Внутреннее ухо ловит инфразвук электричеством

Новый научный прорыв показал: люди способны слышать крайне низкие частоты, так называемый инфразвук, благодаря внутренней электрической магии уха, а не знакомой всем механике слуха. Исследование норвежского и британского учёных, Карлоса Хурадо и Торстена Марквардта, появилось в журнале Scientific Reports и объясняет, почему простое гудение вентилятора иногда сводит с ума — такие звуки могу ощущаться буквально кожей.

Немного теории. Инфразвук — это волны ниже 16 герц (Гц). Для сравнения: один Гц — это одна вибрация в секунду. Классически считается, что люди не слышат ниже 20 Гц. Но практика в очередной раз плюнула в теорию — если шум достаточно громкий, слышать инфразвук способны все (сначала удивляются, потом раздражаются).

Всю жизнь нам рассказывали, что ухо — хитрый микшер с улиткой. В улитке жидкость колышется от звуковых волн и толкает микроскопические волосковые клетки (они не чешутся, а принимают сигналы). В основании улитки ловятся высокие частоты, на самом кончике — самые низкие. Там даже есть отверстие, чтобы очень низкие волны просто гоняли жидкость туда-сюда, а гибкая перегородка не дергается. Вот только ниже 40 Гц этот принцип перестает работать: жидкость просто болтается, а волоски должны скажем так, "магически" ощущать звук.

Учёные доказали, что при частотах ниже 15 Гц слуховая граница людей идеально совпадает с физическим отклонением внешних волосковых клеток. Обычные внутренние волосковые клетки тут уже бессильны — они реагируют не на отклонение, а на скорость жидкости, а она при таких вибрациях слишком медленная.

Осталось головоломка: как же сигнал добирается до мозга? Тут включается подозрительная электрическая схема! Внешние волосковые клетки создают электрополе, которое напрямую активирует внутренние, даже если жидкость не двигается.

Для проверки гипотезы собрались две группы добровольцев: в первой — 11 человек 25-50 лет, во второй — 7 людей 23-50 лет. Сперва проверили, какую минимальную громкость слышат испытуемые на частотах 5, 15 и 30 Гц. Потом самое важное: когда звуковых волн от 4 до 16 Гц накрывают громким 500-герцовым тоном, инфразвук как будто исчезает — людям приходилось включать громкость на максимум, чтобы его уловить. Но этот же приём не работал для чуть более высоких частот — там 500 Гц ни на что не влияет: частотная заглушка действует точечно, потому что 500-герцовый сигнал "глушит" электрическое поле внешних волосков, а не хлопает механикой по ушам, как 140-герцовый.

Учёные смоделировали эту схему на компьютере. Имитация показала: электрических изменений от низких частот вполне хватает, чтобы запустить сигнал в мозг даже без движения жидкости, а минимальные громкости совпадают с экспериментом на людях.

В общем: инфразвук не так безобиден, как считалось — воспринимаем мы его явно, просто традиционные тесты на слух это игнорируют. Поэтому шум от ветряков или заводского оборудования режет человеческую нервную систему куда резче: электрическая подоплёка усиливает любой слабый инфразвук до раздражающей бури в голове.

Минусы: людей тестировали немного — 11 и 7 человек, напрямую электрическое поле в живой улитке никто не мерил (это практически невозможно без повреждений). Последствия — индивидуальная чувствительность к инфразвуку, возможно, связана с особенностями уха. Дальнейшие исследования обещают научить проектировщиков делать города и дома более человечными со звуковой точки зрения.