红外线和超声波对大脑的影响

关于次声波和超声波对大脑的影响，一项先驱研究表明，暴露于听不见的次声波与多个大脑区域的神经活动变化有关，包括涉及听觉和情绪处理以及自主控制的区域。 这些发现表明，阈下次声可能具有致病作用。 研究还表明，低强度聚焦超声 (LIFU) 可调制 BOLD 信号。 然而，直到今天，超声波对听觉和其他大脑区域的影响仍广为人知。 关于低频噪声对（心理）健康和认知功能的不利影响，初步证据（由两篇评论总结）表明主要对睡眠、压力水平（主观和客观；即皮质醇水平）、头痛、疲劳、注意力集中、和记忆。 然而，这些评论没有明确解决可听见的低频噪声与不可听见的次声。

关于红外线和超声波对认知功能和幸福感的影响的研究尚处于起步阶段。 迄今为止发表的少数研究在应用方法和结果方面差异很大。 媒体一再报道有关个人患有“超声病”的故事，受影响的人会出现头痛、恶心和疼痛。 与这些主观描述一致，一篇评论文章表明，超声波暴露可能与体温过高、恶心、头痛、耳鸣和低血压以及神经兴奋性、刺激、记忆力问题以及注意力和学习困难有关，这表明不利超声暴露对（心理）健康和认知的影响。

尽管如此，也有迹象表明这些类型的声音有积极影响；一项研究表明，短暂的次声爆发可能对认知功能产生积极影响。 此外，该领域的先驱工作目前正在测试阿尔茨海默氏症患者的超声疗法。 看来，影响（正面与负面）可能变化很大；取决于频率、声压级和暴露时间；以及声音质量（混合可听和不可听与纯不可听）。 未来的研究需要明确定义这些变量，以便能够对效果做出明确的陈述。

本研究有望进一步阐明（听不见的）红外线和超声波对人脑连通性、结构和功能、相关认知功能和整体健康的长期影响。 这也可能导致关于现代人类生活环境的“噪音污染”的更复杂和基于事实的辩论。

书面同意的健康参与者将在夜间睡眠期间连续 28 天暴露于红外线或超声波下。 声源产生的声音至少比听力阈值低 10 dB。 这些来源旨在模拟日常生活中对红外线和超声波的暴露。 源的构建和校准由位于布伦瑞克的德国联邦物理技术研究所 (Physikalisch Technische Bundesanstalt; PTB) 的专家完成。 将按照标准化程序在参与者的卧室安装和测量声源，并在参与者的典型睡眠时间内发出 8 小时的声音。 N = 60 名参与者将被随机分配到以下四种情况之一：

1. 次声波（n = 20；频率 = 6Hz，声压 = 85dB）
2. 次声安慰剂 (n = 10)
3. 超声波 verum（n = 20；频率 = 22.4 kHz，声压 = 可变 +/- 10 dB）
4. 超声安慰剂（n = 10）； （单盲程序）。

首先，将对 18-40 岁的参与者进行资格筛选。 此外，将进行听力评估以确保所有参与者的正常听觉能力。 在声音暴露期之前和之后，参与者将使用心理和（神经）认知测试电池和问卷进行测试，以评估精神和躯体症状、幸福感和认知功能（特别是也代表日常认知挑战和评估的任务执行职能）； （T1，T2）。 此外，将通过问卷评估对声音（包括红外线和超声波）的敏感性和当前对不同声源（T1 和 T2）的暴露程度。 此外，还将进行磁共振成像 (MRI) 以阐明大脑的形态和功能变化（T1 和 T2）。 在扫描仪中，参与者将执行空间 n-back 任务。 该任务评估参与者的工作记忆，也适用于评估由于永久性认知负荷引起的压力反应 - 从而构成现实生活中压力工作任务的“代理”。 在 n-back 任务中，一个点按顺序出现在网格中的不同位置。 参与者被指示指出当前呈现的点是否与每个呈现的点之前呈现的 3 次试验的点一致。 在通过红外线/超声波进行的为期 4 周的暴露期间，参与者还将填写每周问卷，评估幸福感、一般健康水平、精神和躯体症状、睡眠质量、头痛和整体生活质量。