkkyyttä äänille (mukaan lukien infra- ja ultraäänelle) sekä nykyinen altistuminen eri äänilähteille (T1 ja T2). Lisäksi tehdään magneettikuvaus (MRI) morfologisten ja toiminnallisten aivojen muutosten (T1 ja T2) valaisemiseksi. Skannerissa osallistujat suorittavat spatiaalisen n-back-tehtävän. Tehtävässä arvioidaan osallistujien työmuistia ja se soveltuu myös pysyvän kognitiivisen kuormituksen aiheuttamien stressaavien reaktioiden arvioimiseen – näin ollen "proxy" stressaavalle työtehtävälle tosielämässä. N-back-tehtävän aikana piste esitetään peräkkäin ruudukon eri kohdissa. Osallistujia kehotetaan ilmoittamaan, onko tällä hetkellä esitetty piste sama kuin piste, joka esitettiin 3 koetta aiemmin jokaiselle esitetylle pisteelle. Neljän viikon altistusjakson aikana infra-/ultraäänellä osallistujat täyttävät myös viikoittain kyselylomakkeita, joissa arvioidaan hyvinvointia, yleistä terveydentilaa, psykiatrisia ja somaattisia oireita, unen laatua, päänsärkyä ja yleistä elämänlaatua.