Effecten van infrarood en echografie op de hersenen

Met betrekking tot de effecten van infrarood en ultrageluid op de hersenen toonde een baanbrekend onderzoek aan dat blootstelling aan niet-hoorbaar infrageluid verband hield met veranderingen in neurale activiteit in verschillende hersengebieden, waaronder gebieden die betrokken zijn bij auditieve en emotionele verwerking, evenals autonome controle. Deze bevindingen geven aan dat subliminale infrageluid pathogene effecten kan hebben. Onderzoek wijst ook uit dat gefocusseerde ultrageluid met lage intensiteit (LIFU) het BOLD-signaal moduleert. De impact van echografie op auditieve en andere hersengebieden blijft echter tot op de dag van vandaag grotendeels onduidelijk. Met betrekking tot de nadelige effecten van laagfrequent geluid op de (geestelijke) gezondheid en cognitieve functies, suggereert voorlopig bewijs (samengevat door twee beoordelingen) voornamelijk negatieve effecten op slaap, stressniveaus (zowel subjectief als objectief; d.w.z. cortisolspiegels), hoofdpijn, vermoeidheid, concentratie, en geheugen. Deze beoordelingen gaan echter niet expliciet in op hoorbare laagfrequente ruis versus niet-hoorbare infrageluid.

Onderzoek naar de effecten van infrarood en ultrageluid op cognitief functioneren en welzijn bevindt zich in de beginfase. De weinige studies die tot nu toe zijn gepubliceerd, verschillen sterk in hun toegepaste methoden en resultaten. Herhaaldelijk zijn er in de media verhalen verschenen over personen die lijden aan 'echografieziekte', een aandoening waarbij de getroffen persoon last heeft van hoofdpijn, misselijkheid en pijn. In overeenstemming met deze subjectieve verslagen suggereerde een overzichtsartikel dat blootstelling aan ultrageluid in verband kan worden gebracht met hyperthermie, misselijkheid, hoofdpijn, oorsuizen en lage bloeddruk, evenals met neurale prikkelbaarheid, irritatie, geheugenproblemen en concentratie- en leerproblemen, wat duidt op ongunstige effecten. effecten van blootstelling aan ultrageluid op (geestelijke) gezondheid en cognitie.

Toch zijn er ook aanwijzingen voor positieve effecten van dit soort geluid; een studie suggereerde dat korte uitbarstingen van infrageluid een positief effect kunnen hebben op de cognitieve functie. Pioniers in het veld testen momenteel ook ultrasone therapie voor patiënten met de ziekte van Alzheimer. Het lijkt erop dat de effecten (positief versus negatief) zeer variabel kunnen zijn; afhankelijk van de frequentie, geluidsdrukniveaus en duur van blootstelling; evenals de kwaliteit van het geluid (gemengd hoorbaar en niet-hoorbaar versus puur niet-hoorbaar). Toekomstige studies moeten deze variabelen duidelijk definiëren om duidelijke uitspraken over effecten te kunnen doen.

De huidige studie zal hopelijk meer licht werpen op de langetermijneffecten van (niet-hoorbare) infrarood en ultrageluid met betrekking tot de connectiviteit, structuur en functie van het menselijk brein, gerelateerde cognitieve functies en algeheel welzijn. Dit kan ook leiden tot een meer verfijnde en op feiten gebaseerde discussie over 'geluidshinder' van moderne menselijke leefomgevingen.

Gezonde deelnemers, die hun schriftelijke toestemming hebben gegeven, worden tijdens hun nachtrust gedurende 28 opeenvolgende dagen blootgesteld aan infrarood of echografie. De geluidsbronnen produceren geluid dat minimaal 10 dB onder de gehoordrempel ligt. De bronnen zijn ontworpen om blootstelling aan infrarood en ultrageluid in het dagelijks leven na te bootsen. De constructie en kalibratie van de bronnen is gerealiseerd door experts van het Fysisch Technisch Federaal Instituut van Duitsland (Physikalisch Technische Bundesanstalt; PTB), gevestigd in Braunschweig. Geluidsbronnen zullen worden geïnstalleerd en gemeten in de slaapkamers van de deelnemers, volgens een gestandaardiseerde procedure, en gedurende 8 uur geluid uitzenden tijdens de typische slaaptijd van de deelnemers. N = 60 deelnemers worden gerandomiseerd naar één van de vier condities:

1. Infrageluid verum (n = 20; frequentie = 6Hz, geluidsdruk = 85dB)
2. Infrageluid placebo (n = 10)
3. Echografie verum (n = 20; frequentie = 22,4 kHz, geluidsdruk = variabel +/- 10 dB)
4. Echografie placebo (n = 10); (enkelvoudige blinde procedure).

Eerst worden deelnemers van 18-40 jaar gescreend op geschiktheid. Daarnaast zal er een gehooronderzoek worden uitgevoerd om het normale gehoorvermogen van alle deelnemers te verzekeren. Voor en na de blootstellingsperiode aan geluid worden deelnemers getest met behulp van psychologische en (neuro-)cognitieve testbatterijen en vragenlijsten om psychiatrische en somatische symptomen, welzijn en cognitief functioneren te beoordelen (met name taken die ook dagelijkse cognitieve uitdagingen vertegenwoordigen en beoordelen uitvoerende functies); (T1, T2). Verder zullen de gevoeligheid voor geluid (inclusief voor infrarood en ultrageluid) en de huidige blootstelling aan verschillende geluidsbronnen (T1 en T2) worden beoordeeld met vragenlijsten. Daarnaast zal Magnet Resonance Imaging (MRI) worden uitgevoerd om morfologische en functionele hersenveranderingen (T1 en T2) te belichten. In de scanner voeren deelnemers een ruimtelijke n-back-taak uit. De taak beoordeelt het werkgeheugen van deelnemers en is ook geschikt om stressvolle reacties als gevolg van permanente cognitieve belasting te beoordelen - en vormt zo een 'proxy' voor een stressvolle werktaak in het echte leven. Tijdens de n-back-taak wordt een punt opeenvolgend gepresenteerd op verschillende posities in een raster. Deelnemers wordt geïnstrueerd om aan te geven of de momenteel gepresenteerde stip samenvalt met de stip die 3 proeven eerder is gepresenteerd voor elk van de gepresenteerde stippen. Tijdens de 4 weken durende blootstellingsperiode door middel van infrarood/echografie, zullen de deelnemers ook wekelijkse vragenlijsten invullen, waarbij het welzijn, het algemene gezondheidsniveau, psychiatrische en somatische symptomen, slaapkwaliteit, hoofdpijn en algehele kwaliteit van leven worden beoordeeld.