No laboratório, os sons tornam-se misteriosos e belos. O que muitas vezes é dado como certo no mundo exterior, transformando-se em ondas sonoras e frequências, muda as ideias científicas.
Aqui os sons mudam sua estrutura, revelam propriedades incríveis e são encontrados em lugares inesperados. O som também pode ter efeitos surpreendentes no cérebro humano. Hoje contaremos a vocês sobre dez descobertas científicas interessantes relacionadas ao som.
10. Os sons podem explicar o processo de anestesia
Tradicionalmente, na medicina, acredita-se que as células nervosas "conversam" umas com as outras por meio de impulsos elétricos. São canais de sinal por meio dos quais o comando é transmitido do cérebro para a mão para acenar com uma escova ou acariciar o gato. Isso não parece convincente para os físicos. As leis da termodinâmica afirmam que os impulsos elétricos devem gerar calor, mas isso não é observado no corpo humano. Os físicos propuseram outra hipótese: os nervos não transmitem eletricidade, mas ondas sonoras. Nem todos os cientistas concordam, mas isso pode explicar um antigo mistério médico.
Os anestésicos existem há muito tempo, mas ainda não há uma convicção firme de como eles conseguem diminuir a sensibilidade do corpo. As células nervosas possuem membranas. Para transmitir mensagens de áudio, eles devem estar em uma temperatura correspondente à temperatura normal do corpo humano. É possível que os anestésicos alterem a temperatura intracelular, tornando as membranas incapazes de transmitir ondas sonoras contendo sinais de dor.
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9. O sistema visual pode ser associado ao sistema auditivo
Outro experimento com macacos fez com que todos abrissem a boca. Os macacos foram treinados para tocar no ponto de luz toda vez que ele aparecesse no painel. Quando o ponto estava claro, os macacos faziam isso com facilidade; quando o ponto ficava escuro, os macacos começavam a ter dificuldade. No entanto, quando o aparecimento do ponto fraco foi acompanhado por um som agudo, os macacos o tocaram tão rapidamente que havia apenas uma explicação - o cérebro poderia usar o som para ver melhor.
Isso é contrário às idéias tradicionais sobre o sistema nervoso. Costumava-se pensar que as partes auditiva e visual do cérebro não estavam conectadas uma à outra. No entanto, a observação direcionada de 49 neurônios visuais em cérebros de macacos provou o contrário. Na presença de um sinal sonoro no ponto escuro, os neurônios se comportavam como se os olhos estivessem vendo uma luz mais brilhante do que realmente eram. O tempo de reação foi tão rápido que apenas a presença de uma conexão direta entre as partes auditiva e visual do cérebro poderia explicar isso.
Essa interconexão de sistemas sensoriais pode explicar a melhora da visão em surdos e a presença frequente de audição aguda em cegos. Uma área do cérebro que era anteriormente responsável pela propriedade perdida é redirecionada para outra área.
8. Novo método de análise de sangue
Os exames de sangue são a base para fazer um diagnóstico correto, mas são difíceis. As técnicas comuns de teste de sangue podem demorar muito, as amostras podem ser danificadas e existe o risco de infecção. Os laboratórios são difíceis de transportar.
Recentemente, surgiu um novo método que inverte tudo isso. O sangue agora pode ser testado com ondas sonoras e um resultado rápido e preciso é obtido. Quando os cientistas querem informações sobre a condição de um paciente, eles procuram exossomos. Esses minúsculos mensageiros secretados pelas células podem dizer muito sobre a saúde do corpo e seus distúrbios.
A nova técnica se baseia na separação de células, plaquetas e exossomos por meio de vibrações sonoras em diferentes frequências. O sangue fica exposto a vibrações acústicas por um período muito curto, o que evita danos à amostra.
O uso de som para análise de sangue oferece grandes possibilidades. Diagnóstico rápido, testes de órgãos antes difíceis de alcançar, recusa em muitos casos de uma biópsia previamente exigida são apenas algumas das vantagens. Um dos recursos mais valiosos é que os testes podem ser realizados com um kit portátil que pode ser usado em tudo, desde ambulâncias até aldeias isoladas.
7. Resposta à levitação
Os entusiastas da aeronáutica têm tentado superar a gravidade de todas as maneiras possíveis, de ímãs a lasers. Acontece que a resposta são ondas sonoras. Em 2014, a Universidade da Escócia descobriu que eles provavelmente poderiam ser usados para levantar objetos.
As ondas sonoras criam pressão no meio ambiente, no nosso caso, no ar. Essa pressão pode ser usada para criar levitação. No entanto, os cientistas não conseguiram criar um dispositivo funcional.
O problema acabou sendo tradicional. Para superar a gravidade, as ondas devem ser emitidas em uma ordem específica. Para manter um objeto em uma posição horizontal estacionária ou fazer com que ele se mova na direção desejada, é necessário que a pressão em todos os pontos seja a mesma. Isso requer cálculos matemáticos extremamente complexos.
Recentemente, outro grupo de cientistas usou software especial e dados de pesquisadores escoceses para criar um espécime mágico. Eles encontraram três combinações e até criaram com sucesso um campo sonoro tridimensional usando 64 minúsculos alto-falantes.
O campo, denominado "holograma acústico", mantém com sucesso as bolas de poliestireno no ar. Usando três combinações diferentes de sons, os pesquisadores foram capazes de fazer as bolas grudarem, pararem ou ficarem dentro de uma gaiola de vibrações sonoras.
6. O som pode extinguir o fogo
No início, os professores da George Mason University na Virgínia se recusaram a acreditar no sucesso de seus dois alunos. Dois futuros engenheiros decidiram extinguir a chama com ondas sonoras. Pesquisas anteriores sobre este assunto despertaram seu interesse e desejo de criar o primeiro extintor de som.
Como eram engenheiros eletrônicos e programadores, não químicos, a princípio receberam mais ridículo em vez de apoio. Mas Seth Robertson, de 23 anos, e Viet Tran, de 28, ainda continuaram seus testes, sob a orientação de um único professor e às vezes com seu próprio dinheiro.
Eles rapidamente abandonaram a música, pois as ondas estavam caóticas demais para apagar o fogo. A ideia principal deste método é bloquear o acesso ao fogo para alimentá-lo com oxigênio. Isso foi feito quando vibrações de baixa frequência na faixa de 30 a 60 hertz foram aplicadas ao fogo.
As vibrações sonoras criam uma área rarefeita com pouco oxigênio. A falta de oxigênio faz com que a chama se apague. Para criar um extintor de incêndio portátil, é necessário muito trabalho, você precisa testar o extintor em diferentes tipos de combustível e formas de ignição. Mas a abertura abre a porta para melhores meios de extinção que não deixem para trás toxinas como os extintores convencionais.
5. O som muda o gosto
Sons de baixa freqüência não apenas apagam incêndios. Eles também dão um sabor amargo à comida. No outro extremo da escala, suas contrapartes de alta frequência adicionam um pouco de doçura.
A razão para isso não é totalmente clara, mas vários experimentos em laboratórios e restaurantes confirmaram que os sons afetam o paladar. Os pesquisadores chamaram isso de "modulação do sabor". Os sons parecem adicionar amargor ou doçura a quase tudo, de bolos a café.
Este efeito incomum não afeta as papilas gustativas como tal. Os sons parecem influenciar a forma como o cérebro percebe as informações do sabor. As notas altas ou baixas da frequência fazem com que ele preste mais atenção ao sabor doce ou amargo da comida.
O ruído também pode afetar negativamente o apetite. Um estudo de 2011 mostrou que o ruído de fundo pode desempenhar um grande papel. Se for muito alto, as pessoas sentem menos sal e menos doçura e não gostam da comida. Isso explica por que restaurantes barulhentos podem ter comida ruim e por que as companhias aéreas têm má reputação nessa área.
4. Sinfonias de dados
Mark Ballora cresceu em uma família musical. Mais tarde, durante seus estudos de doutorado, ele se interessou em transformar informação em música. Ele assumiu a sonificação - a tradução de dados secos em ondas sonoras.
Nas duas décadas seguintes, Ballora criou canções que continham dados de vários estudos, incluindo a energia de uma estrela de nêutrons, os ciclos de temperatura corporal dos esquilos do Ártico, a radiação solar e as tempestades tropicais.
Ao criar a próxima sinfonia, Ballora primeiro se familiariza com as informações e o assunto da pesquisa. Em seguida, ele seleciona sons que correspondem aos números e à natureza do estudo.
Os sons rodopiantes correspondem a uma tempestade tropical. O vento solar, com música, criou uma melodia de "mudanças e oscilações". Embora isso não tenha se espalhado no mundo científico, a sonificação recebeu algum reconhecimento na astronomia.
No Observatório Astronômico da África do Sul na Cidade do Cabo, a astrofísica cega Wanda Merced ouve os dados recebidos. Ela descobriu que as explosões estelares produzem ondas eletromagnéticas quando as partículas trocam energia como resultado. Seus colegas videntes perderam porque olhavam apenas os gráficos.
3. Efeito de coquetel
Quando os pesquisadores decidiram estudar um fenômeno chamado "efeito coquetel", eles se voltaram para os pacientes com epilepsia, pois eles já tinham os objetos necessários para observar - eletrodos ao redor do cérebro.
Os eletrodos foram projetados para registrar a atividade cerebral durante as convulsões, mas sete pacientes concordaram em participar do estudo da festa. Está no fato de que em um ambiente muito barulhento, uma pessoa é capaz de se concentrar em uma conversa estritamente definida. Os cientistas queriam entender como o cérebro funciona em condições de interferência de ruído ativa.
Cada sujeito ouviu a mesma gravação em meio a ruídos, sem conseguir entender a fala do locutor. Eles então ouviram uma versão clara da mesma frase, seguida por outra gravação barulhenta. Incrivelmente, desta vez todos os sujeitos entenderam o palestrante. A atividade cerebral mostrou que eles não estavam fingindo.
Durante o primeiro teste (com uma gravação distorcida), as áreas do cérebro responsáveis pela audição e fala permaneceram inativas. Mas durante o resto das audições, eles funcionaram. Acontece que o motivo de nossa capacidade de acompanhar as conversas em uma festa barulhenta está na incrível plasticidade do cérebro.
Assim que o cérebro reconheceu as palavras, ele começou a reagir de maneira diferente à segunda frase distorcida. Ele ajustou os sistemas auditivo e de fala, o que lhe permitiu determinar a origem da fala e filtrar o ruído.
2. "Ruído rosa"
Entre as pessoas com insônia, o termo "ruído branco" às vezes é sinônimo de uma noite de sono repousante. A capacidade do cérebro de ignorar sons menores - como o ruído do ventilador - ajuda muitos a adormecerem. Mas vários estudos independentes mostraram que existe algo melhor para um sono reparador - o ruído rosa. “Ruído branco” é um som com potência uniforme em todas as frequências, enquanto “rosa” é uma mistura de sons em que a intensidade do sinal é inversamente proporcional à sua frequência. Uma luz em que as mesmas condições são atendidas aparece rosa, o que deu ao ruído um nome semelhante.
Sons agradáveis do vento, o farfalhar das folhas ou o som da chuva batendo em um telhado podem reduzir a atividade cerebral. Como resultado, o sono se torna mais profundo e repousante. Pesquisadores chineses descobriram que o "ruído rosa" acalma 75% dos voluntários. Quando testaram cochilos, eles descobriram que aqueles que dormiam até o ruído rosa recuperaram-se 45% melhor do que os outros.
Para os idosos, isso pode ser uma boa notícia. O envelhecimento leva à fragmentação do sono, responsável pela perda de memória. Um grupo da American University testou pessoas com mais de 60 anos, expondo algumas delas durante o sono ao "ruído rosa". Pela manhã, foi realizado um teste de memória. Aqueles que nunca foram expostos ao ruído rosa tiveram um desempenho três vezes pior.
1. Existem pessoas que odeiam som
Para aqueles que amam o ruído rosa ou concertos de rock, pode parecer irreal encontrar alguém que não consegue apreciar os sons doces. Aqueles que suam e sofrem de palpitações cardíacas ao ouvir certos ruídos.
Embora alguns possam pensar que essas pessoas estão fingindo, cientistas do Reino Unido descobriram que a intolerância ao som é um diagnóstico médico real. Essa doença é chamada de misofonia e está associada a uma anormalidade cerebral. Pessoas com essa condição têm lobos frontais menores e mais fracos do que qualquer outra pessoa.
Dois grupos de pessoas ouviram sons enquanto os cientistas estudavam sua atividade cerebral. No primeiro grupo havia portadores de misofonia, no segundo - não. Sons desagradáveis estimularam o lobo central do cérebro em todos os indivíduos, independentemente do grupo. Essa área do cérebro, entre outras coisas, é responsável pelas emoções e respostas a um desafio de luta.
No entanto, os cérebros dos misofônicos reagiram com mais intensidade e produziram sintomas físicos de estresse, como palpitações cardíacas e suor. Curiosamente, a atividade do lobo central depende diretamente da presença de anomalias no lobo frontal.
Traduzido por Dmitry Oskin
