为什么警报或尖叫声发出刺耳的声音引起我们的注意?当检测到这些频率时，大脑中发生了什么?来自日内瓦大学(UNIGE)和瑞士日内瓦大学医院(HUG)的神经科学家一直在分析人们在聆听各种不同声音时的反应，目的是确定人们认为重复的声音频率在多大程度上令人不快。

科学家还研究了听这些频率时大脑内部受刺激的区域。令人惊讶的是，他们的结果发表在《自然通讯》上-表明不仅激活了常规声音处理电路，而且还征求了涉及显着性和厌恶性处理的皮层和皮层下区域。这是第一次，它解释了为什么大脑在听到这种声音时会进入警觉状态。

警报声音，无论是人工的(例如汽车喇叭)还是自然的(人的尖叫声)，都具有重复性的声音波动的特征，该波动通常位于40到80 Hz之间。但是为什么选择这些频率来表示危险呢?大脑中发生了什么，将我们的注意力吸引到如此程度?来自UNIGE和HUG的研究人员向16位参与者越来越近地播放0至250 Hz之间的重复声音，以定义大脑无法忍受的频率。“然后，我们询问参与者何时感觉到声音粗糙(彼此不同)，何时感觉到声音平滑(形成一种连续且单一的声音)，” UNIGE基础神经科学系的研究员Luc Arnal解释说。医学系。

根据参与者的反应，科学家们能够确定声音粗糙度的上限约为130 Hz。Arnal继续说道：“超过这个极限，听到的频率只能形成一种连续的声音。”但是为什么大脑判断粗糙的声音令人不快呢?为了回答这个问题，神经科学家要求参与者听不同的频率，他们必须以1到5的等级进行分类，其中1个可以忍受，5个不能忍受。“被认为无法忍受的声音主要在40至80 Hz之间，即在警报和人的尖叫声(包括婴儿的尖叫声)所使用的频率范围内，” Arnal说。与视觉刺激不同，由于这些声音可以从远处感知，因此从生存的角度捕捉注意力至关重要。研究人员说：“这就是警报使用这些快速重复频率来最大程度地检测到它们并引起我们注意的原因。”实际上，当重复间隔小于25毫秒时，大脑无法预见它们并因此抑制它们。它始终保持警惕并关注刺激。

苛刻的声音超出了常规听觉系统

然后，研究人员试图找出大脑中实际上发生了什么：为什么这些刺耳的声音如此难以忍受?“我们使用了颅内EEG，它记录了大脑自身对声音的反应，” UNIGE医学院和HUG基础神经科学系的神经病学家和研究员PierreMégevand解释说。

当声音被感知为连续的(高于130 Hz)时，上颞叶的听觉皮层被激活。梅格万德说：“这是传统的听力电路。”但是，当感觉到声音刺耳(尤其是40至80 Hz之间)时，它们会引起持续的反应，从而额外招募了许多不属于常规听觉系统的皮质和皮质下区域。Arnal说：“这些声音特别吸引了杏仁核，海马和绝缘体，涉及与显着，反感和疼痛有关的所有区域。这解释了参与者为何感到它们难以忍受。”惊讶地得知这些区域参与了声音处理。

这是第一次显示40到80 Hz之间的声音可以动员这些神经网络，尽管该频率已在报警系统中使用了很长时间。“现在我们终于明白了为什么大脑不能忽略这些声音，”阿纳尔说。“在这些频率上发生了一些特别的事情，并且还有许多疾病显示出大脑对40 Hz声音的非典型反应。其中包括阿尔茨海默氏症，自闭症和精神分裂症。”现在，神经科学家将研究由这些频率刺激的网络，以了解是否有可能通过请求由声音激活的电路来及早发现这些疾病。