Effekter av infra- og ultralyd på hjernen

Når det gjelder effekter av infra- og ultralyd på hjernen, viste en pionerstudie at eksponering for ikke-hørbar infralyd var assosiert med endringer i nevral aktivitet på tvers av flere hjerneregioner, inkludert områder involvert i auditiv og emosjonell prosessering, så vel som autonom kontroll. Disse funnene indikerer at subliminal infralyd kan ha patogene effekter. Forskning indikerer også at lavintensitetsfokusert ultralyd (LIFU) modulerer BOLD-signalet. Imidlertid er virkningen av ultralyd på auditive og andre hjerneregioner stort sett uklar frem til i dag. Når det gjelder uønskede effekter av lavfrekvent støy på (mental) helse og kognitive funksjoner, tyder foreløpige bevis (oppsummert i to anmeldelser) hovedsakelig negative effekter på søvn, stressnivåer (både subjektivt og objektivt; dvs. kortisolnivåer), hodepine, tretthet, konsentrasjon, og minne. Disse vurderingene tar imidlertid ikke eksplisitt for seg hørbar lavfrekvent støy kontra ikke-hørbar infralyd.

Forskning på effekter av infra- og ultralyd på kognitiv funksjon og velvære er i startfasen. De få studiene som er publisert så langt varierer sterkt i deres anvendte metoder og resultater. Gjentatte ganger har media dekket historier om individer som lider av "ultralydsyke", en tilstand der den berørte personen lider av hodepine, kvalme og smerte. I tråd med disse subjektive beretningene antydet en gjennomgangsartikkel at ultralydeksponering kan være assosiert med hypertermi, kvalme, hodepine, tinnitus og lavt blodtrykk, så vel som med nevral eksitabilitet, irritasjon, hukommelsesproblemer og konsentrasjons- og læringsvansker, noe som tyder på uønskede effekter av ultralydeksponering vedrørende (psykisk) helse og kognisjon.

Ikke desto mindre er det også indikatorer på positive effekter av denne typen lyd; en studie antydet at korte utbrudd av infralyd kan ha en positiv effekt på kognitiv funksjon. Også pionerarbeider på feltet tester for tiden ultralydbehandling for Alzheimerspasienter. Det ser ut til at effektene (positive vs. negative) kan være svært varierende; avhengig av frekvens, lydtrykknivåer og eksponeringsvarighet; samt kvaliteten på lyden (blandet hørbar og ikke-hørbar vs. rent ikke-hørbar). Fremtidige studier må klart definere disse variablene for å kunne gi klare utsagn om effekter.

Denne studien vil forhåpentligvis kaste ytterligere lys over de langsiktige effektene av (ikke-hørbar) infra- og ultralyd angående menneskelig hjerneforbindelse, struktur og funksjon, relaterte kognitive funksjoner og generelt velvære. Dette kan også føre til en mer sofistikert og faktabasert debatt om 'støyforurensning' av moderne menneskelige livsmiljøer.

Friske deltakere, som har gitt sitt skriftlige samtykke, vil bli eksponert for infra- eller ultralyd i 28 dager på rad under nattesøvnen. Lydkildene produserer lyd som er minst 10 dB under høreterskelen. Kildene ble designet for å etterligne eksponering for infra- og ultralyd i hverdagen. Konstruksjonen og kalibreringen av kildene ble realisert av eksperter fra det fysiske tekniske føderale instituttet i Tyskland (Physikalisch Technische Bundesanstalt; PTB), som ligger i Braunschweig. Lydkilder vil bli installert og målt på deltakernes soverom, etter en standardisert prosedyre og avgir lyd i 8 timer i løpet av deltakernes typiske sovetid. N = 60 deltakere vil bli randomisert til én av fire betingelser:

1. Infralydverum (n = 20; frekvens = 6Hz, lydtrykk = 85dB)
2. Infralyd placebo (n = 10)
3. Ultralyd verum (n = 20; frekvens = 22,4 kHz, lydtrykk = variabel +/- 10 dB)
4. Ultralyd placebo (n = 10); (enkel blindprosedyre).

Først vil deltakere i alderen 18-40 år bli testet for kvalifisering. I tillegg vil det bli utført en hørselsvurdering for å sikre normal hørselsevne hos alle deltakere. Før og etter lydeksponeringsperioden vil deltakerne bli testet ved hjelp av psykologiske og (nevro-)kognitive testbatterier og spørreskjemaer for å vurdere psykiatriske og somatiske symptomer, velvære og kognitiv funksjon (spesielt oppgaver som også representerer hverdagens kognitive utfordringer og vurdere eksekutive funksjoner); (T1, T2). Videre vil følsomhet for lyd (inkludert for infra- og ultralyd) og strømeksponering for ulike lydkilder (T1 og T2) vurderes med spørreskjemaer. I tillegg vil Magnet Resonance Imaging (MRI) bli utført for å belyse morfologiske og funksjonelle hjerneforandringer (T1 og T2). I skanneren vil deltakerne utføre en romlig n-back-oppgave. Oppgaven vurderer deltakernes arbeidsminne og er også egnet til å vurdere stressende reaksjoner på grunn av permanent kognitiv belastning – og utgjør dermed en 'proxy' for en stressende arbeidsoppgave i det virkelige liv. Under n-back-oppgaven presenteres en prikk sekvensielt på forskjellige posisjoner i et rutenett. Deltakerne blir bedt om å angi om den nåværende presenterte prikken sammenfaller med prikken presentert 3 forsøk før for hver av de presenterte prikkene. I løpet av den 4 uker lange eksponeringsperioden gjennom infra-/ultralyd vil deltakerne også fylle ut ukentlige spørreskjemaer, vurdere trivsel, generelle helsenivåer, psykiatriske og somatiske symptomer, søvnkvalitet, hodepine og generell livskvalitet.