Effetti degli infrarossi e degli ultrasuoni sul cervello

Per quanto riguarda gli effetti degli infrasuoni e degli ultrasuoni sul cervello, uno studio pionieristico ha dimostrato che l'esposizione a infrasuoni non udibili era associata a cambiamenti dell'attività neurale in diverse regioni del cervello, comprese le aree coinvolte nell'elaborazione uditiva ed emotiva, nonché nel controllo autonomo. Questi risultati indicano che gli infrasuoni subliminali possono avere effetti patogeni. La ricerca indica anche che gli ultrasuoni focalizzati a bassa intensità (LIFU) modulano il segnale BOLD. Tuttavia, l'impatto degli ultrasuoni sulle regioni uditive e su altre regioni del cervello rimane poco chiaro fino ad oggi. Per quanto riguarda gli effetti negativi del rumore a bassa frequenza sulla salute (mentale) e sulle funzioni cognitive, le prove preliminari (riassunte da due revisioni) suggeriscono principalmente effetti negativi su sonno, livelli di stress (sia soggettivi che oggettivi; cioè livelli di cortisolo), mal di testa, affaticamento, concentrazione, e memoria. Queste recensioni, tuttavia, non affrontano esplicitamente il rumore udibile a bassa frequenza rispetto agli infrasuoni non udibili.

La ricerca sugli effetti degli infrarossi e degli ultrasuoni sul funzionamento cognitivo e sul benessere è nella fase iniziale. I pochi studi pubblicati finora variano notevolmente nei metodi applicati e nei risultati. Ripetutamente, i media hanno riportato storie di persone che soffrono di "malattia da ultrasuoni", una condizione in cui la persona colpita soffre di mal di testa, nausea e dolore. In linea con questi resoconti soggettivi, un documento di revisione ha suggerito che l'esposizione agli ultrasuoni può essere associata a ipertermia, nausea, mal di testa, tinnito e bassa pressione sanguigna, nonché a eccitabilità neurale, irritazione, problemi di memoria e difficoltà di concentrazione e apprendimento, suggerendo effetti negativi effetti dell'esposizione agli ultrasuoni per quanto riguarda la salute (mentale) e la cognizione.

Tuttavia, ci sono anche indicatori di effetti positivi di questi tipi di suono; uno studio ha suggerito che brevi raffiche di infrasuoni possono avere un effetto positivo sulla funzione cognitiva. Inoltre, lavori pionieristici nel campo stanno attualmente testando la terapia a ultrasuoni per i malati di Alzheimer. Sembra che gli effetti (positivi vs. negativi) possano essere molto variabili; a seconda della frequenza, dei livelli di pressione sonora e della durata dell'esposizione; così come la qualità del suono (misto udibile e non udibile vs. puramente non udibile). Gli studi futuri devono definire chiaramente queste variabili per poter fare affermazioni chiare sugli effetti.

Si spera che il presente studio getterà ulteriore luce sugli effetti a lungo termine degli infrarossi e degli ultrasuoni (non udibili) sulla connettività, la struttura e la funzione del cervello umano, le relative funzioni cognitive e il benessere generale. Ciò può anche portare a un dibattito più sofisticato e basato sui fatti sull'"inquinamento acustico" dei moderni ambienti di vita umani.

I partecipanti sani, che hanno dato il loro consenso scritto, saranno esposti a infrarossi o ultrasuoni per 28 giorni consecutivi durante il loro sonno notturno. Le sorgenti sonore producono un suono di almeno 10 dB al di sotto della soglia uditiva. Le sorgenti sono state progettate per imitare l'esposizione agli infrarossi e agli ultrasuoni nella vita di tutti i giorni. La costruzione e la calibrazione delle sorgenti è stata realizzata da esperti dell'Istituto Federale Tecnico Fisico della Germania (Physikalisch Technische Bundesanstalt; PTB), con sede a Braunschweig. Le sorgenti sonore saranno installate e misurate nelle camere dei partecipanti, seguendo una procedura standardizzata ed emetteranno suoni per 8 ore durante il normale periodo di sonno dei partecipanti. N = 60 partecipanti saranno randomizzati a una delle quattro condizioni:

1. Infrasuoni verum (n = 20; frequenza = 6Hz, pressione sonora = 85dB)
2. Infrasuoni placebo (n = 10)
3. Ultrasuoni verum (n = 20; frequenza = 22,4 kHz, pressione sonora = variabile +/- 10 dB)
4. Placebo ecografico (n = 10); (procedura a singolo cieco).

In primo luogo, i partecipanti, di età compresa tra 18 e 40 anni, saranno sottoposti a screening per l'idoneità. Inoltre, verrà condotta una valutazione dell'udito per assicurare la normale capacità uditiva di tutti i partecipanti. Prima e dopo il periodo di esposizione sonora, i partecipanti saranno testati utilizzando batterie e questionari di test psicologici e (neuro-)cognitivi al fine di valutare i sintomi psichiatrici e somatici, il benessere e il funzionamento cognitivo (in particolare compiti che rappresentano anche sfide cognitive quotidiane e valutare funzioni esecutive); (T1, T2). Inoltre, la sensibilità al suono (inclusi gli infrarossi e gli ultrasuoni) e l'attuale esposizione a diverse sorgenti sonore (T1 e T2) saranno valutate con questionari. Inoltre, verrà condotta la risonanza magnetica (MRI) per illuminare i cambiamenti cerebrali morfologici e funzionali (T1 e T2). Nello scanner, i partecipanti eseguiranno un'attività spaziale n-back. Il compito valuta la memoria di lavoro dei partecipanti ed è adatto anche per valutare le reazioni stressanti dovute al carico cognitivo permanente, costituendo così un "proxy" per un compito lavorativo stressante nella vita reale. Durante l'attività n-back, un punto viene presentato in sequenza in diverse posizioni in una griglia. Ai partecipanti viene richiesto di indicare se il punto attualmente presentato coincide con il punto presentato 3 prove prima per ciascuno dei punti presentati. Durante il periodo di esposizione di 4 settimane attraverso infra-/ecografia, i partecipanti compileranno anche questionari settimanali, valutando il benessere, i livelli di salute generale, i sintomi psichiatrici e somatici, la qualità del sonno, il mal di testa e la qualità generale della vita.