kuulo

Visuaalinen tarkkaavaisuus kuurouttaa - hetkeksi

Ke, 12/16/2015 - 18:51 Markus Hotakainen
Kuulotorvia

Kuulostaa tutulta? Tai ehkä kysymys on väärin asetettu, koska keskittyminen visuaalista tarkkaavaisuutta vaativaan tehtävään voi viedä kuulon.

Ei kokonaan eikä kovilta ääniltä, mutta esimerkiksi normaalilla äänenvoimakkuudella esitetty kysymys jää helposti tyystin vaille kuuloaistimme huomiota. 

Lontoon University Collegessa tehdyn tutkimuksen mukaan kuulo- ja näköaisti käyttävät samoja, rajallisia hermostollisia resursseja. Kokeen otos ei ollut laaja, sillä testiryhmässä oli vain 13 henkilöä, mutta tulokset viittaavat siihen, että visuaalista tarkkaavaisuutta edellyttävä tehtävä voi heikentää merkittävästi kuuloa.

Jos tehtävä oli helppo, kuulossa ei ollut mitään vikaa, mutta jos se vaati erityistä keskittymistä, vaikutus kuuloaistiin oli selvä. Helposti kuultava äänikin saattoi jäädä havaitsematta. 

"Kyse oli laboratoriokokeesta, joka on yksi keino selvittää syyn ja seurauksen suhdetta. Totesimme, että koehenkilöiden suorittaessa vaativaa visuaalista tehtävää he eivät kuulleet ääniä, jotka he normaalisti olisivat kuulleet", sanoo Maria Chait. "Aivokuvat osoittivat, että he eivät olleet piittaamatta äänistä, vaan he eivät kuulleet niitä lainkaan."

Ilmiö on tunnettu jo aiemmin, mutta nyt päästiin ensimmäisen kerran sen taustalla olevien syiden jäljille. Magnetoenkefalografian avulla tarkkailtiin aivojen aktiivisuutta, jolloin kävi ilmi, että "kuurous" on seurausta kuuloaistimuksen synnyn alkuvaiheissa esiintyvistä mekanismeista. Ja niihin vaikuttaa rajallinen aivokapasiteetti, jota käyttää sekä kuulo- että näköaisti.

"Jos esimerkiksi yritämme puhua jollekin, joka keskittyy kirjaan, peliin tai televisio-ohjelmaan, emmekä saa vastausta, kyse ei välttämättä ole ylenkatseesta, vaan siitä, ettei hän välttämättä kuule! Se voisi selittää myös, miksi emme kuule juna-aseman tai bussipysäkin kuulutusta, jos keskitymme puhelimeen, kirjaan tai sanomalehteen", toteaa Nilli Lavie.

"Tällä on vakavampia vaikutuksia esimerkiksi leikkaussalityöskentelyssä, kun operaatioon keskittyvä kirurgi ei kuule valvontalaitteiden piippausta. Sama pätee autoilijoihin, jotka seuraavat navigaattorin ajo-ohjeita, sekä pyöräilijöihin ja motoristeihin, jotka katselevat vaikkapa mainoksia tai kiinnostavia vastaantulijoita. Myös puhelintaan käyttävillä ja tekstaavilla jalankulkijoilla voi esiintyä hetkellistä kuuroutta. Kovat äänet, kuten hälytyssireenit ja äänimerkit kyllä pääsevät läpi, mutta vaimeammat äänet, kuten polkupyörän kello tai autonmoottorin hurina voi jäädä helposti kuulematta."

Tutkimuksesta kerrottiin EurekAlert!-tiedeuutissivustolla ja se on julkaistu Journal of Neuroscience -tiedelehdessä.

Sillivalas kuulee kallollaan

Pe, 01/30/2015 - 14:00 Markus Hotakainen
Kuva: Aqqa Rosing-Asvid

Hetulavalaiden tiedetään laulavan, vaikka niillä ei äänijänteitä olekaan. Ääni syntyy päälaella sijaitsevien puhallusaukkojen yhteydessä olevissa onkaloissa, joissa ilmanpaine vaihtelee. Näin syntyy hyvin matalataajuista ääntä, joka kulkeutuu satojen kilometrien päähän.

Tutkijoille on kuitenkin ollut arvoitus, miten valaat kuulevat. San Diegon valtionyliopistossa tehdyn tutkimuksen perusteella valaiden kuulon kannalta keskeinen ruumiinosa on niiden kallo. Ted Cranford ja Petr Krysl tutkivat sillivalaan luustoa ja tuli siihen tulokseen, että kallon luut värähtelevät matalia ääniä vastaavilla taajuuksilla ja välittävät värähtelyt edelleen korvan kuuloluihin. 

Tutkimus liittyy myös merten "äänisuojeluun". Monet ihmisen toimet, kuten meriliikenne, öljynetsintä ja -poraus sekä sotaharjoitukset synnyttävät ääniaaltoja, joiden taajuus on samalla alueella valaille ominaisten äänten kanssa. Ne haittaavat valaiden kommunikointia toistensa kanssa ja tekevät uhanalaisten lajien elämän entistä tukalammaksi.

Suojelutoimien ja niitä koskevan lainsäädännön kannalta on kuitenkin ollut ongelmallista, että valaiden kuuloaisti on tunnettu hyvin huonosti. Tuoreessa tutkimuksessa tehtiin tarkka kolmiulotteinen tietokonemallinnus valaan päästä – luineen, lihaksineen, aivoineen ja aistielimineen kaikkineen – ja sen avulla tarkasteltiin äänen kulkua valaan kehossa. 

 

Mallin pohjana käytettiin valasta, joka rantautui vuonna 2003 Sunset Beachille Kaliforniaan. Sitä ei saatu takaisin veteen, joten se menehtyi, mutta sen perintö voi auttaa muita valaita. Tutkijat skannasivat valaan pään röntgenlaitteistolla ja rakensivat näin saadun informaation pohjalta tutkimuksessa käytetyn yksityiskohtaisen mallin. 

Tietokonemalli koostuu miljoonista osasista, joten sen käsittelyyn ja etenkin äänen aiheuttamien värähtelyjen simulointiin tarvittiin paljon laskentatehoa. Käytännössä ääni (eli veden paineenvaihtelut) voi kulkeutua valaan kuuloluihin kahta reittiä: pehmytkudoksia tai kallon muita luita pitkin.

Pehmytkudosten välityksellä matalataajuisen äänen kulkeutuminen on heikkoa, sillä äänen aallonpituus on suurempi kuin valas itse. Kallon luut sen sijaan voivat värähdellä pitkäaaltoisen äänen taajuuden mukaan ja jopa vahvistaa sitä – ainakin teoriassa. 

Ja uuden tutkimuksen mukaan myös käytännössä. Tutkijoiden tekemän simulaation perusteella ääni kulkeutuu valaan kallon luiden välityksellä neljä kertaa tehokkaammin kuin pehmytkudosten kautta ja valaiden ääntelyyn käyttämien matalimpien taajuuksien alueella – 10–130 Hz – jopa kymmenen kertaa tehokkaammin. 

Jatkotutkimuksessa on tarkoitus selvittää, toimiiko myös muiden valaslajien kuulo samalla periaatteella. 

Alla oleva animaatio simuloi sillivalaan kallon luiden värähtelyä 250 hertsin taajuudella. Värähtelyn suuruutta on havainnollisuuden vuoksi liioiteltu. Kuva: Ted Cranford ja Petr Krysl.

ezgif_com-resize.gif

Tutkimuksesta kerrottiin San Diegon valtionyliopiston uutissivustolla ja se on julkaistu PLOS ONE -tiedelehdessä 29. tammikuuta.