Живые организмы испускают ультразвук

А Вы слышали, что очень многие живые существа, в том числе и человек, испускают ультразвук? И это – не только летучие мыши, дельфины, грызуны, пчелы, киты и т.п., а, оказывается, очень многие животные. Оказывается, люди и многие другие животные общаются не только при помощи «обычных» (слышимых) звуков, но и ультразвуков. Ученые называют это явление ультразвуковой вокализацией.

Так, исследователи выяснили, что мыши выдают ультразвук в диапазонах частот 20-30 кГц и 45-60 кГц. Для кроликов, мини-свиней и хомяков характерна ультразвуковая вокализация с частотами 20-25 кГц, в меньшей же степени – 35 кГц; также хомяки способны излучать ультразвук примерно в диапазоне 55 кГц. Основная частота ультразвуковых вокализаций таких животных, как макаки резусы, крысы, морские свинки лежит в пределах 30-50 кГц, имея максимум, равный 37-42 кГц.

Термин "вокализация" означает испускание звука. В данном случае - ультразвука.

Для человека, по результатам исследователей, характерны частоты 20, 45 и 55 кГц. Также имеется некоторое плато в районе 60…80 кГц. Диапазон человеческого ультразвука 20-30 кГц характеризует дистрессорное состояние, тогда как 50-55 кГц характеризуют, в зависимости от перераспределения характеристик спектральной плотности мощности, комфортное или дискомфортное состояние.

Как действует ультразвук на живой организм

Считается, что при уровне до 1-2 Вт/см² ультразвук активизирует обменные процессы в живых органах и тканях, способен повышать качество кровоснабжения. Тогда как при более высоких уровнях, напротив, может наблюдаться разрушение белков клеток, глюколипопротеидов. Это даже используется в хирургии для локальных воздействий на ткани организма.

Для чего ультразвук используется животными?

Считается доказанным, что дельфины, летучие мыши чаще всего реагируют на звуки, издаваемые особями того же вида, а меньше всего – на звуки, издаваемые особями другого вида. Следовательно, эхолокация у них является средством не только для ориентации в пространстве, но и для передачи зоосоциальной информации, т.е. для взаимодействия между особями.

Какие частоты воспринимаются разными живыми существами?

Надо сказать, что этот вопрос исследован, пожалуй, в зачаточном состоянии (если говорить об информации, имеющейся в открытом доступе). Так, официально считается, ультразвук с частотами более 20 кГц недоступен уху человека. Однако, есть научные данные, свидетельствующие о том, что люди все-таки способны слышать звуки частотой даже более 20 кГц. Тогда как собаки вполне хорошо слышат звуки до 44…70…90 кГц. Крысы слышат ультразвуки до 72 кГц, летучие мыши – до 115 кГц, слоны – до 12 кГц.

В каких диапазонах ультразвуковых частот «разговаривают» люди?

Ультразвуковая вокализация человека:
А – график спектральной мощности (СПМ).
В – распределение числа случаев обнаружения ультразвука.

Источник: Каркищенко Н.Н., Фокин Ю.В., Сахаров Д.С., Каркищенко В.Н., Капанадзе Г.Д., Чайванов Д.Б. Ультразвуковая вокализация и ее информативные параметры у животных и человека // Биомедицина. 2011. № 1. С. 4-23.

В научной литературе имеются следующие данные, приведенные на рисунке.

Характерно, что наблюдается определенное сходство с аналогичными картинами ультразвуковой вокализации как у человека, так и у разных животных. А именно, профиль СПМ человека совпадает в диапазоне 20-30 кГц с таковыми изменениями у мышей, хомяков, кроликов и мини-свиней. В то же время отдельные элементы графиков СПМ у крыс, морских свинок, обезьян совпадают с СПМ УЗВ человека в диапазоне около 40 кГц. Также у человека и животных имеются совпадения в диапазоне около 60 кГц.

Что это? То ли результат определенного сходства, одинаковости физиологических процессов, лежащих в основе испускания ультразвука… то ли средство общения разных живых организмов между собой (возможно, утерянное человеком в силу развития цивилизации или иных причин).

Характерно, что, согласно результатам исследований, вполне существуют люди, способные испускать ультразвук даже на частотах, равных 100 кГц. Правда, остается открытым вопрос, слышат ли они его. На данный момент считается, что, мол, предел слышимости для человека составляет 20…25 кГц. Однако, некоторые исследования опровергают эти цифры, определяя предел слышимости в 40 кГц и даже более.

Кто из животных мощнее «звучит» в ультразвуке?

По данным исследователей, можно привести следующий рад, в порядке убывания мощности:

морские свинки → мини-свиньи →кролики → обезьяны → крысы → хомяки → человек → мыши.

Иными словами, морские свинки издают небольшое количество ультразвуковых сигналов в состоянии спокойного бодрствования, но они – наиболее мощные. А ультразвуковая вокализация мышей в сходном состоянии практически не выражена или отсутствует. У людей звучание ультразвуком сильнее проявляется в процессе физической и психоэмоциональной нагрузки.

Как у человека, так и у других животных зафиксировано, что в зависимости от настроения издаются ультразвуки разных частот. Для человека, к примеру, в плохом настроении свойственны ультразвуки в диапазоне 20…30 кГц, а в хорошем – до 50 кГц. В самом деле, как тут ни скажешь о приподнятом (в данном случае, по частоте) настроении.

Есть такое понятие «быть на одной волне»

Иной раз можно услышать от кого-то, что, мол, мы с ним(ней) – на одной волне. Зачастую люди не могут объяснить, какую такую волну они имеют в виду. Однако, практически каждый понимает эту фразу достаточно явственно. Так, может, как раз в том и дело? Не об ультразвуковой ли волне идет речь в подобных случаях?

Не об этих ли вибрациях говорят практики медитаций, экстрасенсы и т.д.?

Среди последователей буддизма, медитации, оккультизма, йоги и иных аналогичных практик можно встретить многочисленные свидетельства того, что они испытывают и/или ощущают вибрации - свои или чужие. Собственно, литература по магии, оккультным наукам, восточным учениям полна обсуждений неких "вибраций". Понятно, что не имея научного инструментария (да и не испытывая в нем потребности), последователи-практики, не мудрствуя лукаво, просто называют свои ощущения "вибрациями", не вдаваясь в их изучение. Вполне возможно, что такие вот вибрации и представляют собой ультразвук, испускаемый или улавливаемый человеком. Возможно, для повышения чувствительности к вибрациям живому организму необходимо прийти в определенное физиологическое состояние. Также возможно, что все это уже давным-давно исследовано в секретных государственных лабораториях.

А еще – при помощи ультразвука можно лечить целлюлит

По крайней мере, это следует из патента на изобретение RUS 2389471 11.03.2004, автор Торбати Э.

Ну, а компании Sony Corporation и Sony Electronics даже решили запатентовать метод и систему для введения информации в мозг человека путем ультразвука. У тех, кто опасается негласного воздействия на мышление, сознание, психику, вроде бы, появился повод для опасений. В самом деле, предметом изобретения являлись метод и устройства для стимуляции фокусированным ультразвуком определенных участков мозга человека, чтобы вызывать различные ощущения, от слуховых и зрительных до вкусовых. Излучатели ультразвука находятся внутри шлема, повторяя его конфигурацию, и контактируют с тканями головы. Ультразвуковые импульсы, по мнению авторов патента, должны изменять состояние нейронных полей, заставляя пользователей испытывать тактильные ощущения, чувствовать запахи, слышать звуки, наблюдать графические образы, заранее синтезированные компьютером.

Однако, пресссекретарь компании Sony Electronics заявила (New Scientist Magazine, вып. 2494, 7 April 2005. P. 10), что этот патент чисто умозрительный, поскольку каких-либо экспериментов в данном направлении компанией не проводилось. Этот патент был получен “в расчете, что когда-нибудь такая технология действительно появится”.  

Dawson T.P. Method and system for generating sensory data onto the human neural cortex / Sony Corporation (Tokyo, JP); Sony Electronics, Inc. (Park Ridge, NJ) United States Patent 6536440. March 25. 2003.

см. также Гаврилов Л.Р., Цирульников Е.М. Фокусированный ультразвук как средство введения человеку сенсорной информации (обзор) // Акустический журнал. 2012. Т. 58. № 1. С. 3.

Так что даже если есть какой-либо патент, это еще не означает, что соответствующая технология уже разработана и может быть применена. Впрочем, повторимся, не факт что подобных исследований не проводилось соответствующими тематическими секретными лабораториями (уж в наш-то XXI век широчайшего, иначе не скажешь, развития технологий и возможностей науки). Если уж исследуют не только наличие жизни на Марсе, а вообще все-все, что только возможно исследовать. Возможно, компания - автор этого патента, как-то узнав о подобных исследованиях, решила, в самом деле, на всякий случай, запатентовать технологию, в качестве задела на будущее. Ведь не стала бы компания патентовать совсем уж нереальные вещи... Все-таки, патентование требует финансовых расходов.

Литература

1. Каркищенко Н.Н., Фокин Ю.В., Сахаров Д.С., Каркищенко В.Н., Капанадзе Г.Д., Чайванов Д.Б. Ультразвуковая вокализация и ее информативные параметры у животных и человека // Биомедицина. 2011. № 1. С. 4-23.
2. Акопян В.Б., Ершов Ю.А. Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана. – 2005. – с. 224.
3. Фокин Ю.В., Каркищенко В.Н. Вокализация крыс в ультразвуковом диапазоне как модель оценки стрессового влияния обездвиживания, электрокожного раздражения, физической нагрузки и фармакодинамики лекарств // Биомедицина. – 2010. – № 5. – с. 17-21.
4. Gourbal B.E.F., Barthelemy M., Petit G., Gabrion C. Spectrographic Биомедицина № 1, 2011 22 analysis of the ultrasonic vocalizations of adult male and female Balb/c mice // Naturwissenschaften. – 2004. – 91:381-385.
5. Groenink L., Verdouw P.M., Ruud van Oorschot, Olivier B. Models of Anxiety: Ultrasonic Vocalizations of Isolated Rat Pups // Current Protocols in Pharmacology, UNIT 5.18 / http://www.currentprotocols. com/protocol/ph0518?quicktabs_cp=toc, December. – 2008.
6. Hashimoto H., Moritani N., Aoki-Komori S., Tanaka M., Saito T.R. Comparison of ultrasonic vocalization emitted by rodent pups // Exp Anim., –2004. – 53:409-416.
7. Knutson B., Burgdorf J., Panksepp J. Ultrasonic vocalizations as indices of affective states in rats // Psychol Bull. – 2002. – 128:961-977.
8. Portfors C.V. Types and functions of ultrasonic vocalizations in laboratory rats and mice // J Am Ass Lab An Sci. – 2007. – Vol. 46. – No. 1. – pp. 28-34.
9. Sanchez C. Stress-induced vocalization in adult animals. A valid model of anxiety? // Eur J Pharmacol. – 2003. – 28;463(1-3):133-43.
10. Weber M., Paxinos G., Richardson R. Conditioned Changes in Ultrasonic Vocalisations to an Aversive Olfactory Stimulus are Lateralized in 6-Day-Old Rats // http://www2.psy. unsw.edu.au/Users/rrichardson/PDF/WeberPaxinosRichardson2000.pdf, ed.–2000.