Scienza "franca": la scienza del suono nella mente e nel corpo

Nel secondo episodio di Frangia La terza stagione, Walter, Peter e Fauxlivia sono chiamati a indagare su una scena del crimine che, in superficie, sembra essere una rapina, salvo alcuni dettagli minori: i ladri sono ancora in casa, sono congelati in un tipo di trance, e qualunque cosa stessero cercando di rubare è andata.

La squadra scopre che l'oggetto rubato è una scatola che emette un suono, mette chiunque a portata d'orecchio in una traccia e poi, alla fine, li uccide. L'uomo che l'ha rubato era sordo, il che spiega il motivo per cui non è stato colpito. Sparando una pistola vicino alle orecchie di Peter, Walter temporaneamente lo assorda, il che gli permette di trovare la scatola e di disabilitarla.

Non ci sono scatole musicali killer del mondo reale che abbiano la capacità di metterci in uno stato catatonico prima di ucciderci (almeno, per quanto ne sappiamo), ma il suono ha effetti profondi sul nostro cervello e sul nostro corpo.

Il cervello

Sebbene sia molto lontano da una macchina per uccidere sonici, uno degli esempi più interessanti (e alquanto misteriosi) dell'effetto del suono sul cervello è la musica.

Nel suo libro Questo è il tuo cervello per la musica, Daniel J. Levitin spiega la nostra interpretazione del suono in termini semplici, dicendo: "Il suono viene trasmesso attraverso l'aria da molecole che vibrano a determinate frequenze. Queste molecole bombardano il timpano, facendolo oscillare dentro e fuori a seconda della forza con cui lo colpiscono (in relazione al volume o all'ampiezza del suono) e alla velocità con cui vibrano (in relazione a ciò che chiamiamo intonazione)."

Continua spiegando come i nostri cervelli decifrano le informazioni uditive per determinare da dove provengono i suoni e cosa intendono, e come e perché i clacson delle auto potrebbero renderci allerta mentre le note lunghe e lente possono calmare.

Abbiamo ulteriormente abbattuto il nostro cervello e la nostra musica, sottolineando che la struttura delle canzoni è una parte importante di ciò che colpisce i nostri cervelli in modo così profondo da creare una risposta fisica. Il segreto? Stress.

La struttura della canzone e il significato che mettiamo dietro certe canzoni possono suscitare reazioni potenti mentre quelle molecole bombardano i nostri timpani, dandoci pelle d'oca, mani sudate e persino una scarica di dopamina.

Levitin espande l'idea della struttura, dicendo:

"Forse l'ultima illusione nella musica è l'illusione della struttura e della forma. Non c'è nulla in una sequenza di note che crei le ricche associazioni emotive che abbiamo con la musica, niente di una scala di accordo o una sequenza di accordi che ci porta intrinsecamente ad aspettarci una risoluzione. La nostra capacità di dare un senso alla musica dipende dall'esperienza e dalle strutture neurali che possono imparare e modificarsi all'interno di ogni nuova canzone che ascoltiamo, e con ogni nuovo ascolto di una vecchia canzone."

Il corpo

Sebbene il suono abbia il potere di influenzare il nostro cervello così profondamente da suscitare una risposta fisica, l'effetto che il suono può avere sul nostro corpo è completamente diverso. Qui non stiamo parlando di una risposta neurologica che diventa fisica, ma del grado in cui frequenza e volume possono influenzarci a livello fisiologico.

In un estratto dal suo libro The Universal Sense: How Hearing Shapes The Mind è apparso su Scienza popolare, Seth S. Horowitz parla degli effetti fisiologici che il suono può avere sui nostri corpi. Più specificamente, affronta infrasuoni, o la questione se le armi acustiche siano o meno teoricamente valide.

L'infrasuono è un suono a bassa frequenza inferiore a 20 Hz, il che significa che non rientra nell'intervallo dell'udito umano. Horowitz sottolinea che questo suono - come qualsiasi altro tipo di suono avrà effetti potenti una volta in intervalli di decibel alti (140 dB e oltre). Sebbene smentisca l'esistenza di alcuni seri studi sul suono di un ricercatore francese di nome Vladimir Gavreau, spiega che l'infrasuono ha caratteristiche che non lo escludono completamente come arma.

"La bassa frequenza del suono infrasonico e la sua corrispondente lunghezza d'onda lunga lo rendono molto più capace di piegarsi o penetrare nel tuo corpo, creando un sistema di pressione oscillante", afferma Horowitz. "A seconda della frequenza, le diverse parti del tuo corpo risuonano, il che può avere effetti non uditivi molto insoliti."

Usa l'esempio dei tuoi bulbi oculari, che risuonano a 19Hz. Se dovessi sederti di fronte a un subwoofer che suona un tono a 19Hz e portarlo a 110 dB, potresti iniziare a vedere cose davvero bizzarre: luci colorate e forse figure oscure. Anche a volumi relativamente normali, i tuoi bulbi oculari inizieranno a contrarsi a quella frequenza.

Non sono solo i nostri occhi, però. I nostri maldestri contenitori di carne hanno tutti i tipi di frequenze di risonanza. I nostri teschi (meno la carne e il cervello), ad esempio, hanno risonanze acustiche a 9 e 12kHz, 14 e 17kHz e 32 e 38kHz. Per la maggior parte, queste frequenze non richiedono apparecchiature altamente specializzate da emettere. Quindi potrebbero essere usati come un'arma per far esplodere la testa di qualcuno?

Teoricamente, forse, ma non per niente praticamente. Per un teschio che è cervello e tutto, le cose cambiano.

"Infatti, quando una testa umana vivente è stata sostituita da un cranio secco nello stesso studio", dice Horowitz, "il picco di risonanza a 12kHz era inferiore di 70 dB, con la risonanza più forte ora a circa 200Hz, e anche quella inferiore di 30 dB della più alta risonanza del cranio secco. Probabilmente dovresti usare qualcosa nell'ordine di una sorgente da 240 dB per far risuonare la testa in modo distruttivo, ea quel punto sarebbe molto più veloce colpire la persona con l'emettitore e farla finita."

Solo per illustrare, la camera di prova acustica altamente specializzata del Goddard Space Flight Center della NASA è in grado di produrre suoni fino a 150 dB per test di suono severi come quello somministrato al James Webb Space Telescope. Quindi 240 dB? È pazzesco. Non esattamente qualcosa che potremmo essere in grado di inserire in una sound box killer.

Anche così, è abbondantemente chiaro che il suono può avere effetti incredibili sul nostro corpo, anche se i suoni sembrano silenziosi.