Effekter av infra- och ultraljud på hjärnan

När det gäller effekter av infra- och ultraljud på hjärnan, visade en pionjärstudie att exponering för icke-hörbart infraljud var associerad med förändringar av neural aktivitet över flera hjärnregioner, inklusive områden involverade i auditiv och emotionell bearbetning, såväl som autonom kontroll. Dessa fynd tyder på att subliminalt infraljud kan ha patogena effekter. Forskning visar också att lågintensitetsfokuserat ultraljud (LIFU) modulerar BOLD-signalen. Emellertid är effekten av ultraljud på hörsel och andra hjärnregioner i stort sett oklar fram till idag. När det gäller negativa effekter av lågfrekvent buller på (mental) hälsa och kognitiva funktioner, tyder preliminära bevis (sammanfattat i två recensioner) främst på negativa effekter på sömn, stressnivåer (både subjektiva och objektiva; d.v.s. kortisolnivåer), huvudvärk, trötthet, koncentration, och minne. Dessa recensioner tar dock inte uttryckligen upp hörbart lågfrekvent brus kontra icke-hörbart infraljud.

Forskning om effekterna av infra- och ultraljud på kognitiv funktion och välbefinnande är i ett startskede. De få studier som hittills publicerats varierar kraftigt i sina tillämpade metoder och resultat. Upprepade gånger har media täckt berättelser om individer som lider av "ultraljudssjuka", ett tillstånd där den drabbade lider av huvudvärk, illamående och smärta. I linje med dessa subjektiva redogörelser föreslog en granskning att ultraljudsexponering kan associeras med hypertermi, illamående, huvudvärk, tinnitus och lågt blodtryck, såväl som med neural excitabilitet, irritation, minnesproblem och svårigheter med koncentration och inlärning, vilket tyder på negativa effekter. effekter av ultraljudsexponering avseende (psykisk) hälsa och kognition.

Icke desto mindre finns det också indikatorer på positiva effekter av dessa typer av ljud; en studie antydde att korta utbrott av infraljud kan ha en positiv effekt på kognitiv funktion. Dessutom testar pionjärer inom området för närvarande ultraljudsterapi för Alzheimers patienter. Det verkar som om effekterna (positiva vs. negativa) kan vara mycket varierande; beroende på frekvensen, ljudtrycksnivåerna och exponeringens varaktighet; samt ljudkvaliteten (blandat hörbart och icke-hörbart vs. rent icke-hörbart). Framtida studier behöver tydligt definiera dessa variabler för att kunna göra tydliga uttalanden om effekter.

Den föreliggande studien kommer förhoppningsvis att belysa de långsiktiga effekterna av (icke hörbart) infra- och ultraljud avseende mänsklig hjärnans anslutning, struktur och funktion, relaterade kognitiva funktioner och allmänt välbefinnande. Detta kan också leda till en mer sofistikerad och faktabaserad debatt om "bullerföroreningar" av moderna mänskliga livsmiljöer.

Friska deltagare, som gett sitt skriftliga samtycke, kommer att utsättas för infra- eller ultraljud under 28 dagar i följd under sin nattsömn. Ljudkällorna producerar ljud som ligger minst 10 dB under hörtröskeln. Källorna utformades för att efterlikna exponering för infra- och ultraljud i vardagen. Konstruktionen och kalibreringen av källorna genomfördes av experter från det tyska fysiska tekniska federala institutet (Physikalisch Technische Bundesanstalt; PTB), beläget i Braunschweig. Ljudkällor kommer att installeras och mätas vid deltagarnas sovrum, enligt en standardiserad procedur och avger ljud i 8 timmar under deltagarnas typiska sovtid. N = 60 deltagare kommer att randomiseras till ett av fyra villkor:

1. Infraljudsverum (n = 20; frekvens = 6Hz, ljudtryck = 85dB)
2. Infraljudsplacebo (n = 10)
3. Ultraljudsverum (n = 20; frekvens = 22,4 kHz, ljudtryck = variabelt +/- 10 dB)
4. Ultraljudsplacebo (n = 10); (enkel blindprocedur).

Först kommer deltagare i åldern 18-40 att undersökas för behörighet. Dessutom kommer en hörselbedömning att göras för att säkerställa normal hörselförmåga hos alla deltagare. Före och efter ljudexponeringsperioden kommer deltagarna att testas med hjälp av psykologiska och (neuro-)kognitiva testbatterier och frågeformulär för att bedöma psykiatriska och somatiska symtom, välbefinnande och kognitiv funktion (särskilt uppgifter som också representerar vardagliga kognitiva utmaningar och bedöma verkställande funktioner); (Tl, T2). Vidare kommer ljudkänslighet (inklusive för infra- och ultraljud) och strömexponering för olika ljudkällor (T1 och T2) att bedömas med frågeformulär. Dessutom kommer magnetresonanstomografi (MRT) att genomföras för att belysa morfologiska och funktionella hjärnförändringar (T1 och T2). I skannern kommer deltagarna att utföra en rumslig n-back-uppgift. Uppgiften bedömer deltagarnas arbetsminne och lämpar sig även för att bedöma stressreaktioner på grund av permanent kognitiv belastning - vilket utgör en 'proxy' för en stressig arbetsuppgift i verkliga livet. Under n-back-uppgiften presenteras en prick sekventiellt på olika positioner i ett rutnät. Deltagarna instrueras att ange om den för närvarande presenterade punkten sammanfaller med den punkt som presenterades 3 försök tidigare för var och en av de presenterade punkterna. Under den 4 veckor långa exponeringsperioden genom infra-/ultraljud kommer deltagarna också att fylla i veckovisa frågeformulär, bedöma välbefinnande, allmänna hälsonivåer, psykiatriska och somatiska symtom, sömnkvalitet, huvudvärk och övergripande livskvalitet.