Víte, že můžete "slyšet" tělem, přes svoji kůži?

10.05.2023

Markéta Jurištová

Nedávno jsem psala článek o zvuku, o tom jak vzniká a jak je možné, že slyšíme zvuk ve snech. Fakt, že člověk "slyší" prostřednictvím celého těla mě velice zaujal.

Audiovizuální technologie již dlouho dominují mediálnímu prostředí, ale technologie založené na dotyku, neboli haptické technologie, se začínají prosazovat také. Již v 50. letech 20. století si známý psycholog a výzkumník hmatů Frank Geldard všiml, že naše úzké zaměření na uši a oči ignoruje další dokonale fungující komunikační kanály. 

"Kůže je dobrým smyslem pro průnik: kožní vjemy, zejména pokud jsou vzbuzeny v neobvyklých vzorcích, jsou velmi náročné na pozornost." Frank Geldard


V dnešní době se o pozornost našich uší a očí hlásí mnoho přístrojů, proto se začíná prosazovat používání kůže jako upozorňovacího systému. Mobilní telefony bzučí. Ruční ovladač konzole Wii zavibruje, když uživatel knokautuje svého soupeře v imitaci boxerského zápasu. Společnost General Motors nedávno instalovala do sedadel svých luxusních vozů vibrátory, které řidiče upozorňují, když jim někdo vstoupí do mrtvého úhlu nebo když se příliš vychýlí na stranu. Vědci se zabývají umístěním dotykových senzorů podél těla, které by zlepšily techniku hry na housle, usnadnily rehabilitaci po zranění nebo mrtvici, umožnily trenérům řídit hráče na hřišti bez křiku a dokonce pomohly astronautům udržet orientaci ve vesmíru.



Nositel Nobelovy ceny Georg von Békésy, biofyzik z Harvardovy univerzity, si často stěžoval, že ti, kdo studují sluch, stejně jako on sám, zřídka zkoumají kůži. Békésyho výzkum, inspirovaný jeho touhou pochopit obtížně přístupné části ucha prostřednictvím kůže, ukázal, že akustické prvky, jako je výška tónu, hlasitost a rytmus, mají své ekvivalenty založené na hmatu. Jeho objevy potvrzuje i anatomie. Na kůži se nacházejí čtyři mechanoreceptory, které reagují na různé formy dotyku, například na lehké poklepání, tlak nebo bolest. V osmdesátých letech minulého století však vědci zjistili, že tytéž receptory mohou reagovat na různé frekvence - neboli "slyšet" je. Ve srovnání s desítkami tisíc mechanoreceptorů v našich uších, známých jako vláskové buňky, je rozlišení hmatového systému strašlivé. Jejich existence však dokládá nápadné podobnosti mezi oběma systémy.

Velká část našich prvních poznatků o schopnosti kůže přijímat zvuk pochází z výzkumné linie, která vzkvétala v 70. a 80. letech 20. století: umožnit neslyšícím lidem "slyšet" vibrační vzorce, které tvoří řeč, prostřednictvím jejich kůže. Tato myšlenka se poprvé objevila ve škole pro neslyšící ve 20. letech 20. století, uvádí Janet Weisenbergerová, psycholožka z Ohio State University a jedna z prvních výzkumnic v této oblasti. V té době výzkumníci v podstatě připevnili miniaturní reproduktory na ruce a prsty uživatelů, ale protože kůže necítí nic nad 1 000 hertzů - což je frekvence, na které rozlišujeme různé samohlásky a souhlásky -, uživatelé byli schopni zjistit, že někdo mluví, ale nerozuměli tomu, co bylo řečeno.

Weisenbergerová a její tým zkoumali zařízení se 16 vibrátory, které by mohlo obejít frekvenční omezení kůže využitím jejího velkého povrchu. Weisenbergerová například rozmístila zařízení po pažích uživatelů. Vysokofrekvenční tón, jako je zvuk písmene "s", by bzučel v blízkosti lokte, zatímco tón s nižší frekvencí, jako je "oo", by bzučel v blízkosti zápěstí. Jméno Sue by tak v rychlém sledu vibrovalo na lokti a následně na zápěstí. Tímto způsobem by se lidé mohli naučit rozpoznávat vzory, které se pojí s různými samohláskami a souhláskami, soudí výzkumnice. Přístroj tak "transformoval frekvenci na polohu".

Tento poznatek spolu s dalšími, jako je pomoc uživatelům rozlišovat mezi slovy, která vypadají na rtech stejně, výrazně zlepšil přesnost odezírání ze rtů, které samo o sobě umožňuje uživateli porozumět 30-60 % konverzace. Než se však toto zařízení dostalo na vrcholnou úroveň, objevila se přelomová technologie kochleárních implantátů a tím se přerušil výzkum a financování haptické řeči. Informace získané z tohoto výzkumu by však mohly sloužit jinému účelu - umožnit neslyšícím lepší přístup k hudbě.

I ti, kteří mají kochleární implantáty, z toho mohou těžit. Většina kochleárních implantátů byla vyrobena tak, aby maximalizovala schopnost jedince slyšet řeč, která je mnohem méně dynamická a zaujímá užší frekvenční rozsah než hudba. Například sopranistka může zpívat o čtyři oktávy výš, než je její mluvní rozsah. V eseji nazvané " My Bionic Quest for Boléro ", která vyšla v časopise Wired v roce 2005, píše spisovatel Michael Chorost o svých zkušenostech s prvními implantáty. "Slyšel jsem dobře bubny Bolera. Ale ostatní nástroje byly ploché a nudné. Flétny a soprán saxofony zněly, jako by je někdo přikryl polštáři. Z hobojů a houslí se stalo sténání. Bylo to jako procházet se barvoslepý po výstavě Paula Kleea."

Deb Felsová, vedoucí Centra inkluzivních médií na Ryersonu, zasvětila svou kariéru zpřístupňování médií lidem s postižením. Před několika lety se Deb začala zabývat nedostatky v přenosu zvuku ve filmu a televizi pro neslyšící a nedoslýchavé diváky. Podle jejích slov se o skryté titulky obvykle nestará tvůrčí tým, ale jsou zadávány lidem, kteří s pořadem nemají nic společného. "Vzniknou tak hlouposti," říká. "Dostanete pravopisné chyby, gramatické chyby, chybějí slova, a to je způsob, jakým neslyšící konzumují daný kus média. Nemají žádnou alternativu." Felsová se to rozhodla změnit. Na konci roku 2000 se svým týmem navrhla a začala testovat křeslo Emoti-Chair. U slyšícího člověka se zvuk šíří jako vibrace uchem do spirálovitého hlemýždě pokrytého desítkami tisíc drobných vláskových buněk. Vláskové buňky naladěné na vyšší frekvence se nacházejí v přední části hlemýždě, zatímco buňky naladěné na nižší frekvence jsou uloženy hluboko uvnitř. Maria Karamová, postdoktorandka v laboratoři Deb Felsové, tedy v podstatě rozpletla hlemýžď a rozmístila "vláskové buňky" s vyššími a nižšími frekvencemi po celém těle tak, že reproduktory rozmístila po celém křesle. 

"V podstatě jsme vám na tělo nasadili reproduktor a udělali z vašeho těla ucho."

Když si z křesla pustím děsivou scénu z filmu Šestý smysl, efekt je elektrizující. Během úvodních strašidelných okamžiků mi po spodní části zad přeběhne jemné bzučení a pak se celé křeslo intenzivně rozvibruje, než se vrátí k nízkofrekvenčnímu bzučení. Aby vědci zjistili, jak moc se lidé dokáží vyděsit pouhým pocitem vibrací, nechal 59 dobrovolníků sedět v křesle a sledovat ukázky z filmů a měřili jejich galvanickou kožní odezvu. Je to  stejná fyziologická reakce, která se měří při testech na detektoru lži; zvyšuje se vždy, když je člověk rozrušený. Bylo zjištěno, že tato reakce se zvýšila během napínavých scén nebo když se účastníci lekli.

Přenos hudby na kůži však zdaleka není jednoduchý. Část problému spočívá i v rychlosti. Lidské ucho se vyvinulo tak, aby okamžitě reagovalo na vnější ohrožení, je proto schopno slyšet zvukové změny, které se odehrávají během několika mikrosekund, ale kůži to trvá milisekundy. Příliš pomalá hudba však způsobí, že se kůže přizpůsobí nebo vibrace vyladí. Kůže navíc nejenže "slyší" na mnohem nižší frekvenci než ucho, ale také se snaží rozeznat tóny, které jsou si výškově velmi blízké, jako sousední klávesy na klavíru. Toto rozlišování je tím obtížnější, čím vyšší je frekvence.