En el laboratorio, los sonidos se vuelven misteriosos y hermosos. Lo que a menudo se da por sentado en el mundo exterior, transformándose en ondas sonoras y frecuencias, cambia las ideas científicas.
Aquí los sonidos cambian su estructura, revelan propiedades increíbles y se encuentran en lugares inesperados. El sonido también puede tener efectos sorprendentes en el cerebro humano. Hoy os contamos diez interesantes descubrimientos científicos relacionados con el sonido.
10. Los sonidos pueden explicar el proceso de la anestesia
norte
Tradicionalmente en la medicina, se cree que las células nerviosas "hablan" entre sí mediante impulsos eléctricos. Son canales de señales a través de los cuales se transmite la orden del cerebro a la mano para agitar un cepillo o acariciar al gato. Esto no suena convincente para los físicos. Las leyes de la termodinámica establecen que los impulsos eléctricos deben generar calor, pero esto no se observa en el cuerpo humano. Los físicos han propuesto otra hipótesis: los nervios no transmiten electricidad, sino ondas sonoras. No todos los científicos están de acuerdo, pero podría explicar un misterio médico de larga data.
Los fármacos anestésicos existen desde hace mucho tiempo, pero aún no existe una convicción firme de cómo logran reducir la sensibilidad del organismo. Las células nerviosas tienen membranas. Para transmitir mensajes de audio, deben estar a una temperatura correspondiente a la temperatura normal del cuerpo humano. Es posible que los fármacos anestésicos alteren la temperatura intracelular, haciendo que las membranas no puedan transmitir ondas sonoras que contienen señales de dolor.
Video promocional:
9. El sistema visual se puede asociar con el auditivo
Otro experimento con monos hizo que todos abrieran la boca. Los monos fueron entrenados para tocar el punto de luz cada vez que aparecía en el panel. Cuando la mancha estaba brillante, los monos lo hacían con facilidad; cuando la mancha estaba opaca, los monos comenzaron a experimentar dificultades. Sin embargo, cuando la aparición del punto débil fue acompañada por un sonido agudo, los monos lo tocaron tan rápido que solo había una explicación: el cerebro podía usar el sonido para ver mejor.
Esto es contrario a las ideas tradicionales sobre el sistema nervioso. Se solía pensar que las partes auditivas y visuales del cerebro no estaban conectadas entre sí. Sin embargo, la observación dirigida de 49 neuronas visuales en cerebros de monos demostró lo contrario. En presencia de una señal sonora en el punto oscuro, las neuronas se comportaron como si los ojos vieran una luz más brillante de lo que realmente veían. El tiempo de reacción fue tan rápido que solo la presencia de una conexión directa entre las partes auditiva y visual del cerebro podría explicar esto.
Esta interconexión de sistemas sensoriales puede explicar la mejora de la visión en los sordos y la frecuente presencia de audición aguda en los ciegos. Un área del cerebro que anteriormente era responsable de la propiedad perdida se redirige a otra área.
8. Nuevo método de análisis de sangre
Los análisis de sangre son la piedra angular para hacer un diagnóstico correcto, pero son difíciles. Las técnicas comunes de análisis de sangre pueden llevar mucho tiempo, las muestras pueden dañarse y existe el riesgo de infección. Los laboratorios son difíciles de transportar.
Recientemente, ha surgido un nuevo método que revierte todo esto. Ahora se puede analizar la sangre con ondas sonoras y se obtiene un resultado rápido y preciso. Cuando los científicos quieren información sobre la condición de un paciente, buscan exosomas. Estos pequeños mensajeros secretados por las células pueden decir mucho sobre la salud del cuerpo y sus trastornos.
La nueva técnica se basa en la separación de células, plaquetas y exosomas mediante vibraciones sonoras a diferentes frecuencias. La sangre está expuesta a vibraciones acústicas durante un tiempo muy breve, lo que evita daños en la muestra.
El uso de sonido para análisis de sangre ofrece grandes posibilidades. El diagnóstico rápido, las pruebas de órganos que antes eran difíciles de alcanzar, el rechazo en muchos casos de una biopsia previamente requerida son solo algunas de las ventajas. Una de las características más valiosas es que las pruebas se pueden realizar utilizando un equipo portátil que se puede utilizar en todo, desde ambulancias hasta pueblos aislados.
7. Respuesta a la levitación
Los entusiastas de la aeronáutica han intentado superar la gravedad de todas las formas posibles, desde imanes hasta láseres. Resulta que la respuesta son ondas sonoras. En 2014, la Universidad de Escocia descubrió que probablemente podrían usarse para levantar objetos.
Las ondas sonoras crean presión sobre el medio ambiente, en nuestro caso, sobre el aire. Esta presión se puede utilizar para crear levitación. Sin embargo, los científicos no pudieron crear un dispositivo que funcionara.
El problema resultó ser tradicional. Para vencer la gravedad, las ondas deben emitirse en un orden específico. Para mantener un objeto en una posición estacionaria horizontal o hacer que se mueva en la dirección deseada, es necesario que la presión en todos los puntos sea la misma. Esto requiere cálculos matemáticos extremadamente complejos.
Recientemente, otro grupo de científicos utilizó software especial y datos de investigadores escoceses para crear un espécimen mágico. Encontraron tres combinaciones e incluso crearon con éxito un campo de sonido tridimensional utilizando 64 altavoces diminutos.
El campo, llamado "holograma acústico", mantiene con éxito las bolas de poliestireno en el aire. Usando tres combinaciones diferentes de sonido, los investigadores pudieron hacer que las bolas se pegaran, se quedaran quietas o permanecieran dentro de una jaula de vibraciones sonoras.
6. El sonido puede extinguir el fuego
Al principio, los profesores de la Universidad George Mason en Virginia se negaron a creer en el éxito de sus dos estudiantes. Dos futuros ingenieros decidieron apagar la llama con ondas sonoras. Investigaciones anteriores sobre el tema despertaron su interés y deseo de encontrar el primer extintor de sonido.
Como eran ingenieros y programadores electrónicos, no químicos, al principio recibieron mayormente burlas en lugar de apoyo. Pero Seth Robertson, de 23 años, y Viet Tran, de 28, continuaron sus pruebas, bajo la guía de un solo profesor y, a veces, con su propio dinero.
Rápidamente abandonaron la música, ya que las olas eran demasiado caóticas para apagar el fuego. La idea principal de este método es bloquear el acceso al fuego para alimentarlo con oxígeno. Esto se hizo cuando se aplicaron al fuego vibraciones de baja frecuencia en el rango de 30 a 60 hercios.
Las vibraciones sonoras crean un área enrarecida con poco oxígeno. La falta de oxígeno hace que la llama se apague. Para crear un extintor de incendios portátil, se requiere mucho trabajo, debe probar el extintor de incendios con diferentes tipos de combustible y formas de encendido. Pero la apertura abre la puerta a mejores medios de extinción que no dejan toxinas como los extintores convencionales.
norte
5. El sonido cambia el gusto
Los sonidos de baja frecuencia no solo extinguen incendios. También dan a los alimentos un sabor amargo. En el otro extremo de la escala, sus contrapartes de alta frecuencia añaden un poco de dulzura.
La razón de esto no está del todo clara, pero numerosos experimentos en laboratorios y restaurantes han confirmado que los sonidos afectan el gusto. Los investigadores llamaron a esto "modulación del gusto". Los sonidos parecen agregar amargura o dulzura a casi todo, desde el pastel hasta el café.
Este efecto inusual no afecta las papilas gustativas como tal. Los sonidos parecen influir en la forma en que el cerebro percibe la información del gusto. Las notas altas o bajas de la frecuencia le hacen prestar más atención al sabor dulce o amargo de la comida.
El ruido también puede afectar negativamente el apetito. Un estudio de 2011 mostró que el ruido de fondo puede desempeñar un papel importante. Si es demasiado fuerte, las personas sienten menos sal y menos dulzura y no disfrutan de su comida. Esto explica por qué los restaurantes ruidosos pueden tener mala comida y por qué las aerolíneas tienen mala reputación en esta área.
4. Sinfonías de datos
Mark Ballora creció en una familia de músicos. Posteriormente, durante sus estudios de doctorado, se interesó por convertir la información en música. Se dedicó a la sonificación, la traducción de datos secos en ondas sonoras.
Durante las siguientes dos décadas, Ballora creó canciones que contenían datos de varios estudios, incluida la energía de una estrella de neutrones, los ciclos de temperatura corporal de las ardillas árticas, la radiación solar y las tormentas tropicales.
Al crear la próxima sinfonía, Ballora primero se familiariza con la información y el tema de la investigación. Luego, selecciona sonidos que coinciden con los números y la naturaleza del estudio.
Los sonidos arremolinados corresponden a una tormenta tropical. El viento solar, con música, creó una melodía de "cambios y parpadeos". Aunque esto no se ha generalizado en el mundo científico, la sonificación ha recibido cierto reconocimiento en astronomía.
En el Observatorio Astronómico de Sudáfrica en Ciudad del Cabo, la astrofísica ciega Wanda Merced escucha los datos recibidos. Descubrió que las explosiones estelares producen ondas electromagnéticas cuando las partículas intercambian energía como resultado. Sus colegas videntes lo pasaron por alto porque solo miraron los gráficos.
3. Efecto cóctel
Cuando los investigadores decidieron estudiar un fenómeno llamado "efecto cóctel", se dirigieron a los pacientes con epilepsia, ya que ya tenían los objetos necesarios para observar: electrodos alrededor del cerebro.
Los electrodos fueron diseñados para registrar la actividad cerebral durante las convulsiones, pero siete pacientes aceptaron participar en el estudio del cóctel. Se basa en el hecho de que en un entorno muy ruidoso, una persona puede concentrarse en una conversación estrictamente definida. Los científicos querían comprender cómo funciona el cerebro en condiciones de interferencia de ruido activo.
Cada sujeto escuchó la misma grabación en medio de ruidos, incapaces de entender el discurso del hablante. Luego escucharon una versión clara de la misma oración, seguida de otra grabación ruidosa. Increíblemente, esta vez todos los sujetos entendieron al hablante. La actividad cerebral mostró que no estaban fingiendo.
Durante la primera prueba (con una grabación distorsionada), las áreas del cerebro responsables de la audición y el habla permanecieron inactivas. Pero durante el resto de las audiciones funcionaron. Resulta que la razón de nuestra capacidad para seguir conversaciones en una fiesta ruidosa reside en la plasticidad increíble y ultrarrápida del cerebro.
Tan pronto como el cerebro reconoció las palabras, comenzó a reaccionar de manera diferente a la segunda oración distorsionada. Ajustó los sistemas auditivo y del habla, lo que le permitió determinar la fuente del habla y filtrar el ruido.
2. "Ruido rosa"
Entre las personas con insomnio, el término "ruido blanco" a veces es sinónimo de una noche de descanso reparador. La capacidad del cerebro para ignorar los sonidos menores, como el ruido del ventilador, ayuda a muchos a quedarse dormidos. Pero varios estudios independientes han demostrado que hay algo mejor para un sueño reparador: el ruido rosa. El "ruido blanco" es un sonido con potencia uniforme en todas las frecuencias, mientras que el "rosa" es una mezcla de sonidos en los que la intensidad de la señal es inversamente proporcional a su frecuencia. Una luz en la que se cumplen las mismas condiciones aparece de color rosa, que es lo que le dio al ruido un nombre similar.
Los sonidos agradables del viento, el susurro de las hojas o el sonido de la lluvia golpeando un techo pueden reducir la actividad cerebral. Como resultado, el sueño se vuelve más profundo y reparador. Los investigadores chinos encontraron que el "ruido rosa" adormece al 75% de los voluntarios. Cuando probaron las siestas, encontraron que aquellos que dormían con ruido rosa se recuperaron un 45 por ciento mejor que otros.
Para las personas mayores, esta puede ser una buena noticia. El envejecimiento conduce a un sueño fragmentario, que es responsable de la pérdida de memoria. Un grupo de la American University examinó a personas mayores de 60 años, exponiendo a algunas de ellas durante el sueño al "ruido rosa". Por la mañana se realizó una prueba de memoria. Aquellos que nunca han estado expuestos al ruido rosa se desempeñaron tres veces peor.
1. Hay personas que odian el sonido
Para aquellos que aman el ruido rosa o los conciertos de rock, puede parecer poco realista encontrarse con alguien que no pueda disfrutar de los dulces sonidos. Aquellos que sudan y sufren palpitaciones cardíacas cuando escuchan ciertos ruidos.
Si bien algunos podrían pensar que estas personas están fingiendo, los científicos del Reino Unido han descubierto que la intolerancia al sonido es un diagnóstico médico real. Esta enfermedad se llama misofonía y está asociada con una anomalía cerebral. Las personas con esta afección tienen lóbulos frontales más pequeños y débiles que los demás.
Dos grupos de personas escucharon sonidos mientras los científicos estudiaban su actividad cerebral. En el primer grupo había pacientes con misofonía, en el segundo, no. Los sonidos desagradables estimularon el lóbulo central del cerebro en todos los sujetos, independientemente del grupo. Esta área del cerebro, entre otras cosas, es responsable de las emociones y las respuestas a un desafío para luchar.
Sin embargo, los cerebros de los misofónicos reaccionaron más intensamente y produjeron síntomas físicos de estrés como palpitaciones y sudoración. Curiosamente, la actividad del lóbulo central depende directamente de la presencia de anomalías en el lóbulo frontal.
Traducido por Dmitry Oskin
