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Top 10 seltsame wissenschaftliche Entdeckungen über Ton
Im Labor kann der Lärm geradezu komisch und wunderbar werden. In der Außenwelt oft als selbstverständlich angesehen, verändern Schallwellen, Frequenzen und Musik das Gesicht der Wissenschaft.
Sie überholen die Technologie, zeigen unerwartete Fähigkeiten und zeigen sich an fremden Orten. Ton kann sich auch auf einer erstaunlichen Ebene mit dem menschlichen Gehirn vermischen. Heute werden wir die Top 10 der merkwürdigsten wissenschaftlichen Entdeckungen zum Klang aufdecken.
10 Es kann möglicherweise Anästhesie erklären
Die herkömmliche medizinische Überzeugung besagt, dass Nerven mit elektrischen Impulsen „sprechen“. Sie sind die Bahnen des Gehirns, die der Hand den Befehl geben, der Katze zu winken oder zu klopfen. Für Physiker machte das kaum Sinn. Thermodynamische Gesetze besagen, dass elektrische Impulse Wärme erzeugen, es gibt jedoch keine solche Erwärmung im menschlichen Körper.
Sie kamen mit einem kontroversen Vorschlag, Nerven übertragen keine Elektrizität. Stattdessen kommunizieren sie mit Schallwellen. Nicht jeder Wissenschaftler ist an Bord mit der Idee, aber dies könnte ein langjähriges medizinisches Rätsel erklären.
Anästhetika sind nicht neu, aber niemand weiß wirklich, wie sie es schaffen, alle Gefühle aus dem System zu schlagen. Nerven haben Membranen. Diese Hüllen müssen eine Temperatur ähnlich der Körperwärme einer Person aufrechterhalten, damit Schallimpulse ihre Nachrichten übertragen können. Genügend Anästhetika können die Temperatur verändern und Schallwellen während der Operation effektiv daran hindern, Schmerzsignale zu senden.
9 Das visuelle System kann hören
Während eines Experiments führte das Verhalten von Affen zu einer atemberaubenden Entdeckung. Sie waren darauf trainiert, ein Licht zu berühren, wann immer es auf einer Tafel erschien. Wenn der Fleck hell war, fanden die Affen es leicht. Gedimmt kämpften sie. Als jedoch ein kurzer Ton den schwachen Punkt begleitete, wiesen die Affen so schnell darauf hin, dass es nur eine Erklärung gab - das Gehirn kann den Ton verwenden, um zu sehen.
Dies zerstört die Neurowissenschaften, wie wir sie kennen. Früher glaubte man, dass die hörenden und visuellen Teile des Gehirns keine Verbindung zueinander haben. Ein Fokus der Studie, 49 visuelle Neuronen in den Gehirnen der Affen, bewies das Gegenteil.
In Gegenwart des lauten Low-Light-Spots verhielten sich die Neuronen so, als würden die Augen ein stärkeres Licht sehen, als es wirklich war. Die Reaktionszeit war so schnell, dass nur eine direkte Verbindung zwischen den auditiven und visuellen Bereichen des Gehirns möglich war.
Solche vernetzten sensorischen Fähigkeiten könnten hinter den Augen der Gehörlosen liegen und erklären auch, warum Blinde oft ein akutes Gehör entwickeln. Die Hirnregion eines verlorenen Sinnes unterstützt wahrscheinlich noch einen anderen Arbeitssinn.
8 Neue Art, Blut zu testen
Blutuntersuchungen sind von zentraler Bedeutung für die korrekte Diagnose des Zustands eines Patienten, sie sind jedoch nicht ohne Schluckauf. Die derzeitige Blutuntersuchungstechnologie kann zeitaufwändig sein, Proben beschädigen und eine Kontamination des Risikos verursachen. Es kann auch nicht leicht transportiert werden.
Vor kurzem hat eine neue Methode das alles geändert. Blut kann jetzt mit Schallwellen getestet werden und liefert ein schnelles und genaues Ergebnis. Wenn Wissenschaftler Informationen über den Zustand eines Patienten wünschen, suchen sie nach Exosomen. Zellen setzen diese winzigen Botenstoffe frei, die viele Informationen über die Gesundheit und Störungen des Körpers enthalten.
Die neue Technik trennt Zellen, Thrombozyten und Exosomen mit Tönen bei verschiedenen Frequenzen. Das Blut wird kurzzeitig dem akustischen Druck des Tests ausgesetzt, wodurch eine Beschädigung der Probe verhindert wird.
Die Anwendungen der Verwendung von Ton zur Blutuntersuchung halten lebensrettende Möglichkeiten. Eine schnellere Diagnose, Routineuntersuchungen für zuvor schwer erreichbare Organe und das Ersetzen der meisten Aufrufe für eine Biopsie gehören zu den Vorteilen. Eine der wertvollsten Möglichkeiten ist, dass der Test zu einem tragbaren Kit wird, das überall eingesetzt wird - von Krankenwagen bis zu isolierten Dörfern.
7 Die Antwort auf die Schwebe
Schwimmbegeisterte haben versucht, die Schwerkraft mit Magneten oder Lasern zu brechen. Die Antwort ist lautlos. Im Jahr 2014 entdeckte eine schottische Universität, dass die Schallpercussion möglicherweise einen Gegenstand heben könnte.
Die Druckwellen von Geräuschen erzeugen eine Kraft, wenn sie sich durch ein Medium bewegen - in diesem Fall Luft. Diese Kraft kann genutzt werden, um Levitation zu erzeugen. Sie konnten jedoch kein erfolgreiches Gerät erstellen.
Das Problem war ein Muster. Die Wellen mussten in einer bestimmten Reihenfolge ausgelöst werden, um die Schwerkraft aufzuheben. Unterschiedliche Drücke mussten gleichzeitig ausgeübt werden, um das Objekt aufrecht zu halten, sich in einer gewünschten Richtung zu bewegen. Dies erforderte eine immens komplizierte mathematische Lösung.
Vor kurzem benutzte eine andere Gruppe von Wissenschaftlern Software und schottische Daten, um das magische Muster zu finden. Sie fanden drei und bauten sogar ein erfolgreiches 3-D-Klangfeld mit 64 exquisit kleinen Lautsprechern auf.
Als akustisches Hologramm bezeichnete das Feld erfolgreich Styroporkugeln. Mit den drei verschiedenen Mustern waren die Forscher in der Lage, die Kugeln pinzettenartig zu umklammern, sie in einem Klangkäfig zu halten oder sie einem winzigen akustischen Twister fest im Auge zu halten.
6 Ton kann Feuer löschen
Zunächst weigerte sich die Fakultät der George Mason University in Virginia, an die Vision zweier Studenten zu glauben. Das Ingenieurspaar wollte Flammen mit Schallwellen unterdrücken. Frühere Forschungen zu diesem Thema hatten ihr Interesse am Wunsch geweckt, den ersten Feuerlöscher mit Hilfe von Ton zu entwickeln.
Da es sich nicht um Chemiker, sondern um Elektro- und Software-Ingenieure handelte, wurden sie weniger gehemmt als Unterstützung. Seth Robertson, 23, und Viet Tran, 28, machten trotzdem weiter, manchmal auf eigene Faust und unter Anleitung eines Professors.
Sie beseitigten schnell die Musik, wenn die Wellen zu unbeständig waren, um die Flammen zu stören. Die Idee war, das Feuer von seinem Nahrungssauerstoff zu trennen.Dies geschah schließlich, als das Feuer mit niedrigen Frequenzen von 30 bis 60 Hertz gezündet wurde.
Die Druckwellen erzeugten eine Leerstelle mit wenig Sauerstoff. So verhindert, dass die Flammen neu entfachen, starben die Flammen sofort. Bevor ein tragbarer Feuerlöscher hergestellt wird, der mit verschiedenen Brennstoffen und Feuergrößen arbeitet, ist noch mehr Arbeit erforderlich. Aber die Entdeckung öffnet die Tür für eine bessere Brandbekämpfung, die keine Giftstoffe hinterlässt wie herkömmliche Feuerlöscher.
5 Es verändert den Geschmack
Geräusche mit niedriger Frequenz löschen nicht nur Feuer. Sie bringen auch den bitteren Geschmack in Lebensmitteln hervor. Am anderen Ende der Skala fügen die Cousins mit höherer Frequenz einen Hauch von Süße hinzu.
Das Phänomen ist nicht vollständig verstanden, aber zahlreiche Experimente im Labor und in Restaurants bestätigten, dass Noten den Gaumen beeinflussen. Dies nennen die Forscher „modulierenden Geschmack“. Es scheint die Bitterkeit oder Süße von fast allem zu beeinflussen - vom Kuchen bis zum Kaffee.
Der ungewöhnliche Einfluss berührt die Geschmacksknospen nicht direkt. Stattdessen scheint es seine Magie im Gehirn zu wirken. Hohe oder tiefe Töne ändern die Vorliebe des Gehirns, sich entweder auf die süßen oder bitteren Qualitäten einer Mahlzeit zu konzentrieren.
Lärm kann auch das kulinarische Erlebnis negativ beeinflussen. Eine Studie fand 2011 heraus, dass Hintergrundgeräusche eine große Rolle spielten. Wenn es zu laut ist, werden die Menschen weniger Salz und Süße schmecken oder die Mittagszeit genießen. Dies erklärt, warum Rowdy-Restaurants eine Mahlzeit verderben können und warum Airline-Essen einen schlechten Ruf hat.
4 Datensinfonien
Mark Ballora wuchs in einem musikalischen Haushalt auf. Später, während seiner Doktorarbeit, interessierte er sich dafür, aus Daten Musik zu machen. Er wandte sich der Sonifikation zu, dem Vorgang, flache Daten in Schallwellen umzuwandeln.
In den nächsten zwei Jahrzehnten schuf Ballora Songs, die Daten mehrerer Studien enthielten. Dazu gehörten die Energie eines Neutronensterns, Körpertemperaturzyklen von arktischen Eichhörnchen, Sonnenbeben und tropische Stürme.
Bei der Erstellung einer seiner Symphonien macht sich Ballora zunächst mit den Informationen und dem Inhalt der Studie vertraut. Dann fügt er einen geeigneten Sound hinzu, der die Anzahl und die Art der Studie ergänzt.
Wirbelnde Geräusche machten einen tropischen Sturm aus. Als er den Sonnenwind in Musik verwandelte, war die Melodie „wechselnd und schimmernd“. Obwohl sie in der wissenschaftlichen Welt kein weit verbreitetes Instrument ist, hat die Sonifikation in der Astronomie einige Fortschritte gemacht.
Auf dem südafrikanischen Astronomischen Observatorium in Kapstadt hört die blinde Astrophysikerin Wanda Merced ihre Daten. Sie entdeckte, dass Sternexplosionen elektromagnetische Wellen erzeugen, wenn die Partikel des gewaltsamen Ereignisses Energie austauschen. Ihre sehenden Kollegen vermissten es völlig, weil sie nur die Diagramme betrachteten.
3 Cocktailparty-Effekt
Als die Forscher ein Phänomen namens "Cocktailparty-Effekt" verstehen wollten, wandten sie sich an Epilepsiepatienten. Die Patienten hatten etwas Wertvolles an der Oberfläche ihres Gehirns.
Die Aufnahmen sollten Anfälle aufspüren, aber sieben Patienten liehen ihre graue Substanz für die Cocktailstudie aus. Wenn sich jemand in einer sehr lauten Umgebung auf ein Gespräch konzentriert, spricht man von Cocktailparty-Effekt. Die Wissenschaftler wollten verstehen, wie der Verstand bei lauten Ablenkungen den Sinn für Sprache vermittelt.
Jede Person hörte die gleiche verstümmelte Aufnahme. Fast niemand verstand den Sprecher. Dann hörten sie sich eine klare Version des gleichen Satzes an, unmittelbar gefolgt von derselben verzerrten Zeile. Unglaublich verstand jeder die verstümmelte Stimme. Gehirntätigkeit zeigte, dass sie es nicht vortäuschten.
Während des ersten Tests (verstümmelt) blieben die Regionen für Klang und Sprache etwas inaktiv. Mit den folgenden Aufnahmen haben sie sich jedoch angesteckt. Wie sich herausgestellt hat, liegt die unglaubliche und blitzschnelle Plastizität des Gehirns hinter unserer Fähigkeit, Gespräche auf einer Party zu verfolgen.
Sobald es Wörter erkannt hatte, reagierte das Gehirn anders auf den zweiten verstümmelten Satz. Es schärfte die visuellen und auditorischen Systeme und verfeinerte sie, um Sprache zu lokalisieren und Geräusche herauszufiltern.
2 Rosa Rauschen
Der Begriff „weißes Rauschen“ steht bei Schlafstörungen manchmal für eine gute Nachtruhe. Seine Fähigkeit, die Ablenkung des Hintergrunds zu blockieren, während er leicht zu ignorieren ist - ein Fan von Fanatiken - hilft vielen, abzunicken. Mehrere unabhängige Studien fanden jedoch etwas Besseres für das rosa Schlafrauschen.
Weißes Rauschen ist ein Dauerton, während die hohen und tiefen Frequenzen des Rosas Oktaven mit identischer Leistung transportieren. Licht im gleichen Leistungsspektrum erscheint rosa, was dem Geräusch seinen Namen gab.
Das angenehme Geräusch von Wind, raschelndem Laub oder Regen auf das Dach kann die Gehirnaktivität verlangsamen. Infolgedessen ist der Schlaf tiefer und ruhiger. Chinesische Forscher stellten fest, dass 75 Prozent der Freiwilligen mit rosa Rauschen in einen besseren Schlaf gebracht wurden. Als sie tagsüber Nappel testeten, stiegen diejenigen, die in die Phase der besten Verjüngung eintraten, um 45 Prozent.
Für ältere Erwachsene könnte dies eine gute Nachricht sein. Das Altern führt zu fragmentiertem Schlaf, der für den Gedächtnisverlust verantwortlich ist. Ein amerikanisches Universitäts-Team steckte Einzelpersonen über 60 zusammen und stellte einige von ihnen rosa Schwingungen aus. Am Morgen erhielten sie einen Gedächtnistest. Diejenigen, die das rosafarbene Geräusch nie gehört haben, erlebten dreimal schlechter als die, die es taten.
1 Es gibt Menschen, die Sound hassen
Für diejenigen, die Pink Noise oder Rockkonzerte lieben, kann es unrealistisch sein, jemanden zu treffen, der sich nicht süss auspacken lässt. Wer schwitzt und Herzklopfen erleidet, wenn er gezwungen ist, das gedankenlose Klicken eines anderen Stiftes zu ertragen.
Obwohl einige denken könnten, dass solche Leute dies tun, entdeckten britische Wissenschaftler, dass Schallintoleranz eine echte Erkrankung ist. Es wird Misophonie genannt und rührt von einer Gehirnanomalie her.Ein Teil des Frontallappens ist bei Betroffenen kleiner und unterentwickelter als bei denen, die nicht daran denken, dass das Klopfen eines Sounds direkt aus der Hölle kommt.
Zwei Gruppen, Misophoniker und solche, die frei von dieser Erkrankung waren, hörten Geräusche zu, während Wissenschaftler ihre Gehirnaktivität untersuchten. Unangenehme Geräusche trieben die anterioren Insulars aller Freiwilligen an, unabhängig von der Gruppe, in der sie sich befanden. Diese Gehirnregion löst Emotionen und die Kampf- oder Fluchtreaktion aus.
Die Gehirne der Misophoniker reagierten jedoch intensiver auf körperliche Stresssymptome wie schnellen Herzschlag und Schweiß. Interessanterweise ist das vordere Insular direkt mit der strukturellen Abnormalität des Frontallappens verbunden.