耳障りな音が人間の脳にとって耐えられないのはなぜですか？
すべてではないにしても、ほとんどの人は、車の警報が発するような耳障りな音に耐えるのが難しいと感じています。新しい研究では、これらの聴覚刺激にさらされている間に脳で何が起こるかを調べています。
カーアラーム、建設現場の音、さらには人間の悲鳴などの格子音は、主に不快であるため、無視することは不可能ではないにしても非常に困難です。
しかし、そのような音を聞いたとき、私たちの脳では何が起こりますか、そしてなぜ私たちはそれらがそれほど耐えられないと思うのですか？
これらは、スイスのジュネーブ大学とジュネーブ大学病院の研究者チームが最近の研究で答えることを目的とした質問です。
そもそもなぜこの問題が重要なのですか？彼らの研究論文で—ジャーナルに掲載されています ネイチャーコミュニケーションズ —研究者たちは、それがコミュニケーションの側面に結びついていると説明しています。
「コミュニケーションの第一の目的は、同種の[同じ種の個体]の注意を引くことです」と研究者は書いています。「受信機の感覚運動反応を最大化するために信号の顕著性を適応させることによって最適化できるプロセス」。
神経科学では、顕著性は同じ種類のアイテムとは一線を画す品質です。 「感覚的な顕著性を増幅し、受信者側で効率的な反応を確保するための一般的な戦略は、たとえば叫んだり叫んだりすることによって信号強度を上げることです」と著者は論文で述べています。
「しかし、音声レベルを上げると変化するパラメータは信号の大きさだけではありません。もう1つの重要な新しい機能は、粗さです。これは、高速で繰り返される音響トランジェントから生じる音響テクスチャです」と彼らは付け加えています。
したがって、彼らの研究では、科学者は最初に、人間の脳にとって「粗く」不快な音の範囲を確立しました。次に、これらのノイズが活性化する脳の領域を調べました。
ノイズが「耐えられなくなる」のはいつですか？
研究者らは、20歳から37歳までの27人の健康な参加者を募集し、そのうち15人は女性でした。研究者たちは、さまざまな実験のためにこれらの参加者のさまざまなグループと協力しました。
これらの実験のいくつかでは、研究者は参加者に0〜250ヘルツ（Hz）の周波数で繰り返し音を鳴らしました。彼らはまた、これらの音のいくつかが不快になったポイントを決定するために、徐々に短い間隔でこれらの音を再生しました。
「私たちは[…]参加者に、音が荒い（互いに区別できる）と感じたときと、滑らかであると感じた（1つの連続した単一の音を形成する）ときを尋ねました」と研究者の1人であるLucArnalは言います。
チームは、刺激が約130 Hzに達すると、音の粗さの上限が発生することを発見しました。 「この制限を超えると、周波数は1つの連続した音だけを形成するように聞こえます」とArnalは説明します。
荒い音がいつ不快になるかを正確に理解するために、研究者は参加者に、さまざまな周波数の音を聞いているときに、音を1から5までのスケールで評価するように依頼しました。5は「耐えられない」という意味です。
「耐えられないと考えられた音は、主に40〜80 Hzでした。つまり、赤ちゃんの音を含め、アラームや人間の悲鳴が使用する周波数の範囲でした」とArnal氏は述べています。
これらの不快な音は、人間が遠くから知覚できる音であり、私たちの注意を引くものです。 「そのため、アラームはこれらの高速反復周波数を使用して、アラームが検出され、注意を引く可能性を最大化します」とArnal氏は付け加えます。
聴覚刺激が25ミリ秒ごとよりも頻繁に繰り返されると、研究者は説明します。人間の脳はさまざまな刺激を予測できなくなり、無視できない連続的なノイズとして認識します。
耳障りな音は嫌悪の脳領域を引き起こします
研究者が脳の活動を監視して、脳がこれらのざらざらしたノイズを耐え難いものと感じる理由を正確に突き止めたとき、彼らは予期していなかった何かを見つけました。
「私たちは頭蓋内[脳波]を使用しました。これは、音に反応して脳自体の内部の脳活動を記録します」と共著者のピエール・メゲヴァンドは説明します。
研究者は、参加者が粗さの上限（130 Hz以上）を超える音、および参加者が特に不快と評価した制限内（40〜80 Hz）の音を聞いたときの脳活動を監視しました。
前者の状態では、研究者たちは、メゲヴァンドが観察するように、「従来の聴覚回路である」上部側頭葉の聴覚皮質のみが活動的になることを確認しました。
しかし、参加者が40〜80 Hzの範囲の音を聞くと、他の脳領域もアクティブになり、研究者は非常に驚きました。
「これらの音は、特に扁桃体、海馬、島、特に顕著性、嫌悪感、痛みに関連するすべての領域を求めています。これは、参加者が彼らを耐え難いものとして経験した理由を説明しています。」
リュック・アーナル
「脳がこれらの音を無視できない理由がついに理解できました。これらの周波数では特に何かが起こり、40Hzの音に対して非定型の脳反応を示す病気もたくさんあります。これらには、アルツハイマー病、自閉症、統合失調症が含まれます」とArnalは言います。
今後、研究者たちは、耳障りな音に反応する脳のネットワークについて、より詳細な研究を行うことを計画しています。彼らは、特定の音に反応して脳の活動を監視するだけで、特定の神経学的状態を検出できるかどうかを知りたいと考えています。
