Jak dźwięk może wpływać na ludzki organizm

Z technicznego punktu widzenia dźwięk to zjawisko stosunkowo proste - to mechaniczne fale podłużne (sprężyste), które rozchodzą się w substancjach i są wszechobecne w nieustabilizowanym materialnym świecie.

Dźwięk stanowi także istotne źródło informacji o otoczeniu dla istot żywych, a jego zdolność do wywoływania reakcji fizjologicznych na poziomie komórkowym dopiero zaczyna być rozumiana.

Uczeni z Uniwersytetu w Kioto zainspirowali się badaniami z zakresu mechanobiologii i dźwięku przewodzonego przez ciało - czyli środowiska akustycznego w tkankach organizmu - sugerującymi, że ciśnienie akustyczne przenoszone przez dźwięk może być wystarczające do wywoływania reakcji komórkowych.

- Aby zbadać wpływ dźwięku na aktywność komórkową, zaprojektowaliśmy system, który kąpie hodowane komórki w falach akustycznych - mówi Masahiro Kumeta, autor badań.

Zespół najpierw przymocował przetwornik drgań odwrotnie (do góry nogami) na półce. Następnie, używając cyfrowego odtwarzacza audio połączonego ze wzmacniaczem, przesyłali sygnały dźwiękowe przez przetwornik do membrany przymocowanej do naczynia z hodowlą komórek. Pozwoliło to naukowcom emitować ciśnienie akustyczne mieszczące się w fizjologicznym zakresie dźwięku bezpośrednio do komórek.

Po przeprowadzeniu eksperymentu badacze przeanalizowali wpływ dźwięku na komórki, wykorzystując sekwencjonowanie RNA, mikroskopię i inne metody. Wyniki pokazały reakcje komórkowe na słyszalny zakres stymulacji akustycznej.

W szczególności zauważono wyraźny wpływ dźwięku na zahamowanie różnicowania adipocytów, procesu, w którym preadipocyty przekształcają się w komórki tłuszczowe, a to otwiera możliwość wykorzystania akustyki do kontrolowania stanu komórek i tkanek.

- Ponieważ dźwięk nie jest materialny, stymulacja akustyczna to narzędzie nieinwazyjne, bezpieczne i natychmiastowe, które prawdopodobnie przyniesie korzyści medycynie i ochronie zdrowia - mówi Kumeta.

Zespół zidentyfikował również około 190 genów wrażliwych na dźwięk, odnotował wpływ dźwięku na kontrolę aktywności adhezyjnej komórek oraz zaobserwował mechanizm subkomórkowy, za pośrednictwem którego sygnały dźwiękowe są przekazywane.

Na podstawie:

Uncovering the relationship between life and sound