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举个栗子:为什么我们受不了指甲刮黑板的声音?

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举个栗子:为什么我们受不了指甲刮黑板的声音?

指甲刮过黑板发出尖锐的声音。这种尖锐的噪音常让人不寒而栗,但专家从未解释清楚为何会如此。最新的研究发现这是由下列两个因素导致的:噪音的来源,以及我们耳道结构。

人们已经知道噪音中让人痛苦的部分似乎处于人类听力频率范围的中间区域。但是科学家并没有确定是究竟是哪些频率,也没有解释为什么这些声音会让人感到刺耳。为此,德国科隆宏观媒体传媒大学的音乐学家以及维也纳大学的研究者让试听者在听力测试中给声音评级。在一系列声音当中最让人感到无法忍受的当属手指甲刮过黑板、粉笔摩擦石板,以及摩擦聚苯乙烯泡沫塑料和用叉子刮盘子等尖锐刺耳的声音。

接下来研究人员通过消除或减弱各个频率范围修饰了手指甲和粉笔的录音。同时,他们也通过选择性的移除有音调的部分以及刮擦声、鸣叫声、噪声来对声音进行修饰。一部分试听者被告知声音的真实来源,而另一部分试听者被告知声音是当代音乐作品的一部分。然后让试听者对声音的舒服程度进行评级,与此同时研究人员测量试听者的生理指标:心率、血压、以及皮肤的导电性。

当试听者听到他/她在认为是不舒服的声音时,皮肤的导电性有了很大的变化。这表明,恼人的声音确实会引起可测量到的生理反应。更令人惊奇的是,这种令人不愉快的声音频率在人们的讲话中很常见。人们讲话的频率范围是150Hz到7000Hz,而令人不愉快的声音频率范围是2000Hz到4000Hz。去除这些令人不愉快的频率后,声音更容易被接受。完全去除声音中有音调的部分,也使得试听者觉得声音听起来更舒服;而去除其他频率的声音或是去除声音中噪声、刮擦声的部分则没什么太大影响。

对声音评级还取决于试听者认为声音的来源是什么。比如指甲刮黑板的声音,如果受试者以为这种声音是来自于音乐作品,则他们的感觉会比明确知道这就是指甲刮黑板的声音的受试者要更加舒服些。

另一方面,人类耳道的外形结构可能是导致不舒服感的原因。以前的研究显示,耳道会放大某些频率,包括频率范围在2000Hz至4000Hz的声音。比如从黑板上发出的刺耳的声音就可以在我们的耳道内被放大到产生不舒服影响的程度。

研究人员发现,人类对尖锐的高音特别厌恶,是因为杏仁体对上述音频难以忍受,传达出痛苦信息给听觉皮层,进而让人感到头皮发麻,甚至全身起鸡皮疙瘩,排斥这类刺耳声音。

杏仁体是大脑颞叶内侧左右对称分布的两个形似杏仁的神经元聚集组织,是基底核的一部分,位于侧脑室下角前端上方。杏仁体是大脑边缘系统的皮质下中枢,有调节内脏活动和产生情绪的功能。

《神经科学学报》曾报告说,指甲刮黑板或玻璃的音频与尖叫声和新生儿的哭声均处于2000赫兹至5000赫兹之间。新生儿的哭声往往让父母无所适从,很可能是人类进化过程中生成的古老生存本能,以确保新生儿不被忽视。

(答案整理自果壳网、科学公园)


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