听听噪⾳,你可以睡得更安详

作者: Cristen Conger & Talon Homer

来源: 中科院物理所

发布日期: 2023-02-28 11:52:26

本文探讨了噪音对听力的影响以及不同类型的噪音如何帮助人们入睡。文章解释了噪音如何损害内耳的毛细胞,导致耳鸣,并提供了保护听力的建议。此外,文章介绍了白噪声、粉红噪声和棕色噪声对睡眠的潜在益处,并讨论了相关研究结果。

认真阅读下⾯的⽂章,并思考⽂末互动提出的问题,严格按照互动:你的答案格式在评论区留⾔,就有机会获得由未读·探索家提供的优质科普书籍《⼈类知道的太多了》。回想⼀下你上次去看摇滚⾳乐会或烟花汇演的情景。你还记得演出结束后你⽿边那种经久不散的奇怪的响声吗?你周围的声⾳短暂地消失了,取⽽代之的是你脑袋⾥的嗡嗡声,就好像你的⽿朵在尖叫⼀样。在某种程度上,它们的确是在尖叫。

过⼤的声⾳会损坏我们内⽿中被称为⽑细胞的部分。⽑细胞就像是我们听⼒的守⻔员⼀样,当声波“击中”⽑细胞时,它们会将振动转化为电流,由我们的听觉神经将其传到⼤脑。如果没有⽑细胞,声⾳就没办法通过“击中”⽑细胞的⽅式传递到⼤脑中,就像声⾳⽆法在沙漠中回响⼀样。

⽑细胞位于内⽿的壳状⽿蜗内,⽑细胞的上⾯是成束的⽑发状延伸物,被称为静纤⽑。当声波穿过⽿朵到达⽑细胞时,振动会使静纤⽑发⽣偏转,使它们根据振动的⼒量和⾳调移动。例如:在静纤⽑中,旋律优美的钢琴曲会使其产⽣柔和的运动,⽽重⾦属会使其产⽣更快、更尖锐的运动。这种运动会触发电化学电流,将声波中的信息通过听觉神经发送到⼤脑。

当你听到⾮常⼤的噪⾳时,你的静纤⽑会受损,并不断地向听觉神经细胞发送错误的声⾳信息。在摇滚⾳乐会和烟花表演的情况下,听到嗡嗡声是因为你的⼀些静纤⽑的尖端实际上已经断裂了。你听到的是脑中嗡嗡作响的虚假电流,被称为⽿鸣。然⽽,由于⼈体可以在⼤约24⼩时内重新⻓出这些⼩尖端,因此嗡嗡声通常都是暂时的。

可以想象⼀下,将电吉他独奏的⼒量塞进⽐弹珠还⼩的东⻄中,你就会明⽩我们的听觉系统是多么强⼤⽽⼜脆弱。声⾳以波的形式传播,通过我们的⽿道进⼊我们的身体。我们外⽿的⿎膜捕获到波从⽽振动,并将振动的信息传递到中⽿的⻣骼,声⾳在那⾥被放⼤。然后声波移动到内⽿和豌⾖⼤⼩的⽿蜗,就是⽑细胞所在的地⽅。这些振动的⼒量可以折断静纤⽑的尖端,并导致挥之不去的嗡鸣声,这表明噪⾳太⼤。

反复暴露在嘈杂的噪⾳中会完全杀死⽑细胞。或许有⼈会问那⼜怎样呢?⼈体每个⽿蜗中有16,000个⽑细胞,但与眼睛的1亿个光感受器相⽐,这个数字就显得微不⾜道了,⽑细胞对声⾳的作⽤就像光感受器对光的作⽤⼀样。⽽且,⼀旦这些⽑细胞死亡,它们将⽆法再⽣,这就是保护⽿朵⾄关重要的原因。

到底多⼤声才算⼤声?声⾳的单位是分⻉,它衡量的是声⾳的强度⽽⾮数量。安全声⾳的分⻉常常低于85分⻉。有个经验法则:在⼀臂之隔的距离⼤声喊别⼈,这个声⾳⼤概率已经超过声⾳的安全阈值了。

如果反复暴露在超过85分⻉的声⾳的环境下,会导致⾮常不妙的后果。虽然巨⼤的噪⾳产⽣的⽿鸣通常是是短暂的,但对于⼈们⽽⾔,这些会⼀直发⽣着。慢性⽿鸣可能是感染、⾼⾎压和⽿垢堵塞的症状,但通常与噪⾳相关的听⼒损失有关。

有⼏种简单的⽅法可以保护你的听⼒。⾸先,注意你周围的噪⾳⽔平。如果你知道⾃⼰将身处嘈杂的环境中,例如摇滚⾳乐会,请戴上⽿塞。另外,谨慎地注意你跟噪⾳源的距离远近以及暴露在噪⾳中的时⻓,并注意⽿鸣的症状。我们的身体⽐我们所认为的更加脆弱。

虽然过⼤的噪⾳会导致⽿鸣,但还有些噪⾳却可以帮助⼈们⼊眠,这就是“颜⾊”噪⾳。⼀些⼈发现粉红噪⾳或者棕⾊噪⾳⽐⽩噪⾳更有利于睡眠。

除了饮⻝和运动之外,睡眠是身体健康最重要的⽅⾯之⼀。深度睡眠是指身体和⼤脑功能进⼊了“维护模式”的时候,这使得身体和⼤脑能够为即将到来的⼀天做好准备。⼤多数医⽣会建议⼈们每晚⾄少睡⾜七个⼩时,但睡眠的质量与时间同样重要。来⾃交通等来源的噪⾳污染会导致你夜寐不安,⽩天精神不⾜。

⽆法解决噪⾳或者屏蔽噪⾳的来源时,⼈们可能会求助使⽤⽴式⻛扇或者⽩噪⾳机来助眠。但是,⽩噪⾳并不是唯⼀的“颜⾊”选择。粉红或者棕⾊噪⾳可能会更好地屏蔽不需要的声⾳,进⽽更有效地帮助你⼊眠。来看看他们的不同之处吧!

把你吵醒的原因往往是声⾳的不⼀致性(声⾳突然从⼤声到柔和,反之亦然),⽽不是声⾳的⼤⼩。⽩噪⾳产⽣了⼀整套的声⾳来掩盖声⾳的不⼀致性,这些声⾳从低频到⾼频,遍布了整个频谱。它们混合在⼀起,形成了源源不断的“柔和”的噪⾳。(根据睡眠学会的说法,“频率”指的是声⾳每秒振动的速度。)

⾃然界中出现的⽩噪声包括细⾬、轻柔的流⽔和微⻛拂过树⽊的声⾳,⽆论在任何时候,⼈们听到这些声⾳都会感到⾮常放松。粉红噪声与⽩噪声类似,但它不那么倾向于⾼频,⽽更倾向于低⾳和中⾳,因此听起来像是中等降⾬或海浪的声⾳,那些不喜欢⾼⾳的⼈可能会发现粉红噪⾳更悦⽿。棕⾊噪⾳进⼀步强调了低⾳⾳符,⼏乎完全消除了频谱中的⾼频。⾃然中的棕⾊噪⾳可能有咆哮的急流、暴⾬和远处隆隆的雷声。

这种噪⾳英⽂表示:Brown noise,它不仅仅以颜⾊命名,⽽且还包含着英国科学家罗伯特·布朗的名字(Robert Brown)。⼗九世纪,布朗通过观察到花粉颗粒在⽔中的随机移动,设计了⼀个数学公式来预测这些运动,这就是布朗运动的由来。当这些随机公式被⽤于⽣成电⼦声⾳时,会产⽣重低⾳噪声,因为对⽐可⻅光谱中的红光,布朗噪⾳也被称为红噪⾳。

关于⼈类的睡眠模式,科学界仍有很多未解之谜,⽽关于听觉刺激和睡眠的研究也很少。在2017年,⽜津⼤学对⼋名睡眠者进⾏的⼀项实验发现:在听⽩噪⾳时,虽然总体的睡眠时间并没有变化,但受试者⼊睡的速度提⾼了40%。2016年的另⼀项研究表明,在粉红噪⾳下⼊睡,⼗六名⻘年睡眠者对词汇的记忆会略有改善。美国⻄北⼤学2017年的另⼀项研究(针对13名⽼年⼈)将粉红噪⾳与深度睡眠和记忆⼒的提⾼联系了起来。

伊朗的《关怀科学杂志》调查研究了60名⽼年冠⼼病患者,这些患者中的⼀半在⽩噪声下睡觉,另⼀半⼈则在常规的医院环境声中睡觉。在对照实验中,科学家发现:在医院环境下睡觉的⼈,随着睡眠天数的增加,睡眠质量逐渐下降,⽽在⽩噪⾳下⼊睡的⼈,在整个实验过程中睡眠质量⼤体不变。⽬前还没有棕⾊噪⾳对睡眠影响的相关研究。

在可以⽤更多的样本和更多样化的参与者进⾏实验之前,粉⾊噪⾳和棕⾊噪⾳的影响都很可能是主观的。美国⻄北⼤学费恩伯格医学院昼夜节律和睡眠医学中⼼主任菲利斯·泽(Phyllis Zee)在CNN的⼀篇⽂章中说:“我跟我我的病⼈说我真的不知道哪种噪⾳会更好,你为什么不试⼀试,看看哪种能让你更加放松呢?。”

我们可以通过有免费或者付费的⽅式获取各种噪⾳。在多种渠道的媒体服务上都可以搜索找到,包括⾃然⾳轨和合成⾳轨的⾳源。也有专⻔的睡眠辅助移动应⽤程序,可以提供更加精选的⾳频选项。甚⾄,你还可以购买专⻔设置的噪⾳机,它配置扬声器以及多种噪⾳选项。

许多设备都有定时的功能,你可以设置⾃动关闭,然后你在⼊睡时播放声⾳⼀个⼩时后,声⾳⾃动关闭。⽆论⾳频源是什么声⾳,将声⾳调到最低模式,使声⾳融⼊周围的⾃然环境声中。声⾳过⼤会导致睡眠质量变差,建议保守应⽤⽩⾊,粉⾊或者棕⾊的噪⾳。

有趣的事情来了,除了以上颜⾊的噪⾳,还有⿊噪⾳和蓝噪⾳。⿊噪⾳是指没有噪⾳——周围完全寂静或者偶尔会被声⾳打断的寂静。蓝噪⾳与棕⾊噪⾳相反,更加强调⾼频⽽⾮低频,听起来像蛇发出的嘶嘶声。⼤多数⼈认为蓝噪⾳对⼊睡没有好处。

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