Чувства: Нейробиология сенсорного восприятия - Роб Десалл

При осмотре NHANES использовался стандартизированный тест, так называемый тест Ромберга, позволяющий выявить нарушения в функциях вестибулярного аппарата при помощи определенных поз. У теста Ромберга есть подтвержденные недостатки, но все же он может многое сказать о чувстве равновесия индивида. Тест очень простой. Испытуемого просят встать прямо, а затем закрыть глаза. Если испытуемый падает, то результат теста положительный. В 1846 году, когда Фридрих Ромберг разработал этот тест, положительный результат был признаком поражения нервной системы. Но падения опасны для здоровья человека, и по прошествии времени тест немного изменили: первоначальный вариант модифицировался в тот, который теперь полиция предлагает подозреваемым, пытаясь определить их состояние опьянения.

Исследование NHANES показало, что нет никаких «избранных» этнических групп с чувством равновесия, развитым лучше, чем у других. Никак с этой точки зрения не отличаются и представители разных полов, курильщики и некурящие, люди с гипертонией и без нее. Как ни странно, люди со средним образованием набрали на 40 % больше баллов по тесту Ромберга, чем люди без дипломов. Кроме того, диабетики показали результаты на 70 % хуже, чем люди, незнакомые с этим заболеванием, поэтому им диагностировали вестибулярную дисфункцию. Можно предположить, что обладатели дипломов в среднем читают больше, да и диабет, как известно, вызывает проблемы с глазами. Так, вероятно, эти два коррелята – диплом и диабет – объясняются каким-то феноменом зрения? Только вот установление причинно-следственных связей – это совсем другая история.

Как показало исследование, вестибулярная дисфункция прогрессирует с возрастом, причем нелинейно. Люди от пятидесяти до пятидесяти девяти лет в два раза чаще молодых проваливают тест на равновесие, а вот те, кому за восемьдесят, – уже в двадцать пять раз. И тогда совсем неудивительно, что выявляется корреляция между провалом теста Ромберга и падениями. На деле у нас все не так плохо с чувством баланса, да к тому же этот навык можно натренировать. Но к сожалению, с возрастом мы теряем и хватку, и равновесие: вероятно, со временем наш вестибулярный аппарат просто изнашивается.

При старении организма неизбежно ухудшается и слух, но у всех это проявляется по-разному. Слуховое восприятие начинается с уха: звуковые волны вначале попадают во внешнее ухо, а затем проходят в среднее ухо и внутреннее. Строение среднего и внутреннего уха предназначено для распознавания определенных характеристик звуковых волн и передачи их в мозг, где те интерпретируются и воспринимаются как разные звуки.

Все волны имеют две основные физические характеристики: высоту, или амплитуду, и частоту. Понаблюдайте за волнами в океане или собственной ванне: чем сильнее воздействие Луны, тем выше прилив; чем сильнее вы толкаете воду, тем выше волна, то есть амплитуда. Затем приглядитесь: волна за волной накатывают на берег… С какой периодичностью? Эта характеристика зависит от частоты, с которой генерировалась волна. Чем ближе друг к другу гребни волн, тем выше частота. Если волны идут медленно – частота низкая. Те же принципы применимы и к звуковой волне, разве что вместо воды там вытесненный воздух.

Чтобы понять, как наши уши воспринимают звук, нужно рассмотреть три его характеристики: интенсивность, высоту и тон. Интенсивность связана с амплитудой, или высотой волны, а высота – с частотой волны. Вопрос тона немного сложнее. Большинство источников не издают чистых звуков, это означает, что от одного источника исходят волны разных частот. Тон как раз связан с чистотой источника: к примеру, если все три инструмента в музыкальной группе имеют одинаковую высоту или частоту, тон звука будет более чистым. Группа, издающая звуки с разной частотой, по звучанию будет сильно отличаться от группы с более равномерным тоном. Обратите внимание, я избегаю оценочных суждений и не утверждаю, что какой-то из двух тонов – чистый (три инструмента играют на одной частоте) или смешанный (три разные частоты) – приятнее, чем другой. Мозг каждого человека интерпретирует тона по-своему: один наслаждается какофонией звуков, другой такое на дух не переносит.

Диапазон слуха человека насчитывает четыре порядка герц (20 Гц – 20 000 Гц; см. вставку 1.3), но лучше всего мы слышим в диапазоне от 1000 до 4000 Гц (рис. 7.2). Звуки с этой частотой относительно высокие. В этом диапазоне поют на сцене и толкают речи с трибун, но другие звуки, которые мы обрабатываем, все же находятся за его пределами.

Рис. 7.2. Диапазон звуков в Гц, включая частоты, воспринимаемые человеком

Когда Мэрайя Кэри в свистковом регистре заканчивает песню Emotions, она берет ноту соль четвертой октавы (G7) на частоте 3135,96 Гц. Даются ей и низкие ноты в 82,41 Гц. Чтобы было лучше понятно, поясню: тот раздражающий звук тестового сигнала, который ежемесячно можно услышать, когда радиостанции запускают проверку системы аварийного оповещения, и который может разбудить даже мертвого, составляет ровно 1000 Гц. В нижней части нашего диапазона, на 20 Гц, мы слышим вибрирующие звуки, такие как гудение ветра, прорывающегося через приоткрытое окно ускоряющегося автомобиля. Наверху, на отметке 20 000 Гц, расположились странные, пронзительные звуки, напоминающие тонкий свист. Мэрайя Кэри хоть и впечатляет, но все же далека от таких рекордов, зато она – живое воплощение человеческих возможностей по высоте тона: диапазон ее голоса – целых пять октав!