Sains 'Fringe': Ilmu Suara Dalam Pikiran & Tubuh

Di episode kedua Tepi Musim ketiga, Walter, Peter dan Fauxlivia dipanggil untuk menginvestigasi sebuah TKP yang, di permukaan, tampaknya merupakan perampokan, kecuali beberapa detail kecil: para pencuri masih di rumah, mereka dibekukan di sebuah semacam trans, dan apa pun yang mereka coba curi sudah hilang.

Tim menemukan benda yang dicuri adalah sebuah kotak yang mengeluarkan suara, membuat siapa pun dalam jarak pendengaran menjadi jejak, dan kemudian, akhirnya membunuh mereka. Pria yang mencuri itu tuli, yang menjelaskan mengapa dia tidak terpengaruh. Dengan menembakkan senjata di dekat telinga Peter, Walter untuk sementara waktu memekanya, yang memungkinkannya menemukan kotak itu dan menonaktifkannya.

Tidak ada kotak musik pembunuh dunia nyata yang memiliki kemampuan untuk menempatkan kita dalam keadaan katatonik sebelum membunuh kita (setidaknya, sejauh yang kita tahu), tetapi suara memang memiliki efek mendalam pada otak dan tubuh kita.

Otak

Meskipun jauh dari mesin pembunuh sonik, salah satu contoh yang paling menarik (dan agak misterius) dari efek suara pada otak adalah musik.

Dalam bukunya Ini Otak Anda di Musik, Daniel J. Levitin menjelaskan interpretasi kami terhadap suara dalam istilah sederhana, dengan mengatakan, “Suara ditransmisikan melalui udara oleh molekul yang bergetar pada frekuensi tertentu. Molekul-molekul ini membombardir gendang telinga, menyebabkan goyangan masuk dan keluar tergantung pada seberapa keras mereka memukulnya (terkait dengan volume atau amplitudo suara) dan pada seberapa cepat mereka bergetar (terkait dengan apa yang kita sebut pitch)."

Dia kemudian menjelaskan bagaimana otak kita menguraikan informasi pendengaran untuk menentukan dari mana suara berasal dan apa artinya, dan bagaimana dan mengapa klakson mobil membuat kita waspada sementara nada yang lambat dan panjang bisa menenangkan.

Kami telah memecah otak dan musik kami lebih jauh, mencatat bahwa struktur lagu adalah bagian besar dari apa yang mempengaruhi otak kita secara mendalam sehingga menciptakan respons fisik. Rahasia? Menekankan.

Struktur lagu dan makna yang kita letakkan di balik lagu-lagu tertentu dapat menimbulkan respons yang kuat ketika molekul-molekul itu membombardir gendang telinga kita, membuat kita merinding, telapak tangan berkeringat, dan bahkan dopamin.

Levitin memperluas gagasan tentang struktur, dengan mengatakan:

“Mungkin ilusi utama dalam musik adalah ilusi struktur dan bentuk. Tidak ada dalam urutan catatan itu sendiri yang menciptakan asosiasi emosional kaya yang kita miliki dengan musik, tidak ada tentang skala chord, atau urutan chord yang secara intrinsik menyebabkan kita mengharapkan resolusi. Kemampuan kami untuk memahami musik tergantung pada pengalaman, dan pada struktur saraf yang dapat mempelajari dan memodifikasi diri mereka sendiri dalam setiap lagu baru yang kami dengar, dan dengan setiap orang baru mendengarkan lagu lama."

Tubuh

Walaupun suara memiliki kekuatan untuk memengaruhi otak kita sedemikian dalam sehingga dapat menimbulkan respons fisik, efek yang dimiliki suara terhadap tubuh kita adalah masalah lain sepenuhnya. Di sini kita berbicara bukan tentang respons neurologis yang menjadi fisik, tetapi sejauh mana frekuensi dan volume dapat memengaruhi kita pada tingkat fisiologis.

Dalam kutipan dari bukunya The Universal Sense: Bagaimana Mendengar Membentuk Pikiran yang muncul Ilmu pengetahuan populer, Seth S. Horowitz membahas efek fisiologis yang dimiliki suara pada tubuh kita. Lebih khusus lagi, dia menangani infrasonik, atau pertanyaan apakah senjata akustik secara teori bagus atau tidak.

Infrasound adalah suara frekuensi rendah yang di bawah 20Hz, yang berarti itu berada di luar jangkauan pendengaran manusia. Horowitz menunjukkan bahwa suara ini - seperti jenis suara lainnya akan memiliki beberapa efek yang kuat begitu masuk ke rentang desibel tinggi (140 dB dan seterusnya). Meskipun ia menolak keberadaan beberapa penelitian yang serius dan menyeramkan dari seorang peneliti Perancis bernama Vladimir Gavreau, ia menjelaskan bahwa infrasonik memiliki karakteristik yang tidak sepenuhnya mengesampingkannya sebagai senjata.

"Frekuensi rendah dari suara infrasonik dan panjang gelombangnya yang sesuai membuatnya jauh lebih mampu membungkuk atau menembus tubuh Anda, menciptakan sistem tekanan berosilasi," kata Horowitz. "Bergantung pada frekuensinya, berbagai bagian tubuh Anda akan beresonansi, yang dapat memiliki efek non-pendengaran yang sangat tidak biasa."

Dia menggunakan contoh bola mata Anda, yang beresonansi 19Hz. Jika Anda duduk di depan subwoofer memainkan nada pada 19Hz dan menghidupkannya hingga 110 dB, Anda mungkin mulai melihat beberapa hal yang benar-benar aneh - lampu berwarna dan mungkin bayangan. Bahkan pada volume yang relatif normal, bola mata Anda akan mulai bergerak pada frekuensi itu.

Tapi ini bukan hanya mata kita. Wadah daging canggung kami memiliki semua jenis frekuensi resonansi. Tengkorak kita (minus daging dan otak), misalnya, memiliki resonansi akustik pada 9 dan 12kHz, 14 dan 17kHz, dan 32 dan 38kHz. Untuk sebagian besar, frekuensi-frekuensi itu tidak memerlukan peralatan yang sangat khusus untuk dipancarkan. Jadi bisakah mereka digunakan sebagai senjata untuk membuat kepala seseorang meledak?

Secara teoritis, mungkin, tetapi tidak praktis sama sekali. Untuk tengkorak yang otaknya dan semua, segalanya berubah.

“Faktanya, ketika kepala manusia yang hidup diganti dengan tengkorak kering dalam penelitian yang sama,” kata Horowitz, “puncak resonansi 12kHz adalah 70 dB lebih rendah, dengan resonansi terkuat sekarang sekitar 200Hz, dan bahkan itu 30 dB lebih rendah dari resonansi tertinggi tengkorak kering. Anda mungkin harus menggunakan sesuatu dengan urutan sumber 240 dB untuk membuat kepala beresonansi secara destruktif, dan pada saat itu akan jauh lebih cepat untuk hanya memukul orang di atas kepala dengan emitor dan selesai dengan itu."

Sebagai ilustrasi, ruang uji akustik yang sangat khusus di Goddard Space Flight Center NASA mampu menghasilkan suara hingga 150 dB untuk pengujian suara yang parah seperti yang diberikan pada James Webb Space Telescope. Jadi 240 dB? Gila sekali. Bukan sesuatu yang bisa kami masukkan ke dalam kotak suara pembunuh.

Meski begitu, sangat jelas bahwa suara dapat memiliki efek luar biasa pada tubuh kita, bahkan jika kata itu terdengar diam.