Изследователски екип, ръководен от Сяошуай Лиу от университета в Гуанджоу (Китай), използва лазерен лъч за първи път, за да контролира слуха на ларвите на рибата зебра. Физиците се насочиха към микроскопични кристали калциев карбонат във вътрешното ухо – отолити. Това не само активира слуховите области на мозъка, но и ускори сърдечната честота на рибата. Изследването е публикувано в списанието Nature Communications.

Как звукът „се трансформира“ в музика

По време на експеримента физиците използваха оптични пинсети – инструмент, който използва радиационно налягане за преместване на микроскопични обекти. В този случай лъчът се фокусира върху отолитите, карайки ги да вибрират с определена честота и амплитуда, симулирайки музика.

В експерименталната установка лазерна светлина е използвана за вибриране на малки отолити в ухото на рибата зебра, създавайки звуков сигнал, който може да повлияе на сърдечната честота.

„Искахме да разчупим традиционната връзка между светлина и зрение, и звук и слух, и да проверим дали е възможно да се „чуе“ светлина“, обяснява Лиу.

Тъй като звукът по своята същност е вибрация, прецизно програмираното ритмично излагане на светлинни лъчи може да произведе същия ефект. Чрез наблюдение на мозъчната активност на експерименталните риби, учените забелязаха, че лазерната светлина, която вибрира отолитите, специфично възбужда слуховите неврони. Чрез промяна на параметрите на лазерните вибрации – амплитуда, честота и ритмичен модел – те могат да възпроизведат характеристики, аналогични на силата на звука, височината и темпото в музиката.

Може ли светлината да се използва за терапевтични цели?

Този подход позволява на изследователите да тестват хипотезата за терапевтичния ефект на музикалната терапия. Използвайки специални лекарства, учените са индуцирали три различни вида аритмия в няколко ларви на рибата зебра. След това върху отолитите на рибата е приложен лазер, симулиращ музика. Резултатите от експеримента са били впечатляващи.

При индивиди с бавен пулс, сърдечната честота се нормализира; при шест от седем риби с нарушена предсърдна и камерна синхронност, координацията се възстанови; и при пет от седем индивида с дълги паузи между контракциите, ритъмът се върна към нормалното. Освен това някои от положителните ефекти се запазиха и след прекратяване на лазерното облъчване.

Физици обаче подчертават, че работата е предварителна: механизмът, чрез който сигналите се предават от слуховите неврони към сърцето, все още не е ясен. Не е известно също дали рибите всъщност могат да „чуват“ светлина.

„Древният китайски философ Джуандзъ веднъж е казал: „Ти не си риба, как познаваш радостта на рибата?“ По подобен начин не можем директно да общуваме с рибата зебра, за да видим дали „чува“ светлина“, казва Лиу.