صوت درمانی و مکانیزم های بیولوژیکی  در انسان

صوت درمانی و مکانیزم های بیولوژیکی  در انسان

هدف این مقاله ارائه مقدمه‌ای بر برخی از مکانیسم‌های بیولوژیکی متعددی است که به طور سودمند توسط صدا و موسیقی فعال می‌شوند و در مجموع به عنوان «پزشکی ارتعاشی» طبقه‌بندی می‌شوند. از زمان توسعه فیزیک کوانتومی در قرن بیستم، اکتشافات انجام شده در فیزیک پزشکی، بدن را به عنوان یک تعامل پیچیده از بیوفیلدها نشان می‌دهد که در آن اطلاعات انرژی در سراسر ارگانیسم جریان می‌یابد. در سطح سلول، اطلاعات علاوه بر سیگنال‌های بیوشیمیایی و فرکانس‌های صوتی، از طریق سیگنال‌های الکترومغناطیسی – عمدتاً در طیف مادون قرمز دور – نیز رد و بدل می‌شوند. در سطح اتمی، پیچیدگی‌های بیولوژیکی و جریان اطلاعات انرژی را می‌توان از نظر ارتعاش مشاهده کرد. برنده جایزه نوبل، ماکس پلانک، گفت:

“به عنوان مردی که تمام عمر خود را وقف روشن‌ترین علم، یعنی مطالعه‌ی ماده، کرده است، می‌توانم در نتیجه‌ی تحقیقاتم درباره‌ی اتم‌ها این را به شما بگویم: هیچ ماده‌ای به این شکل وجود ندارد. تمام ماده تنها به واسطه‌ی نیرویی پدید می‌آید که ذرات یک اتم را به ارتعاش در می‌آورد و این منظومه‌ی شمسی کوچک اتم را در کنار هم نگه می‌دارد.”

ریشه‌های طب ارتعاشی در همین زمینه است: در نظر گرفتن ارتباط انرژیایی (ارتعاشی) سیستم ذهن و بدن. پزشکان طب کل‌نگر یا طب هولستیک ، همانطور که اغلب به آن اشاره می‌شود، تمام جنبه‌های بیمار، از جمله احساسات او را بررسی می‌کنند . در این مدل پزشکی گسترش‌یافته، از آنجایی که بدن از انرژی ارتعاشی تشکیل شده است، طیف گسترده‌ای از روش‌های ارتعاشی و انرژیایی برای پشتیبانی از فیزیولوژی بیمار، از جمله صدا و موسیقی، در دسترس هستند.

برخی از مکانیسم‌های فیزیولوژیکی که توسط صدادرمانی و موسیقی‌درمانی آغاز می‌شوند، با غوطه‌ور شدن تمام بدن در فرکانس‌های صوتی خاص  یا در موسیقی، چه ضبط‌شده و چه زنده، حاصل می‌شوند. مکانیسم‌های دیگر که از طریق عصب‌شناسی آغاز می‌شوند، می‌توانند با گوش دادن به صداهای خاص یا موسیقی از طریق هدفون حاصل شوند.

یک جنبه مهم اما کمتر مورد بحث فیزیک، با پیامدهای قابل توجه برای علم پزشکی، این است که همه صداها، چه فرکانس‌های تکی و چه آرایه‌ای پیچیده از فرکانس‌های موسیقی، به دلیل فیزیک اتمی برخوردهای صوتی غیرالاستیک، نور مادون قرمز دور (FIR) ایجاد می‌کنند. شدت صدا بر حسب وات بر متر مربع اندازه‌گیری می‌شود و چنین نوری توسط صدا از نظر دامنه تعدیل می‌شود ، بنابراین مؤلفه FIR اطلاعات انرژی صوتی را تقریباً 4 سانتی‌متر به بافت‌های بدن منتقل می‌کند. از آنجایی که ارتباط بین سلولی عمدتاً در طیف مادون قرمز دور رخ می‌دهد، فیزیک برهمکنش‌های صدا و نور نشان می‌دهد که نور مدوله شده صوتی به سلول‌ها در واسطه‌ای با «زبان» خودشان منتقل می‌شود.

قبل از بررسی مکانیسم‌های بیولوژیکی که زیربنای صوت درمانی و موسیقی درمانی هستند، ارائه تعاریف روشنی از این روش‌ها و حوزه مرتبط با موسیقی درمانی مفید خواهد بود.

تعاریف موسیقی درمانی، پزشکی موسیقی و صدا درمانی

موسیقی درمانی یک شکل پذیرفته شده از درمان مکمل در بسیاری از بیمارستان‌ها و کلینیک‌ها است و می‌توان آن را به صورت زیر تعریف کرد:

“استفاده بالینی و مبتنی بر شواهد از مداخلات موسیقی برای دستیابی به اهداف فردی در یک رابطه درمانی توسط یک متخصص معتبر که یک برنامه موسیقی درمانی تأیید شده را گذرانده است”

موسیقی درمانی یک روش درمانی اثبات شده است، اما  از این نظر که هر بیمار به یک درمانگر موسیقی نیاز دارد تا با او همکاری کند، محدود کننده است. کتاب‌ها و مقالات علمی فراوانی در مورد موسیقی درمانی موجود است و بنابراین تمرکز این مقاله بر روی آن نیست.

موسیقی درمانی را می‌توان اینگونه تعریف کرد:

“گوش دادن به موسیقی [به منظور بهبودی] بدون حضور درمانگر “

موسیقی درمانی یک روش بالینی نسبتاً جدید است که به استفاده درمانی از موسیقی، که توسط بیمار در یک محیط بالینی و بدون دخالت درمانگر انتخاب می‌شود، اشاره دارد. همانطور که از عنوان آن پیداست، موسیقی درمانی بر مزایای قابل اثبات موسیقی به عنوان درمانی برای چالش‌های خاص سلامتی تمرکز دارد. مکانیسم‌هایی که موسیقی از طریق آنها بر سیستم‌های بدن تأثیر می‌گذارد پیچیده است و این مقاله مقدمه‌ای کوتاه در این موضوع ارائه می‌دهد.

انجمن بین‌المللی صوت‌درمانی، صوت‌درمانی را اینگونه تعریف می‌کند:

“اعمال صدای قابل شنیدن به تمام بدن یا به قسمت خاصی از بدن، از منابع صوتی تولید شده الکترونیکی یا از منابع موسیقی، به عنوان پشتیبانی درمانی، توسط یک متخصص صوت درمانی معتبر”

این تعریف روشن می‌کند که صدای شنیداری درمانی می‌تواند توسط وسایل الکترونیکی تولید شود یا توسط یک منبع موسیقی ارائه شود. مکانیسم‌های بیولوژیکی که توسط چنین پشتیبانی صوتی ایجاد می‌شوند، بعداً در مقاله مورد بحث قرار خواهند گرفت. در بیمارستان ریونیتی در آنکونا، ایتالیا، دکتر روبرتو تریگنانی ، جراح مغز و اعصاب  ، عملی را برای برداشتن تومور دوگانه در نخاع یک پسر ده ساله انجام داد، در حالی که امیلیانو توسو، زیست‌شناس مولکولی و پیانیست، در اتاق عمل پیانوی بزرگی می‌نواخت.

نظارت بر فعالیت مغز پسر از طریق آنسفالوگرام، نشان داد که پسر موسیقی را درک می‌کرد. دکتر توسو گفت:

 “ما سعی کردیم موسیقی را متوقف کنیم و سپس دوباره شروع کنیم و متوجه واکنش بیمار شدیم. با وجود اینکه پسر تحت بیهوشی کامل بود، به نظر می‌رسید مغز او موسیقی را درک می‌کند و این بسیار هیجان‌انگیز بود.»

دکتر تریگنانی، رئیس بخش جراحی مغز و اعصاب بیمارستان ریونیتی، اظهار داشت:

“همه چیز خوب پیش رفت، هیچ عارضه‌ای وجود نداشت و فضای جادویی هماهنگی کامل در اتاق عمل وجود داشت”

قابل تحسین و ارزشمند است که نوازندگان وقت و استعداد خود را صرف نواختن در بیمارستان‌ها می‌کنند. به طور خاص، ساز چنگ سابقه طولانی در استفاده در محیط‌های بالینی و خانه‌های سالمندان دارد و احتمالاً همیشه جنبه مهمی از مراقبت از بیمار را تشکیل می‌دهد. با این حال، چندین تولیدکننده تجاری، درمان‌های مبتنی بر صدا را توسعه داده‌اند که می‌توانند از بهبودی بیماران از بیماری پشتیبانی کنند و انعطاف‌پذیری و راحتی بیشتری را در محیط‌های بالینی نسبت به موسیقی زنده ارائه می‌دهند.

مروری مختصر بر برخی از مکانیسم‌های بیولوژیکی که با غوطه‌وری کامل بدن در موسیقی یا در فرکانس‌های صوتی خاص فعال می‌شوند غوطه‌ور شدن کامل بدن در موسیقی یا در فرکانس‌های صوتی خاص (برخلاف گوش دادن با هدفون)، چندین مکانیسم بیولوژیکی مفید را فعال می‌کند که چهار مورد از آنها عبارتند از:

به طور خلاصه به شرح زیر خلاصه می‌شوند:

• تولید اکسید نیتریک (NO) را از طریق تحریک صوتی فعال و غیرفعال حفره‌های سینوسی و ریه‌ها توسط فرکانس‌های صوتی خاص و موسیقی افزایش می‌دهد و منجر به طیف وسیعی از فواید سلامتی می‌شود.
• از طریق تحریک فیبرهای بزرگ A-بتا یا A-آلفا در ناحیه درد، میانجیگری درد را تقویت می‌کند و در نتیجه باعث بسته شدن «دروازه» درد می‌شود.
• افزایش دسترسی به اکسیژن برای اتصال به مولکول‌های هموگلوبین از طریق فشار صوتی با فرکانس پایین، در نتیجه شکستن چرخه درد-اسپاسم-درد یا «چرخه آتل‌بندی» با افزایش دسترسی به اکسیژن برای بافت‌های آسیب‌دیده.
• سیستم مریدین را از طریق «سونوپانکچر» فعال می‌کند و فواید زیادی برای سلامتی، از جمله تسکین درد و اضطراب، دارد.

گوش دادن به موسیقی با هدفون یا گوش دادن به فرکانس‌های صوتی خاص، چندین مکانیسم بیولوژیکی را فعال می‌کند که چهار مورد از آنها به طور خلاصه به شرح زیر است:

1. درد را از طریق سیستم «مهار نزولی درد» که به آن مدولاسیون «از بالا به پایین» درد نیز گفته می‌شود، تسکین می‌دهد. چنین اثراتی می‌توانند توسط موسیقی (یا نویز سفید) در نتیجه فعال شدن مواد افیونی درون‌زا آغاز شوند.
2. باعث کاهش استرس و در نتیجه کاهش فشار خون و سطح کورتیزول می‌شود و با افزایش سطح دوپامین، حالت شادی ایجاد می‌کند که منجر به تکثیر لکوسیت‌ها و در نتیجه افزایش کارایی سیستم ایمنی می‌شود.
3. مغز را به صورت دوگوشی – توسط ضربان‌های دوگوشی – تحریک می‌کند تا تغییراتی در وضعیت مغز ایجاد کند که فواید فیزیولوژیکی دارد.
4. عصب واگ تحریک می‌شود و بنابراین عملکردهای اندام‌های داخلی، از جمله هضم، ضربان قلب و تنفس، و همچنین فعالیت وازوموتور و اثرات ضد التهابی را تنظیم می‌کند. فرکانس‌های بسیار پایین (زیر شنوایی) خاص نیز ممکن است توسط هدفون‌های تمام گوشی، همراه با موسیقی اعمال شوند.

هر یک از این مکانیسم‌های بیولوژیکی به طور جداگانه مورد بحث قرار خواهند گرفت.

تحریک صوتی فعال و غیرفعال حفره‌های سینوسی و ریه‌ها

قبل از بحث در مورد روش تحریک صوتی حفره‌های سینوسی و ریه‌ها، مهم است که برخی از فواید طبیعی اکسید نیتریک (NO) برای سلامتی را که به طور طبیعی در بسیاری از نواحی بدن از جمله مژک‌های حفره‌های سینوسی و آلوئول‌ها در ریه‌ها تولید می‌شود، شرح دهیم . NO با گشاد کردن عروق، فشار خون را کاهش می‌دهد و بسیاری از فواید سلامتی دیگر از این مولکول مهم ناشی می‌شوند، به عنوان مثال: بهبود زخم از طریق تکثیر سلولی و رگ‌زایی ، میانجی‌گری ادم پوستی و التهاب ، اثر سیتوتوکسیک علیه عوامل بیماری‌زا ، افزایش جریان خون مغزی و اکسیژن‌رسانی به مغز ، مهار تجمع پلاکت‌ها در رگ‌های خونی و در نتیجه کمک به جلوگیری از حوادث ترومبوتیک، پشتیبانی از کاهش فشار خون ریوی و بیماری مزمن انسدادی راه هوایی.

NO می‌تواند در بدن از نیترات‌های معدنی موجود در سبزیجات برگ سبز و میوه‌ها، به ویژه توسط میکروبیوم دهان تولید شود و همچنین توسط ورزش تحریک می‌شود که می‌تواند بخشی از یک برنامه توانبخشی باشد، اما تمرکز اولیه در این بخش بر تولید NO در حفره‌های سینوسی است که توسط تحریک صوتی فعال و غیرفعال ایجاد می‌شود. تحریک «فعال» به تمرین زمزمه صوتی اشاره دارد که نشان داده شده است تولید NO را به میزان زیادی افزایش می‌دهد. ،حرکت هوا در مژک‌های سینوس، NO تولید می‌کند که از آن فواید سلامتی زیادی حاصل می‌شود، اگرچه مکانیسم‌های دقیقی که NO توسط آن تولید می‌شود، به طور کامل شناخته نشده است .

تمرین تنفس از طریق بینی در تمرین یوگایی پرانایاما، که در سانسکریت به معنای «کنترل تنفس» است، به خوبی شناخته شده است. این تمرین در باگاواد گیتا، که در برهه‌ای بین ۴۰۰ تا ۲۰۰ سال قبل از میلاد نوشته شده است، ذکر شده است.

در مقاله‌ای با عنوان « ارزیابی خروجی اکسید نیتریک بینی و سینوس با استفاده از زمزمه تک نفس» ، نویسندگان نشان می‌دهند که NO با یک بازدم در حین زمزمه، همانطور که در نمودار نشان داده شده است، به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد.

نویسندگان این مطالعه همچنین آزمایش‌هایی را برای تعیین فرکانس‌های مطلوب زمزمه انجام دادند و به این نتیجه رسیدند که فرکانس اندازه‌گیری شده ۱۳۰ هرتز، بالاترین خروجی NO از حفره سینوسی را در یک فرد ایجاد می‌کند. این مطالعه مشخص نمی‌کند که فرد مورد مطالعه مرد بوده است یا زن، اما در هر صورت، نتیجه با توجه به اینکه سینوس‌ها از حفره‌های نسبتاً کوچکی تشکیل شده‌اند که فرکانس‌های رزونانس هلمهولتز را در محدوده ۱ کیلوهرتز تا ۲ کیلوهرتز نشان می‌دهند، بسته به جنسیت و بلوغ،  تعجب‌آور است.

یک واقعیت جالب در مورد این طیف فرکانس‌های رزونانس مربوط به استفاده مصر باستان از ساز سیسترا، جغجغه‌ای با دیسک‌های فلزی است که در مقاله «صدا درمانی ۱۰۱» نویسنده به آن اشاره شده است. در جشنواره اوپت، از سیسترا برای تحریک سوراخ‌های بینی استفاده می‌شد: «سیسترا را که به سوراخ بینی شما ارائه می‌شود، بپذیرید تا نفس جوان‌کننده‌ای به شما بدهد…» عبارتی که نشان می‌دهد مصریان باستان می‌دانستند که سیسترا کیفیت خاصی از صدا را منتشر می‌کند که باعث ایجاد اثر جوان‌کننده بر حفره‌های سینوس می‌شود.

جمجمه و حفره‌های سینوسی زنان بالغ معمولاً کوچکتر از مردان بالغ است ؛ حفره‌های سینوسی کوچکتر  ، فرکانس‌های رزونانس بالاتری را پشتیبانی می‌کنند.  همچنین باید به خاطر داشت که  زمزمه یک فرکانس واحد تولید نمی‌کند، بلکه آرایه‌ای از هارمونیک‌ها را ایجاد می‌کند و حالت رزونانس اولیه حفره‌های سینوسی به طور خودکار در طول زمزمه صوتی  به عنوان یک جنبه طبیعی از رزونانس هلمهولتز (خاصیت رزونانس یک حفره پر از گاز) “انتخاب” می‌شود. بنابراین، اگرچه فرکانس اصلی وزوز حداکثر تحریک ۱۳۰ هرتز بود، (در مطالعه ارزیابی خروجی اکسید نیتریک بینی و سینوس با استفاده از زمزمه تک نفس )، حفره‌های سینوسی تقریباً مطمئناً توسط یک هارمونیک خاص از این فرکانس تحریک می‌شدند.

اکسید نیتریک همچنین توسط آلوئول‌ها در ریه‌ها تولید می‌شود و می‌تواند توسط تحریک صوتی فعال و غیرفعال تحریک شود؛ به طور فعال با زمزمه یا آواز خواندن، و به طور غیرفعال توسط فرکانس‌های صوتی خارجی یا موسیقی. شاخص‌های مربوط به فرکانس‌های بهینه برای تحریک غیرفعال را می‌توان از مطالعاتی که در آن‌ها سیستم تنفسی بر اساس ویژگی‌های صوتی رزونانس آن مدل‌سازی شده است، به دست آورد. ،در مطالعه دانشگاه ایلینوی ، فرکانس رزونانس هلمهولتز یک داوطلب سالم در حدود 100 هرتز نشان داده شده است که برای فردی که از فیبروز ریوی رنج می‌برد، به حدود 250 هرتز افزایش می‌یابد. این فرکانس‌ها به دلیل جنسیت و ظرفیت ریه به عنوان تابعی از ساختار ژنتیکی بیمار، بین افراد متفاوت خواهد بود. به طور مشابه، فرکانس‌های رزونانس هلمهولتز حفره‌های سینوسی بین افراد متفاوت خواهد بود.

اگر پزشک موسیقی زنده یا ضبط‌شده را با سطح صدای متوسط تا بالا، ۷۰ تا ۸۵ دسی‌بل، برای بیمار پخش کند، شناسایی فرکانس‌های رزونانس دقیق ریه‌ها یا حفره‌های سینوسی بیمار برای ارائه مداخله درمانی ضروری نیست (باید توجه داشت که موسیقی زنده حاوی هارمونیک‌های فرکانس بالای بسیار بیشتری است که برای تحریک سینوس‌ها مؤثر است.) حفره‌های سینوسی یا ریه‌های بیمار به‌طور خودکار فرکانس خاصی را که حفره به‌طور طبیعی در آن رزونانس دارد، انتخاب می‌کنند و این امر (برای مثال) در مورد سازهای موسیقی درجا، مانند پیانو، چنگ، گونگ، کاسه تبتی، کاسه کریستالی و تمام موسیقی‌های ضبط‌شده از طریق تجهیزات صوتی با کیفیت بالا صدق می‌کند.

f = فرکانس رزونانس حفره، c = سرعت صوت در هوا، S = مساحت دهانه، V = حجم هوای داخل حفره، L = طول لوله

علاوه بر تحریک تولید اکسید نیتریک، تحریک صوتی حفره‌های سینوسی و ریه‌ها می‌تواند به پاکسازی مخاط و بهبود علائم بیماری انسدادی مزمن ریوی (COPD) و برونشیت مزمن نیز کمک کند.

تسکین درد مزمن با تحریک صوتی گیرنده‌های درد

درد یک عملکرد حیاتی بدن است که هشدار اولیه در مورد آسیب یا آسیب احتمالی را فراهم می‌کند. این یک تجربه حسی و عاطفی است که تحت تأثیر عوامل روانی مانند تجربیات گذشته، باورهای مربوط به درد، ترس یا اضطراب قرار می‌گیرد. به عنوان مثال، آسیب بافتی، آزادسازی واسطه‌های التهابی مختلف، از جمله پروستاگلاندین‌ها، سیتوکین‌ها و کموکین‌ها را آغاز می‌کند . مهاجرت لکوسیت‌ها به ناحیه آسیب دیده، که از ویژگی‌های پاسخ التهابی است، با درد و حساسیت همراه است و در بهبود زخم نقش دارد. درد حاد به خوبی شناخته شده است و می‌تواند با داروهای مسکن با موفقیت تسکین یابد. این موضوع در محدوده این مقاله نیست.

درد مزمن یک مشکل شایع، پیچیده و ناراحت‌کننده است که تأثیر قابل توجهی بر افراد و جامعه دارد. درد مزمن، مانند اکثر بیماری‌ها، اغلب از یک سری یا ترکیبی از چندین رویداد ناشی می‌شود. فرآیندهای بیولوژیکی که منجر به حالت درد مزمن می‌شوند، حساسیت به محرک‌های دردناک و سطوح استرس درک شده را بیشتر افزایش می‌دهند که بیان ژن مرتبط با درد را بیشتر تغییر می‌دهد و یک چرخه درد پاتولوژیک ایجاد می‌کند. حتی زمانی که یک رویداد تسریع‌کننده منفرد در پیدایش درد مزمن وجود دارد (مثلاً آسیب)، مجموعه‌ای از عوامل وجود دارند که بر مدت، شدت و اثرات (فیزیکی، روانی، اجتماعی و عاطفی) درد مزمن تأثیر می‌گذارند.

انجمن بین‌المللی مطالعه درد، درد را به عنوان «یک تجربه حسی و عاطفی ناخوشایند مرتبط با یا شبیه به آن مرتبط با آسیب واقعی یا بالقوه» تعریف می‌کند و درد مزمن «دردی است که فراتر از زمان طبیعی بهبود بافت ادامه یافته است». درد زمانی مزمن تلقی می‌شود که بیش از سه تا شش ماه ادامه داشته باشد .

با توجه به اینکه درد یک تجربه جهانی است، مشخص نیست که چرا تنها بخش نسبتاً کمی از انسان‌ها به سندرم درد مزمن مبتلا می‌شوند. استفاده طولانی مدت از مسکن‌ها، مانند درمان مزمن با مواد افیونی، با یبوست، اختلال تنفسی در خواب، اختلال در تنظیم هیپوتالاموس-هیپوفیز-آدرنال، شکستگی‌ها (در نتیجه پوکی استخوان) و کاهش قابل توجه کیفیت زندگی مرتبط با سلامت و افزایش هزینه‌های مراقبت‌های بهداشتی مرتبط است. بنابراین، کاهش درد مزمن بدون استفاده طولانی مدت از مسکن‌ها مفید خواهد بود

در این بخش، تحریک صوتی شنیداری گیرنده‌های درد بدن را به عنوان یک روش درمانی جایگزین در درمان درد مزمن مورد بحث قرار می‌دهیم. برخلاف استفاده طولانی مدت از مسکن‌ها، مداخلات صوتی شنیداری هیچ عارضه جانبی شناخته شده‌ای ندارند.

هدایت سیگنال عصبی از طریق صدا

برای پایه گذاری بحث در مورد اصول تسکین درد از طریق صدا، ذکر اکتشافات مربوط به انتقال سیگنال عصبی از طریق صدا مهم است.

در سال ۱۹۵۲، آلن هاجکین و اندرو هاکسلی، که با آکسون‌های غول‌پیکر یک ماهی مرکب کار می‌کردند، چگونگی آغاز و انتشار پتانسیل‌های عمل (یا تکانه‌های عصبی) در نورون‌ها را شرح دادند که امروزه به عنوان مدل هاجکین-هاکسلی شناخته می‌شود. این مدل به عنوان یکی از دستاوردهای بزرگ بیوفیزیک قرن بیستم در نظر گرفته می‌شود،  که به خاطر آن در سال ۱۹۶۳ جایزه نوبل پزشکی را دریافت کردند. نظریه آنها، که شامل جریان جریان‌های الکتریکی در اعصاب بود، به مدل آموزشی استاندارد در کتاب‌های درسی پزشکی و زیست‌شناسی تبدیل شد. با این حال، یکی از جنبه‌هایی که محققان را متحیر کرد، سرعت نسبتاً کند هدایت در اعصاب، در مقایسه با سرعت هدایت جریان‌های الکتریکی در رساناها بود. سرعت نور در خلاء 2.998 × 108 متر در ثانیه است که  تقریباً برابر با مسافت 30 سانتی‌متر در هر نانو ثانیه است. سرعت یک سیگنال الکتریکی در یک کابل کواکسیال حدود دو سوم این مقدار یا 20 سانتی‌متر در هر نانو ثانیه است، بنابراین، در یک ثانیه سیگنال در یک رسانای کواکسیال تقریباً 200،000،000 متر را طی می‌کند که معادل کمی بیش از نیمی از فاصله بین زمین تا ماه است.

در مقایسه، رشته‌های عصبی سیگنال‌های هدایتی چندین مرتبه کندتر از کابل‌های کواکسیال. بالاترین سرعت هدایت برای فیبرهای عصبی، سرعت آکسون‌های عضلانی است که می‌توانند به سرعت‌های بیش از ۱۰۰ متر در ثانیه برسند.

با این حال، در سال ۲۰۰۵ مدل جدیدی از هدایت عصبی توسط محققان موسسه نیلز بور در دانشگاه کپنهاگ ارائه شد که آزمایش‌های آنها نشان داد که اعصاب، صدا (تکانه‌های سالیتونی) را هدایت می‌کنند که به نوبه خود به دلیل اثر پیزوالکتریک، پالس‌های الکتریکی تولید می‌کنند. آنها در مقاله خود خاطرنشان می‌کنند که «… سرعت‌های انتشار اندازه‌گیری شده، که در اعصاب میلین‌دار حدود ۱۰۰ متر بر ثانیه هستند، توضیح رضایت‌بخشی پیدا می‌کنند». به عبارت دیگر، انتشار تکانه‌های عصبی از طریق صدا، سرعت‌های پایین هدایت را توضیح می‌دهد، در حالی که چنین تکانه‌های صوتی باعث ایجاد تکانه‌های الکتریکی می‌شوند که برای تفسیر به مغز می‌روند. این کشف پیامدهای قابل توجهی برای صدادرمانی و پزشکی موسیقی، به ویژه برای غوطه‌ور کردن کل بدن در موسیقی و فرکانس‌های صوتی خاص دارد.

اصول تسکین درد با صدا

گیرنده‌های درد، گیرنده‌های حسی تخصصی هستند که مسئول تشخیص محرک‌های مضر (ناخوشایند) بوده و محرک‌ها را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کنند که سپس به سیستم عصبی مرکزی هدایت می‌شوند. آن‌ها انتهای عصبی آزاد فیبرهای آوران اولیه هستند و در سراسر بافت‌های بدن، از جمله پوست، احشاء، عضلات، مفاصل و مننژ مغز (هرچند در ماده خاکستری مغز نیستند) توزیع شده‌اند.

چهار طبقه‌بندی اصلی فیبرهای آوران نقش‌های تخصصی دارند، برای مثال، پاسخ به لمس سبک، یا به رویدادهای حاد، یا پاسخ به محرک‌های شیمیایی یا حرارتی، اما مهم‌تر از همه، همه انواع فیبرهای عصبی آوران به فشار مکانیکی پاسخ می‌دهند. و از آنجایی که صدا را می‌توان به صورت زیر تعریف کرد:

“انرژی تابشی مکانیکی که توسط امواج فشار طولی در یک ماده منتقل می‌شود…” مشخص می‌شود که همه انواع فیبرهای آوران به صدا پاسخ می‌دهند. این واقعیت با کشف موسسه نیلز بور مبنی بر اینکه اعصاب صدا را به صورت پالس‌های سولیتونی هدایت می‌کنند، تقویت می‌شود. “

وقتی گیرنده‌های درد تحریک می‌شوند، تکانه‌های عصبی به سه سیستم نخاع منتقل می‌شوند: سلول‌های جسم ژلاتینی در شاخ پشتی؛ الیاف ستون پشتی که به سمت مغز امتداد دارند؛ و اولین سلول‌های انتقال مرکزی (T) در شاخ پشتی.

این نظریه که فرکانس‌های صدا می‌توانند واسطه درد باشند، مبتنی بر «  نظریه کنترل دروازه درد» است که اولین بار در سال ۱۹۶۵ توسط رونالد ملزاک و پاتریک وال مطرح شد. ۴۲ این نظریه در ابتدا با شک و تردید مواجه شد، اما با وجود اینکه مجبور به انجام چندین اصلاح شد، مفهوم اساسی آن بدون تغییر باقی مانده است. نظریه آنها توضیحی فیزیولوژیکی-عصبی برای درک درد ارائه می‌دهد و در نهایت تحقیقات درد را متحول کرد. نظریه کنترل دروازه  پیشنهاد می‌کند که  دروازه‌هایی بین اعصاب آوران و مغز، واقع در ستون فقرات، وجود دارد که نحوه جریان پیام‌های درد از سیستم عصبی محیطی به سیستم عصبی مرکزی را کنترل می‌کنند.

برای مثال، سیگنال‌های درد آزادانه در امتداد  فیبرهای آوران کوچک A-دلتا (که درد تیز را حس می‌کنند) و  فیبرهای آوران کوچک نوع C (که درد مبهم را حس می‌کنند) دروازه را باز می‌کنند و در نتیجه درد در مغز درک می‌شود. با تحریک  فیبرهای بزرگ A-بتا یا فیبرهای A-آلفا در ناحیه‌ای که درد را تجربه می‌کند، واکنشی در نورون‌های مهاری مجاور ایجاد می‌شود. پس از فعال شدن، نورون‌های مهاری، که در همان مسیر نورون‌های پرتابی قرار دارند، دروازه بسته می‌شود و بنابراین سیگنال‌های درد قبل از رسیدن به مغز خاموش می‌شوند. تحریک فیبرهای A-بتا یا فیبرهای A-آلفا را می‌توان با فرکانس‌های صوتی خاص، همانطور که در زیر ذکر شده است، انجام داد.

سیستم کنترل دروازه ( Melzack-Wall ازMelzackوWall)

برخی از فرکانس‌های بهینه که برای تسکین درد از طریق تحریک گیرنده‌های درد مفید تشخیص داده شده‌اند، در فنلاند توسط پتری لِهیکوینن، روانشناس بالینی، در محدوده 27 هرتز تا 113 هرتز کشف شدند. لِهیکوینن یک سیستم درمانی توسعه داد: درمان با صدای آکوستیک فیزیکی (PAS)، که در ایالات متحده توسط سازمان داروی فدرال (FDA) و در بریتانیا توسط موسسه استاندارد بریتانیا (BSI) با سه ادعا تأیید شد: کاهش درد، افزایش گردش خون و لنفاوی و افزایش آرامش و تحرک عضلات. در نروژ، اولاو اسکیل تأکید ویژه‌ای بر فرکانس‌های درمانی خاص در 40 هرتز، 52 هرتز، 68 هرتز و 86 هرتز داشت .

درد نوروژنیک

همچنین می‌توان دردی را تجربه کرد که ناشی از درد نباشد و به عنوان درد «نوروژنیک» طبقه‌بندی شود که ناشی از اختلالات ریتم یا قطع ارتباط مدارهای عصبی است.  با این حال، مشخص شده است که درد نوروژنیک به دلیل بی‌دردی ارتعاشی ناشی از دینامیک قشر مغز ایجاد می‌شود.44 به عنوان مثال، در مطالعه‌ای با بیماران فیبرومیالژیا، اثرات مثبتی به دلیل انسجام نوسانی، با تحریک ارتعاشی-لمسی 40 هرتز بدن، به دست آمد .

مهار نزولی درد توسط موسیقی و نویز سفید

مکانیسم دوم میانجیگری درد، که گاهی اوقات به عنوان مدولاسیون «از بالا به پایین» درد نامیده می‌شود ، اما به طور دقیق‌تر به عنوان «سیستم مهار نزولی» یا «سیستم ضد درد نزولی» توصیف می‌شود ، می‌تواند توسط موسیقی که یک پاسخ عاطفی قوی ایجاد می‌کند، فعال شود.  چنین احساساتی که توسط موسیقی برانگیخته می‌شوند را می‌توان به عنوان «هیجان» توصیف کرد.

موسیقی فواید زیادی  بدون عوارض جانبی منفی ارائه می‌دهد و بنابراین، گزینه‌ای مطلوب برای کسانی است که به دنبال درمان‌های جایگزین برای مدیریت درد هستند.

منشأ این مکانیسم میانجیگری درد دوم از یک مطالعه اولیه توسط دکتر هنری کی. بیچر با عنوان « درد در مردان زخمی در جنگ » ناشی شد که در آن خاطرنشان می‌کند: «سه چهارم مردان به شدت زخمی، اگرچه برای چند ساعت مورفین دریافت نکرده‌اند، درد بسیار کمی دارند به طوری که نمی‌خواهند داروی مسکن مصرف کنند… احساسات قوی می‌تواند درد را مسدود کند.»

مهار نزولی مربوط به مسیرهایی است که از ساقه مغز سرچشمه می‌گیرند و به نخاع ختم می‌شوند تا انتقال حسی را سرکوب کرده و در نتیجه بی‌دردی ایجاد کنند. فرض بر این است که بی‌دردی ناشی از موسیقی در نتیجه آزادسازی مواد افیونی در طول گوش دادن به موسیقی رخ می‌دهد، ،که در نتیجه سیستم بی‌دردی نزولی را درگیر می‌کند که پاسخ‌های ضد درد را در نخاع ایجاد می‌کند. مسیرهای مهار نزولی از مواد افیونی درون‌زا، هیدروکسی‌تریپتامین (5-HT) و نورآدرنالین استفاده می‌کنند و اثرات آنها از طریق مدارهای فوق نخاعی، مغز میانی-نخاعی و ساقه مغز-نخاعی اعمال می‌شود. تعداد زیادی از ساختارهای ساقه مغز از طریق برآمدگی‌های نزولی به شاخ خلفی نخاع، درد را سرکوب می‌کنند و در بیشتر موارد، اثر سرکوب‌کننده درد نزولی آنها از طریق ماده خاکستری اطراف قناتی (PAG) و بصل النخاع شکمی-میانی (RVM) منتقل می‌شود. رگ RVM در ساقه مغز یک محل رله بسیار مهم برای ادغام تأثیرات نزولی به نخاع است.

شکستن چرخه «درد-اسپاسم-درد» در آسیب نخاعی، با صدا

اولین پیشنهاد چرخه درد-اسپاسم-درد عموماً به جانت تراول نسبت داده می‌شود که در سال ۱۹۴۲ نوشت: «اگر اسپاسم عضلانی باعث درد شود و درد به طور رفلکسی اسپاسم عضلانی ایجاد کند، ممکن است یک چرخه خود-دائمی ایجاد شود…» امروزه به خوبی شناخته شده است که آسیب‌های ستون فقرات معمولاً باعث اسپاسم عضلانی می‌شوند تا محل آسیب را «آتل‌بندی» کنند و در حین انجام فرآیند بهبود، از آن محافظت کنند.

در یک میزگرد بین چهار پزشک، با عنوان « تشخیص و درمان کمردرد ناشی از اسپاسم عضلات پارااسپاینوس: میزگرد پزشکان» ، که در مجله پزشکی درد منتشر شد، دکتر مک‌کاربرگ اظهار داشت:

“بیمار از یک آسیب اولیه درد می‌گیرد. نورون‌های حرکتی به عنوان یک رفلکس برای آتل‌بندی آن ناحیه فعال می‌شوند و باعث اسپاسم عضلانی می‌شوند. اسپاسم عضلانی به وضوح باعث درد می‌شود، اما علت دقیق درد به خوبی شناخته نشده است. صرف نظر از این، این درد باعث اسپاسم عضلانی بیشتر خواهد شد… امیدوارم اگر این چرخه قطع شود، یک مشکل مزمن رخ ندهد.”

ترومای ناشی از آسیب نخاعی یا آسیب دیگر باعث درد می‌شود که منجر به تنش عضلانی می‌شود. سپس مجموعه‌ای از اثرات ایجاد می‌شود که تنش عضلانی گردش خون را کاهش می‌دهد، که (به فرض) باعث هیپوکسی و درد بیشتر در عضلات آسیب دیده می‌شود. سپس اسپاسم تشدید می‌شود که باعث تشدید هیپوکسی و تشدید درد می‌شود، بنابراین باعث درد بسیار بیشتری نسبت به آسیب می‌شود.

فرض بر این است که کاهش گردش خون نتیجه مستقیم فشرده شدن رگ‌های خونی داخل عضلانی است، مفهومی که با این واقعیت پشتیبانی می‌شود که می‌دانیم خون‌رسانی به عضله در حین انقباض ارادی کاهش می‌یابد و درد پس از ورزش عضلانی بسیار شبیه به درد ناشی از کاهش تجربی خون‌رسانی به عضله است.

تسکین درد و اضطراب با طب فشاری و سونوگرافی

طب فشاری یک روش پزشکی جایگزین است که ریشه در چین باستان دارد؛ این روش با تحریک نقاط طب سوزنی با استفاده از فشار حاد، اثرات درمانی را تجسم می‌بخشد. سازمان بهداشت جهانی، در گزارش نامگذاری بین‌المللی طب سوزنی در سال 1991، 14 مریدین اصلی و 361 نقطه طب سوزنی کلاسیک، علاوه بر 8 مریدین اضافی و 48 نقطه اضافی را فهرست می‌کند. همین نقاط طب سوزنی کلاسیک، که می‌توانند با فشار موضعی حاد فعال شوند، می‌توانند توسط صدا نیز فعال شوند، زیرا صدا (همانطور که قبلاً ذکر شد) را می‌توان به صورت زیر تعریف کرد: «انرژی تابشی مکانیکی که توسط امواج فشار طولی در یک ماده منتقل می‌شود…» این اساس «سونوپانکچر»، یک روش درمانی است که نوعی طب فشاری محسوب می‌شود.

یک مقاله مروری جامع از پانزده مطالعه طب فشاری نتیجه گرفت که طب فشاری در کاهش درد دیسمنوره، درد زایمان، کمردرد، سردرد مزمن و سایر دردهای آسیب‌زا مؤثر است. کارآزمایی‌های بالینی نشان داد که طب فشاری می‌تواند به طور مؤثر توسط متخصصان مراقبت‌های بهداشتی به عنوان یک درمان کمکی در طب عمومی برای تسکین درد انجام شود. نویسندگان همچنین نتیجه گرفتند که مقاله مروری سیستماتیک آنها شروع به ایجاد یک پایگاه شواهد معتبر برای استفاده از طب فشاری در تسکین درد می‌کند و اینکه یک پایگاه شواهد از ارزیابی قابل اعتماد و معتبر برای پزشکان بسیار مهم است. از نظر پیامدهای آموزش، عمل و تحقیقات پرستاری، این بررسی شواهد مهمی را ارائه می‌دهد که طب فشاری از یک روش غیرتهاجمی، به موقع و مؤثر برای حمایت از اثربخشی آن در تسکین انواع دردها استفاده می‌کند .

دی. کری، متخصص طب سوزنی دارای مجوز، در سال ۱۹۹۵، زمانی که رئیس بالینی موسسه طب سوزنی و طب شرقی شمال غربی بود، یک روش درمانی با استفاده از دیاپازون‌های فرکانس خاص برای فعال کردن نقاط طب سوزنی ابداع کرد. هدف، یافتن یک درمان غیرتهاجمی بود که بتوان آن را به دانشجویان آموزش داد و در کلینیک‌هایی با جمعیت‌های بیمار مبتلا به بیماری وخیم، از جمله مبتلایان به HIV/AIDS، درد مزمن و تروما، استفاده کرد. امروزه ،  این روش آموزش سونوپانکچر  در یک دوره آموزشی معتبر در دسترس است و یک مدل پزشکی یکپارچه ارائه می‌دهد که با بسیاری از تخصص‌های بالینی مطابقت دارد و می‌تواند از بیمارانی که درمان‌های طب سنتی غربی را دنبال می‌کنند، پشتیبانی کند .

متخصص طب سوزنی دارای مجوز، ام.ای. ویکفیلد، لس‌آنجلس، که در سال ۲۰۰۵ توسط انجمن پزشکی شرقی آمریکا به عنوان «مربی سال» برگزیده شد، نویسنده‌ی مشترک کتاب طب سوزنی ارتعاشی : ادغام دیاپازون‌ها با سوزن‌ها  ، ۶۰، به همراه میکل‌آنجلو، ام.اف.ای، مشاور پزشکی ارتعاشی است. کتاب آنها به طور منحصر به فردی به بررسی هم‌افزایی دیاپازون‌ها و طب سوزنی می‌پردازد. برای تسکین درد، از طریق سونوپانکچر، نویسندگان توصیه می‌کنند که از دیاپازون ۱۳۶.۱ هرتز برای نقاط خاص طب سوزنی استفاده شود. اگرچه نقاط طب سوزنی که به صورت صوتی فعال می‌شوند، معمولاً از چندین سیستم بدنی به هم پیوسته پشتیبانی می‌کنند، مثال‌های زیر عمدتاً بر تسکین درد تمرکز دارند:

لو-۷ لیک ، «توالی شکسته»، سردرد، گلودرد، میگرن، دندان درد و درد مچ دست را تسکین می‌دهد.

SI-3 Houxi ، «جریان برگشتی» درد گردن، رگ به رگ شدن حاد کمر، درد شانه و آرنج را تسکین می‌دهد. UB-62 Shenmai ، «رگ در حال انبساط» سردرد، کمردرد، درد پا و بی‌خوابی را تسکین می‌دهد. TH-5 Waiguan ، «گذرگاه بیرونی» سردرد، درد صورت، درد انگشتان و لرزش دست را تسکین می‌دهد. Bl-58 Feiyang «پرواز کردن» درد سیاتیک را تسکین می‌دهد، سردرد و کمردرد را تسکین می‌دهد.

یکی دیگر از کاربردهای درمانی مهم دیاپازون‌ها توسط اد مک‌کیوسیک، نویسنده کتاب « تنظیم بیوفیلد انسانی» کشف شد . همانطور که در بخش اول این مقاله ذکر شد، اطلاعات انرژی به طور مداوم از بدن به شکل بیوفیلدها ساطع می‌شوند. (به نسخه زمستانی HTJ مراجعه کنید). بیوفیلدها شامل انرژی بیوفوتونیک، به عنوان مثال، الکترومغناطیس مادون قرمز مدوله شده که نتیجه طبیعی فرآیندهای متابولیک سلولی است، علاوه بر مدولاسیون در میدان‌های الکترومغناطیسی ساطع شده توسط قلب، مغز و سایر اندام‌ها هستند. به نقل از پیشگفتار کتاب توسط دکتر کارل اچ. مارت، که طب مکمل و جایگزین را انجام می‌دهد، «هنگامی که یک میدان صوتی هولوگرافیک مانند آنچه توسط یک دیاپازون تولید می‌شود، که شامل ساختارهای داده پیچیده‌ای از فرکانس‌های خالص با روابط فاز متغیر است، با میدان زیستی یک فرد تعامل می‌کند، خاطرات سلولی بافت‌های مختلف می‌توانند دوباره بیدار شوند، که به طور بالقوه منجر به یک پاسخ درمانی می‌شود. نظریه میدان فیزیکی کوانتومی وقوع تعدادی از پدیده‌های پویای منسجم در آب مایع درون سلول‌ها و بافت‌ها را پیش‌بینی می‌کند که ممکن است توسط صدا تحریک شوند. این فرآیند بر ابرهای الکترونی آزاد موجود در این حوزه‌های آب منسجم تأثیر می‌گذارد و [بنابراین] فرآیندهای سلولی را از طریق تعامل آنها با پوسته‌های هیدراتاسیون اطراف گیرنده‌های غشای سلولی اصلاح می‌کند.» نشان داده شده است که روش تنظیم میدان زیستی به طور مداوم اضطراب را کاهش می‌دهد و همچنین درد را تسکین می‌دهد.

تسکین درد با سونوپانکچر که توسط دستگاه‌های الکترونیکی انجام می‌شود

اگرچه سونوپانکچر معمولاً توسط دیاپازون‌ها اعمال می‌شود، دستگاه‌هایی که ارتعاش فرکانس پایین منتشر می‌کنند نیز می‌توانند علاوه بر دستگاه‌هایی که سونوگرافی منتشر می‌کنند، نقاط طب فشاری را فعال‌سازی صوتی کنند. نقاط طب فشاری روی کف پا نیز می‌توانند با اعمال فرکانس‌های صوتی قابل شنیدن، سیستم مریدین را تحریک کنند. دکتر ام . کرامول یک دستگاه درمانی توسعه داد که از یک مبدل ارتعاشی-لمسی استفاده می‌کند و طیف وسیعی از فرکانس‌های صوتی قابل شنیدن را به پدهای پر از ژل صوتی که کف پا روی آنها قرار می‌گیرد، ساطع می‌کند و در نتیجه سیستم مریدین را تحریک می‌کند. آنها به همراه دستیار خود، کیت هالند، CCP، در سال 2016 یک مطالعه تحقیقاتی شش هفته‌ای درد را با سه نفر، یک زن 30 ساله، یک مرد 38 ساله و یک مرد 68 ساله انجام دادند .

به طور خلاصه برای این بخش در مورد طب فشاری/ سونوپانکچر، علاوه بر پشتیبانی از طیف وسیعی از بیماری‌های مزمن دیگر، از جمله افسردگی، اختلال استرس پس از سانحه، بی‌خوابی و موارد دیگر، پتانسیل قابل توجهی برای کاهش درد وجود دارد.

تحریک سیستم ایمنی بدن با موسیقی (از طریق هدفون یا غوطه‌وری کامل بدن)

بیماری به هر شکلی می‌تواند باعث پریشانی عاطفی شود و حرکات می‌توانند نقش مهمی در بهبودی بیمار از بیماری یا از یک عمل جراحی داشته باشند. استرس و ترس باعث آزاد شدن کورتیزول از غدد فوق کلیوی می‌شوند که با فراهم کردن گلوکز اضافی و استفاده از ذخایر پروتئین از طریق گلوکونئوژنز در کبد، به آماده شدن بدن برای «جنگ یا گریز» کمک می‌کند.

با این حال، کورتیزول همچنین سیستم ایمنی و سایر سیستم‌های بدن را که طبیعت آنها را «غیرضروری» می‌داند، در کوتاه‌مدت سرکوب می‌کند و بیمار را در برابر ابتلا به عوامل بیماری‌زا آسیب‌پذیرتر می‌کند. در حالی که آرام‌بخش‌های دارویی به طور معمول برای کاهش استرس و ترس بیمار تجویز می‌شوند، موسیقی می‌تواند بدون دارو نتیجه مشابهی ایجاد کند. چنگ، به ویژه هنگامی که به صورت زنده برای بیماران نواخته می‌شود، غوطه‌وری کامل بدن را در فرکانس‌های صوتی بی‌شماری فراهم می‌کند که هم فواید فیزیولوژیکی و هم روانی دارند. گوش دادن به موسیقی ضبط شده چنگ از طریق هدفون، همانطور که بعداً توضیح داده خواهد شد، تأثیر مستقیمی بر عصب واگ دارد.

موسیقی می‌تواند خاطرات شادی‌آور از زمان‌ها، مکان‌ها یا رویدادهای زندگی را تداعی کند که می‌تواند به سرعت خلق و خوی بیمار را به حس شادی تبدیل کند، که در این حالت مغز و سیستم عصبی روده‌ای در دستگاه گوارش دوپامین تولید می‌کنند که سیستم ایمنی را تقویت می‌کند.به موازات افزایش دوپامین، موسیقی مورد علاقه بیمار باعث کاهش سطح کورتیزول می‌شود. شادی همچنین غده هیپوفیز در مغز را تحریک می‌کند تا بتا-اندورفین‌ها را به جریان خون آزاد کند که با اتصال به گیرنده‌های مو-اپیوئیدی که در سراسر اعصاب محیطی وجود دارند، باعث ایجاد بی‌دردی می‌شوند. گیرنده‌های مو-اپیوئیدی در پایانه‌های مرکزی نورون‌های آوران اولیه، فیبرهای عصبی حسی محیطی و گانگلیون‌های ریشه پشتی شناسایی شده‌اند.

غده هیپوفیز همچنین نوروپپتید، اکسی توسین، که به صورت محاوره‌ای به عنوان … شناخته می‌شود را ذخیره می‌کند. «هورمون عشق». اکسی‌توسین در هیپوتالاموس ساخته می‌شود و به وزیکول‌های بزرگ و متراکم هسته لوب خلفی غده هیپوفیز منتقل می‌شود که در پاسخ به فعالیت جنسی و ارگاسم علاوه بر زایمان، به جریان خون آزاد می‌شود. در یک زمینه وسیع‌تر، به نظر می‌رسد که در بین مطالعات، اجماع عمومی وجود دارد که گوش دادن به موسیقی سنتز اکسی‌توسین را افزایش می‌دهد و بیماران پس از عمل که از طریق هدفون به موسیقی گوش می‌دادند، افزایش اکسی‌توسین سرم را نشان دادند و در مقایسه با گروه کنترل که موسیقی نداشتند، سطوح بالاتری از آرامش را گزارش کردند. به نظر می‌رسد اکسی‌توسین و گیرنده‌های آن جایگاه اصلی را در میان کاندیداهای ماده «شادی» دارند، و در مطالعه‌ای که بر روی کودکان اوتیسمی متمرکز بود، سطوح اکسی‌توسین به طور قابل توجهی پایین‌تری در پلاسمای خون آنها یافت شد، که نشان دهنده کورسوی امیدی در یافتن نقشی برای اکسی‌توسین در درمان اوتیسم است، 77 یعنی در هر دو مورد (که شادی را برمی‌انگیزد و از درمان اوتیسم حمایت می‌کند) پیوند آشکاری در قالب موسیقی وجود دارد، چه از طریق هدفون اعمال شود و چه غوطه‌وری کامل بدن در موسیقی.

ارتباط مهم دیگری بین موسیقی و سیستم ایمنی در مطالعه‌ای در سال ۲۰۱۹ توسط دانشگاه آگوستا، ایالات متحده، گزارش شد. محققان دریافتند که وقتی موش‌ها در معرض ارتعاشات صوتی با فرکانس پایین قرار می‌گیرند، ماکروفاژها در جریان خون آنها به طور قابل توجهی تکثیر می‌شوند. این اثر هنوز در انسان نشان داده نشده است، با این حال، به نظر می‌رسد که خون انسان به روشی مشابه خون موش پاسخ خواهد داد. مکانیسم احتمالی که تکثیر ماکروفاژها را در خونی که در صدای فرکانس پایین غوطه‌ور است، تقویت می‌کند، افزایش سطح pO2 است . لازم به ذکر است که این جنبه از ارتباط بین موسیقی و سیستم ایمنی فقط در هنگام غوطه‌وری کامل بدن رخ می‌دهد، زیرا سیستم گردش خون کامل نیاز به تحریک توسط فرکانس‌های صوتی پایین دارد.

ضربان‌های دوگوشی (از طریق هدفون) برای ایجاد تغییرات در وضعیت مغز، با مزایای فیزیولوژیکی

ضربان‌های دوگوشی به‌طور تصادفی در سال ۱۸۳۹ توسط دانشمند پروسی، هاینریش ویلهلم داو، در طول آزمایش‌هایی با دو دیاپازون با فرکانس‌های متفاوت کشف شدند. او به دلیل کارش در این زمینه به عنوان «پدر هواشناسی» شناخته شده است ، با این حال، تا اواخر سال ۱۹۱۵ کشف ضربان‌های دوگوشی توسط او یک مورد خاص و بی‌اهمیت از ضربان‌های تک‌گوشی در نظر گرفته می‌شد. ضربان‌های تک‌گوشی زمانی رخ می‌دهند که دو صدا با فرکانس کمی متفاوت به طور همزمان پخش شوند و در نتیجه یک اثر ضربانی ناشی از اختلاط دو صدا ایجاد می‌شود که در لحظاتی که فازهای آنها همسو می‌شوند تقویت می‌شوند و هنگامی که فازهای آنها در مقابل یکدیگر قرار می‌گیرند، کاهش می‌یابند. اما در هنگام گوش دادن با هدفون، هنگامی که دو فرکانس کمی متفاوت تجربه می‌شوند، فرکانس اختلاف ترکیبی به عنوان ضربان دوگوشی شناخته می‌شود و مکانیسمی برای تحریک سیستم شنوایی در فرکانس‌های بسیار پایین، پایین‌تر از محدوده فرکانس شنوایی، فراهم می‌کند. گوش دادن به ضربان‌های دوگوشی این توهم را ایجاد می‌کند که صداها در جایی در سر قرار دارند. مراکز شنوایی پایینی مغز در بصل النخاع قرار دارند و تکانه‌های گوش راست و چپ ابتدا در هسته زیتونی فوقانی چپ یا راست به هم می‌رسند. این ساختارها بخشی از زیتون هستند، اندامی که در این نما در پشت ساقه مغز قرار دارد. احتمالاً ضربان‌های دوگوشی در اینجا تشخیص داده می‌شوند. اختلاف فرکانس بین صداهای ارائه شده به گوش چپ و راست، ریتم‌های مغز را به آن فرکانس هدایت می‌کند.

در یک مطالعه متقاطع ضربان‌های دوگوشی، دوسوکور و با طراحی دقیق، با عنوان: ضربان‌های شنیداری دوگوشی بر هوشیاری، عملکرد و خلق و خو تأثیر می‌گذارند. فیزیولوژی و رفتار ، 29 داوطلب مورد آزمایش قرار گرفتند. ضبط‌های مورد استفاده در این مطالعه شامل یک صدای پس‌زمینه از نویز صورتی و یک تون حامل بود که در آن یک فرکانس اختلاف بین کانال‌های چپ و راست تعبیه شده بود. (هدف از نویز صورتی، پوشاندن صدای تون حامل بود.) شرکت‌کنندگان از هدف واقعی مطالعه بی‌اطلاع نگه داشته شدند و از وجود ضربان‌های دوگوشی در هدفون‌ها بی‌اطلاع بودند. نتایج این مطالعه شواهدی را ارائه داد که نشان می‌دهد ارائه محرک‌های ساده ضربان شنیداری دوگوشی در طول یک کار هوشیاری 30 دقیقه‌ای می‌تواند هم بر عملکرد کار و هم بر تغییرات خلق و خوی مرتبط با کار تأثیر بگذارد. تأثیرات بر رفتار و خلق و خو در غیاب انتظارات شرکت‌کنندگان مشاهده شد و کنترل تجربی، اثرات دارونما را رد کرد. نویسندگان نتیجه گرفتند که تحریک شنیداری ساده با ضربان دوگوشی می‌تواند بر فرآیندهای روانی-حرکتی و عاطفی تأثیر بگذارد، حتی زمانی که افراد از ارائه چنین سیگنال‌هایی بی‌اطلاع باشند، و اینکه این فناوری ممکن است کاربردهایی برای کنترل توجه و برانگیختگی و افزایش عملکرد انسان داشته باشد.

در یک مطالعه متقاطع دوسوکور دیگر، با عنوان: کاهش درد و استفاده از مسکن پس از درمان با ضربان‌های دوگوشی صوتی در درد مزمن – یک کارآزمایی متقاطع تصادفی دوسوکور ، نویسندگان به این نتیجه رسیدند که ضربان‌های دوگوشی ریتم تتا در مقایسه با تحریک ساختگی، شدت درد، استرس و استفاده از مسکن را در بیماران مبتلا به درد مزمن کاهش می‌دهد. نتیجه‌گیری دیگر این بود که کاهش قابل توجه بعدی در مصرف داروهای مسکن در زندگی روزمره بیماران مبتلا به درد مزمن می‌تواند ابزاری ارزشمند باشد و تأثیر درمان‌های موجود درد را افزایش دهد.

رابرت مونرو از موسسه مونرو، سیستمی از ضربان‌های دوگوشی ایجاد کرد که در آن افراد به ترکیبی از ضربان‌های دوگوشی صوتی مخلوط با موسیقی، نویز صورتی و/یا صدای طبیعی امواج اقیانوس گوش می‌دهند که فرآیند «همی-سینک» نامگذاری شده است. مطالعات با این سیستم، بهبودهایی را در ادغام حسی ، آرامش، مدیتیشن، کاهش استرس، خواب و مدیریت درد ، محیط‌های یادگیری غنی‌شده و حافظه تقویت‌شده نشان داده است.

تحریک صوتی عصب واگ (از طریق هدفون) و با صداسازی

عصب واگ، جزء اصلی سیستم عصبی پاراسمپاتیک است که بر طیف وسیعی از عملکردهای حیاتی بدن، از جمله کنترل خلق و خو، پاسخ ایمنی، هضم و ضربان قلب، نظارت دارد و طیف گسترده‌ای از سیگنال‌ها را از دستگاه گوارش و اندام‌ها و برعکس حمل می‌کند. پس از خروج از سوراخ ژوگولار، یک شاخه گوش خارج می‌شود که به کانال شنوایی و گوش خارجی عصب می‌دهد. این تنها شاخه عصب واگ است که به سر داده می‌شود. همانطور که عصب واگ از طریق بصل النخاع از گردن پایین می‌آید، شاخه‌ها قبل از ادامه به داخل قفسه سینه، جایی که با قلب و سایر اندام‌های اصلی متصل می‌شود، به حلق و حنجره می‌روند. اتصالات حنجره و گوش در زمینه صدا درمانی و پزشکی موسیقی مورد توجه ویژه هستند که در ادامه این بخش، پس از مروری بر عصب واگ و روش‌های تحریک درمانی آن، مورد بحث قرار می‌گیرند.

شرح شماتیک:

واسطه‌های التهابی، مانند سیتوکین‌ها، توسط ماکروفاژهای فعال شده و سایر سلول‌های ایمنی در هنگام مواجهه با سیستم ایمنی آزاد می‌شوند. این واسطه‌ها توسط اجزای حسی بازوی آوران رفلکس التهابی شناسایی می‌شوند. ارتباطات عصبی بین NTS، AP، DMN، NA و نواحی بالاتر مغز پیشین، خروجی واگ آوران (قرمز) و وابران (آبی) را ادغام می‌کنند، بنابراین، فعال‌سازی سیستم ایمنی را تنظیم، سیتوکین‌های پیش‌التهابی را سرکوب، و التهاب را کاهش می‌دهند. خروجی واگ وابران می‌تواند توسط ورودی‌های گوش و حنجره پشتیبانی شود.

ارتباط دو طرفه بین مغز و دستگاه گوارش، که گاهی اوقات «محور مغز-روده» نامیده می‌شود، یک سیستم پیچیده است که شامل عصب واگ می‌شود و به عنوان یک هدف درمانی برای اختلالات گوارشی و روانی، مانند بیماری التهابی روده، افسردگی و اختلال استرس پس از سانحه، اهمیت فزاینده‌ای پیدا می‌کند. روده یک مرکز کنترل مهم سیستم ایمنی است و عصب واگ دارای خواص تعدیل‌کننده سیستم ایمنی است. در نتیجه، این عصب نقش مهمی در رابطه بین روده، مغز و التهاب ایفا می‌کند .

یک ارتباط «سخت» بین سیستم عصبی و سیستم ایمنی به عنوان یک مکانیسم ضد التهابی وجود دارد. مکانیسم‌های تنظیم‌کننده متقابل، مانند سلول‌های دارای صلاحیت ایمونولوژیکی و سیتوکین‌های ضد التهابی، معمولاً پاسخ التهابی حاد را محدود کرده و از گسترش واسطه‌های التهابی به جریان خون جلوگیری می‌کنند. کمپلکس واگ پشتی، با تغییر فعالیت حرکتی در عصب واگ، به افزایش مقادیر در گردش فاکتور نکروز تومور (TNF-α) پاسخ می‌دهد، بنابراین، تحریک عصب واگ می‌تواند به بازگرداندن تعادل سیتوکین کمک کند و منجر به کاهش التهاب مزمن شود. عصب واگ یکی از اجزای اصلی محور نورواندوکرین-ایمنی است که در پاسخ‌های هماهنگ عصبی، رفتاری و غدد درون‌ریز دخیل است که یک دفاع ذاتی خط اول مهم در برابر عفونت و التهاب را فراهم می‌کند و به بازگرداندن هموستاز در بدن کمک می‌کند. بیماری‌های التهابی که در آنها فاکتور نکروز تومور ( TNFα ) یک سیتوکین کلیدی است، کاندیداهای خوبی برای درمان با هدف قرار دادن مسیر ضد التهابی کولینرژیک (CAP) هستند .

در اصل، رفلکس التهابی یک مکانیسم فیزیولوژیکی است که از طریق آن عصب واگ عملکرد سیستم ایمنی را تنظیم کرده و تولید سیتوکین‌های پیش‌التهابی را مهار می‌کند، بنابراین،  با هشدار دادن به مغز در مورد وجود سیتوکین‌ها، از التهاب بیش از حد جلوگیری می‌کند، که باعث آزاد شدن مولکول‌های ضد التهابی می‌شود که التهاب را کاهش داده و تعادل سالم را حفظ می‌کنند

یکی از مهمترین پتانسیل‌های تحریک عصب واگ، نقش آن در پیش‌آگهی سرطان است. در یک مقاله مروری با عنوان « نقش عصب واگ در پیش‌آگهی سرطان: یک بررسی سیستماتیک و جامع»، نویسندگان بر این واقعیت تأکید می‌کنند که سرطان همچنان دومین علت اصلی مرگ و میر در سراسر جهان است و سرطان پروستات شایع‌ترین نوع سرطان در مردان و سرطان سینه در زنان است. سرطان یک بیماری پیچیده است زیرا شامل صدها نوع مختلف است و به این دلیل که سیستم‌های مختلف بدن را درگیر و تحت تأثیر قرار می‌دهد. مطالعات نشان داده‌اند که سه عامل بیولوژیکی اساسی در شروع و پیشرفت تومورزایی نقش دارند: (1) استرس اکسیداتیو، که منجر به آسیب DNA می‌شود، (2) التهابی که به فرار از آپوپتوز، رگ‌زایی و متاستاز کمک می‌کند، و (3) فعالیت بیش از حد سمپاتیک، که بر محل متاستاز سلول‌های سرطانی تأثیر می‌گذارد. یکی از عوامل مشترک بین این سه عامل، که هر سه را مهار می‌کند و بر پیش‌آگهی سرطان تأثیر می‌گذارد، تحریک عصب واگ است زیرا استرس اکسیداتیو را کاهش می‌دهد، مغز را در مورد التهاب آگاه می‌کند و التهاب را به شدت مهار می‌کند و فعالیت سمپاتیک را مهار می‌کند زیرا شاخه اصلی سیستم عصبی پاراسمپاتیک است. یک جنبه جالب و بالقوه حیاتی از فعالیت عصب واگ مربوط به ارتباط آن با تغییرپذیری ضربان قلب (HRV) است، تغییرپذیری فواصل قلبی بین ضربان‌ها که به شدت با فعالیت عصب واگ و تنظیم خودکار قلب مرتبط است.

چگالی طیف توان (PSD) تغییرپذیری ضربان قلب در فرکانس بالا (HF-HRV فعالیت فرکانسی قلب در محدوده 0.15 تا 0.40 هرتز است) به شدت با فعالیت قلبی-عروقی مرتبط است. (در مقایسه، فعالیت قلبی فرکانس پایین (LF) در محدوده 0.04 تا 0.15 هرتز است). باندهای فرکانسی LF و HF به طور گسترده برای تعیین کمیت تنظیم پاراسمپاتیک و سمپاتیک استفاده می‌شوند.

عصب واگ نقش مهمی در هموستاتیک ایفا می‌کند، که توسط افرادی با HRV بالا نشان داده شده است که در مقایسه با افرادی با HRV پایین، میزان بهبودی بهتری را در برابر استرس فیزیولوژیکی در سیستم‌های قلبی، هورمونی و ایمنی نشان داده‌اند. در دوازده مطالعه‌ای که ارتباط بین فعالیت تون واگ و پیش‌بینی پیش‌آگهی در سرطان را بررسی کردند، که شامل ۱۸۲۲ بیمار بود، شواهد نوظهور در نشان دادن نقش پیش‌آگهی فعالیت واگ و همبستگی معنی‌دار بین زمان بقا و تغییرپذیری ضربان قلب با فرکانس بالا، سازگار بودند. با استفاده از شاخص HF-HRV عصب واگ، هنگامی که داده‌ها از گروهی از زنان مبتلا به سرطان پستان متاستاتیک و عودکننده تجزیه و تحلیل شد، مشخص شد که در نمونه‌ای از ۸۷ زن، HF-HRV بالاتر به طور قابل توجهی بقای طولانی مدت را پیش‌بینی می‌کند. همچنین مشخص شد که اعتبار پیش‌بینی HF-HRV هنگام تقسیم آن بر ضربان قلب بیماران بهبود می‌یابد، بنابراین نسبت واگ/سمپاتیک بیشتری را نشان می‌دهد. نویسندگان این مطالعه مروری خواستار بررسی جدی افزودن HRV به تخمین بالینی پیش‌آگهی در انکولوژی هستند.

در بخش بعدی، روش‌های تحریک عصب واگ از جمله الکتریکی، صوتی، گوش و حنجره مورد بحث قرار گرفته است که همگی باعث بهبود تون واگ با فواید بالقوه بسیاری برای سلامتی می‌شوند. عصب واگ همچنین می‌تواند توسط طب سوزنی، توسط متخصصان طب سوزنی باتجربه و دارای مجوز، تحریک شود.

تحریک الکتریکی عصب واگ (VNS) اولین بار در دهه‌های 1930 و 1940 با حیوانات مورد مطالعه قرار گرفت که زمینه را برای مطالعات در انسان فراهم کرد. پس از آزمایش‌های بالینی موفقیت‌آمیز، سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) در سال 1997 استفاده از یک محرک الکتریکی عصب واگ کاشته شده را برای درمان انواع خاصی از صرع تأیید کرد. این روش شامل کاشت الکترود در نزدیکی عصب واگ در گردن، همراه با یک دستگاه کنترل و باتری کاشته شده در قفسه سینه است. همین روش درمانی بعداً توسط FDA برای استفاده در افسردگی مزمن و مقاوم به دارو نیز تأیید شد.

عصب واگ از طریق پوست (tVNS) در حال حاضر به عنوان یک  جایگزین در حال ظهور است  و به دنبال اعمال تحریک الکتریکی به عصب واگ بدون نیاز به جراحی کاشت است، بنابراین از خطرات مرتبط جلوگیری می‌کند. تحریک معمولاً از طریق شاخه گوش عصب واگ از طریق تراگوس لاله گوش اعمال می‌شود. اتحادیه اروپا tVNS را به عنوان یک درمان جایگزین برای صرع و درد به ترتیب در سال‌های ۲۰۱۰ و ۲۰۱۲ تأیید کرد.

در اوایل سال ۲۰۰۱، محققان نشان دادند که تحریک الکتریکی عصب واگ از طریق تراگوس، با استفاده از نوعی طب سوزنی الکتریکی، وابستگی بیماران مبتلا به بیماری عروق کرونر قلب به داروهای گشادکننده عروق را کاهش می‌دهد. در مطالعه خود با عنوان « تحریک عصبی واگ در بیماران مبتلا به بیماری عروق کرونر قلب» ، نویسندگان ناحیه گوش نزدیک مجرای شنوایی که حاوی انتهای عصب اوریکولاریس است را با استفاده از الکترودهای متصل به سوزن‌های کوتاه طب سوزنی که تا عمق 0.1 تا 0.3 میلی‌متر فرو رفته بودند، تحریک کردند. نویسندگان نتیجه گرفتند که تحریک الکتریکی عصب اوریکولاریس منجر به فعال شدن تونیک ساختارهای عصب واگ مرکزی می‌شود و افزایش تون واگ، خون‌رسانی به قلب را در بیماران مبتلا به آنژین شدید از طریق اتساع ریز عروق قلبی اسپاستیک بهبود می‌بخشد. همچنین درد ارجاعی به گوش ناشی از انفارکتوس میوکارد به دلیل اتصال گوش و قلب از طریق عصب واگ گزارش شده است .

در مطالعه‌ای با عنوان « خواص ضدالتهابی عصب واگ: پیامدهای درمانی بالقوه تحریک عصب واگ» ، فرکانس الکتریکی tVNS که برای فعال کردن آوران‌های واگ جهت میانجیگری افسردگی و صرع استفاده می‌شوند، ۲۰ تا ۳۰ هرتز و فعال‌سازی مسیر ضدالتهابی کولینرژیک (CAP) ۱ تا ۱۰ هرتز ذکر شده‌اند. نویسندگان به خواص ضدالتهابی عصب واگ هم از طریق فیبرهای آوران (فعال‌سازی محور HPA) و هم از طریق وابران (فعال‌سازی CAP) اشاره می‌کنند و اینکه این عصب یک هدف درمانی خوب در شرایط التهابی دستگاه گوارش، به عنوان مثال، سندرم روده تحریک‌پذیر و آرتریت روماتوئید است.

سونوپانکچر tVNS

چندین تولیدکننده تجاری اکنون دستگاه‌هایی تولید می‌کنند که تحریک الکتریکی عصب واگ از طریق پوست را فراهم می‌کنند ، 94،95،96 و سایر دستگاه‌هایی که از صدای فروصوت استفاده می‌کنند. با بازگشت به موضوع سونوپانکچر و تحقیقات موسسه نیلز بور که قبلاً در این مقاله مورد بحث قرار گرفت، نشان داده شد که اعصاب، صدا (تکانه‌های سالیتونی) را هدایت می‌کنند که به نوبه خود به دلیل اثر پیزوالکتریک، پالس‌های الکتریکی تولید می‌کنند. 40 بنابراین، اگرچه مجموعه‌ای از تحقیقات نشان می‌دهد که عصب واگ را می‌توان از طریق تراگوس و سایر نقاط طب فشاری گوش‌ها به صورت الکتریکی تحریک کرد، اما واضح است که این امر را می‌توان به صورت صوتی نیز انجام داد و چنین تحریک صوتی به طور خودکار منجر به تحریک الکتریکی شاخه لاله گوش عصب واگ، به دلیل اثر پیزوالکتریک، می‌شود. در این سناریو، باید از هدفون‌های تمام گوشی استفاده شود تا لاله گوش بتواند فرکانس‌های صوتی را دریافت کند.

فرکانس‌های بسیار پایینی که معمولاً در درمان‌های tVNS به کار می‌روند، می‌توانند به صورت صوتی از طریق هدفون‌های با مشخصات بالا ایجاد شوند و چندین تولیدکننده اکنون هدفون‌هایی تولید می‌کنند که می‌توانند صداهایی به کمی 5 هرتز ارائه دهند. 98،99،100 اگرچه هنوز هیچ مطالعه‌ای از این نوع انجام نشده است، اما این نوع سونوپانکچر ممکن است پتانسیل درمانی زیادی در حمایت از طیف گسترده‌ای از بیماری‌ها داشته باشد، که برخی از آنها در این بخش ذکر شده‌اند، از جمله التهاب مزمن. تحریک صوتی عصب واگ با استفاده از تون‌های سینوسی، که توسط یک مولد سیگنال صوتی تولید می‌شوند و از طریق یک تقویت‌کننده صوتی مناسب با قابلیت مدیریت فرکانس‌های بسیار پایین به هدفون‌ها تغذیه می‌شوند، انجام می‌شود. با این حال، موسیقی‌های آماده شده به طور خاص نیز می‌توانند به صورت درمانی به کار گرفته شوند، یعنی موسیقی‌هایی که فرکانس‌های بسیار پایین شناسایی شده در مطالعات tVNS می‌توانند به موسیقی اضافه شوند، یا در ضبط تعبیه شوند یا به طور جداگانه به ورودی تقویت‌کننده از یک مولد سیگنال الکترونیکی اضافه شوند. در چنین سناریویی، بیمار قادر خواهد بود از مزایای فراوان گوش دادن به موسیقی که قبلاً در این مقاله به آن اشاره شد، بهره‌مند شود، در حالی که عصب واگ به صورت ارتعاشی توسط فرکانس‌های سونوپانکچر پایین‌تر از محدوده شنوایی تحریک می‌شود و مزایای سلامتی بیشتری، مانند کاهش التهاب مزمن، را به همراه خواهد داشت.

قبل از بحث در مورد تحریک صوتی عصب واگ، اشاره ویژه‌ای به کار متخصص گوش و حلق و بینی فرانسوی، آلفرد ای. توماتیس (متولد ۱۹۲۰، درگذشته ۲۰۰۱) می‌کنیم. دکتر توماتیس دکترای پزشکی خود را از دانشکده پزشکی پاریس دریافت کرد و نظریه‌ای را مطرح کرد که بسیاری از مشکلات صوتی در واقع مشکلات شنوایی هستند، بر اساس این مفهوم که صدا نمی‌تواند چیزی را که گوش نمی‌تواند بشنود تولید کند، که امروزه به عنوان «اثر توماتیس» شناخته می‌شود.

توماتیس «گوش الکترونیکی» را توسعه داد، دستگاهی که از هدایت استخوانی و فیلترهای صوتی برای بهبود تون عضلات گوش میانی استفاده می‌کند تا شنونده را به فرکانس‌های از دست رفته، به ویژه در رجیسترهای بالا، حساس کند. گوش چند روز پس از لقاح شروع به شکل‌گیری می‌کند و تا ماه چهارم بارداری به طور کامل رشد می‌کند. توماتیس این نظریه را مطرح کرد که اطلاعات دریافتی از گوش جنین، رشد مغز را تحریک و هدایت می‌کند. او معتقد بود که تعدادی از مشکلات ارتباط شنوایی در دوران بارداری آغاز می‌شوند، و جنین به درستی به صدای مادر پاسخ نمی‌دهد. در کودکان مبتلا به ASD، او معتقد بود که دستگاه گوش الکترونیکی او صدای مادر را همانطور که در رحم شنیده می‌شود، شبیه‌سازی می‌کند و باعث می‌شود کودک به تدریج صدای واقعی و بدون فیلتر او را بپذیرد و به آن پاسخ دهد. او گزارش داد که این روش اغلب نتایج شگفت‌انگیزی به همراه دارد، به طوری که کودکان هنگام تشخیص صدای مادر خود برای اولین بار از شادی گریه می‌کنند. او نوشت: «این عصب [واگوس] است که به خواننده کمک می‌کند تا آگاهانه ریتم صحیح تنفس و همچنین ریتم‌های قلبی و احشایی را دوباره کشف کند تا بین این شبکه داخلی و حنجره هم‌افزایی ایجاد شود… این امر در تسلط بر جریان کلامی روان و صحیح گفتار نیز به همان اندازه مهم است… بدون شک آواز خواندن یکی از بهترین راه‌ها برای رهایی از بار عدم تعادل پاراسمپاتیک یا عصبی است.»

 تحریک صوتی عصب واگ

در نهایت، در این بخش از مقاله، ارتباط حنجره با عصب واگ، حالات احشایی درونی را از طریق صدا بیان و مستقیماً تحت تأثیر قرار می‌دهد. در مقاله « تعقیب وزوز آرام: چگونه نظریه پلی‌واگال، حضور در صحنه، تکامل پستانداران و ریشه عصب صوتی را به هم پیوند می‌دهد» ، جوانا کازدن، «نظریه پلی‌واگال» استیون دبلیو پورگس را مورد بحث قرار می‌دهد که بر آواسازی، تنفس و شنوایی تأکید دارد. تحقیقات پورگس نشان می‌دهد که صدا به شدت تحت تأثیر تنظیم عصبی است که زیربنای توانایی ما در برقراری ارتباط است و از آنجا که عصب واگ هم واسطه وضعیت عاطفی ما و هم فعالیت عضلات حنجره ماست، حالات احشایی ما مستقیماً بر صدا تأثیر می‌گذارند و از طریق آن بیان می‌شوند.

درک کامل عصب واگ خودکار، تأثیر آن بر رفتار و پیامدهای آن برای عملکرد صوتی، مستلزم تمایز بین جنبه‌های نوروفیزیولوژیک دو زیرشاخه اصلی سیستم خودکار، یعنی سمپاتیک و پاراسمپاتیک است. این دو جنبه از سیستم عصبی خودکار را می‌توان به عنوان یک شتاب‌دهنده سمپاتیک و یک وقفه پاراسمپاتیک در نظر گرفت که ارتباط عصبی دو طرفه بین اندام‌های ما و ساقه مغز را فراهم می‌کند. چندین مسیر عصبی در مغز می‌توانند سیگنال‌های سمپاتیک را برای تحریک ضربان قلب سریع‌تر ارسال کنند، اما فقط عصب واگ سیگنال کندکننده‌ای ارسال می‌کند که در هنگام بازدم حاصل می‌شود: قلب هنگام دم کمی سریع‌تر و هنگام بازدم کندتر می‌زند. این اثر، آریتمی سینوسی تنفسی (RSA) نامیده می‌شود که معیاری از تون واگ است. عصب شنوایی (CN VIII) که سیگنال‌های صوتی را از گوش‌ها به مغز منتقل می‌کند، تداخل نزدیکی از عصب واگ میلین‌دار دریافت می‌کند. پورگ اشاره می‌کند که صدا محرک قوی حالات فیزیولوژیکی دیگران است و عروض عاطفی نشانه‌ی شنیداری از وضعیت خود مختار است که در مغز شنونده تشخیص داده می‌شود. از آنجا که اعصاب حنجره مستقیماً از عصب واگ منشعب می‌شوند، صدا، انعطاف‌پذیری درونی و حالت احشایی بیانگر ما را از طریق صدا به دیگران منتقل می‌کند.

در مطالعه‌ای با عنوان « ساختار موسیقی، تغییرپذیری ضربان قلب خوانندگان را تعیین می‌کند» ، پیشنهاد شده است که آواز خواندن را می‌توان به عنوان آغازگر کار پمپ واگ در نظر گرفت: آواز خواندن تنفس آهسته، منظم و عمیقی ایجاد می‌کند که به نوبه خود RSA را تحریک می‌کند و باعث فعالیت ضربان‌دار واگ می‌شود. علاوه بر این، همانطور که در بخش تحریک صوتی فعال و غیرفعال حفره‌های بینی و ریه‌ها بحث شد، آواز خواندن، سرود خواندن و زمزمه کردن  ، تولید اکسید نیتریک را در حفره‌های بینی و ریه‌ها تحریک می‌کند و فواید سلامتی بسیاری را به همراه دارد.

جان گوار، نمایشنامه‌نویس، گفته است: «هدف هنر، تمرین دادن عضلات روح است، به طوری که وقتی چالش‌های زندگی از راه می‌رسند، ما آماده باشیم». نظریه پلی‌واگال پورگ نشان می‌دهد که این «عضلات روح» ممکن است در ناحیه کوچکی از ساقه مغز یافت شوند، جایی که یک مسیر میلین‌دار واحد بر عصب واگ قابل توجه تأثیر می‌گذارد.

پزشکی ارتعاشی: آینده

تصویر یک تخت درمانی در آینده، همانطور که در سریال تلویزیونی «پیشتازان فضا» به تصویر کشیده شده بود، تخیل میلیون‌ها بیننده را به آنچه که ممکن است در قرن بیست و سوم امکان‌پذیر باشد، الهام بخشید. با این حال، حتی اکنون، فیزیک پزشکی قرن بیست و یکم در حال شروع به توسعه یک تخت تشخیصی غیرتهاجمی است که قادر به تشخیص آسم، سپسیس و حتی چندین نوع سرطان با نظارت بر گازها و ترکیبات بازدم بیماران است. فناوری که این امر را ممکن می‌سازد، یک طیف‌سنج جرمی است، همان نوع ابزاری که در مریخ‌نورد پرسویرنس ناسا در مریخ به دنبال نشانه‌های حیات می‌گردد. ابزارهای دیگری که می‌توانند در این تخت آینده ادغام شوند شامل  تصویربرداران حرارتی و فراطیفی  هستند که دما و رنگ پوست را برای نظارت بر متابولیسم بیمار ردیابی می‌کنند، در حالی که حسگرهای اولتراسوند به صورت غیرتهاجمی  جریان خون و اکسیژن‌رسانی را  برای تجزیه و تحلیل فعالیت قلب و گردش خون در زمان واقعی اندازه‌گیری می‌کنند.

اکنون می‌توان فعالیت مغز را بدون اتصال الکترود به پوست سر بیمار، با استفاده از مغناطیس‌سنج دستگاه تداخل کوانتومی ابررسانا (SQUID) اندازه‌گیری کرد و این امر امکان نظارت از راه دور بر شرایط عصبی را فراهم می‌کند.  فاصله بین جمجمه و مغناطیس‌سنج در حال حاضر معمولاً 2 سانتی‌متر است، اما پیشرفت‌های آینده در حساسیت ممکن است امکان تعبیه مغناطیس‌سنج در ساختار تخت را فراهم کند و خوانش‌های EEG را در نمایشگرهای سر تخت ارائه دهد. چنین ابزارهای تشخیصی قدرتمندی مانند داستان‌های علمی تخیلی به نظر می‌رسند، اما در حال تبدیل شدن به واقعیت هستند.

همچنین، همانند پیشتازان فضا، فناوری درمان فعال می‌تواند در تخت‌های بیمارستانی آینده تعبیه شود. به عنوان مثال، همانطور که در این مقاله برجسته شده است، تسکین درد مزمن بدون استفاده از مسکن‌ها از طریق ارتعاشات صوتی اعمال شده به قسمت‌های خاص بدن، که می‌تواند در حالت خوابیده به پشت بیمار انجام شود، در حال حاضر امکان‌پذیر است. تخت‌های ویبره-آکوستیک تجاری توسط چندین تولیدکننده ،توسعه یافته‌اند و استفاده از آنها در محیط‌های بالینی احتمالاً نقش مهمی در بیمارستان‌های آینده ایفا خواهد کرد.

علاوه بر تسکین درد، همانطور که مطالعات اولیه نویسنده نشان داده است، ارتعاش تمام بدن برای بیماران خوابیده به پشت می‌تواند سطح اکسیژن خون بیمار را تا حد زیادی افزایش دهد و در نتیجه به بهبود بسیاری از بیماری‌ها کمک کند. تحریک صوتی ریه‌ها و حفره‌های بینی بیمار نیز سطح اکسید نیتریک آنها را افزایش می‌دهد و در نتیجه باعث گشاد شدن عروق، کاهش فشار خون و بسیاری از مزایای سلامتی دیگر می‌شود.

موسیقی که از طریق بلندگوهای اولتراسونیک به هر بیمار داده می‌شود، به بهبود خلق و خو و در نتیجه سطح دوپامین آنها کمک می‌کند و تقویت مفیدی برای سیستم ایمنی بدن آنها فراهم می‌کند که برای فرآیندهای بهبودی بسیار مهم است.

یکی از بزرگترین چالش‌های پیش روی پزشکی در قرن بیست و یکم، ریشه‌کنی سرطان است، با این حال، کشفی که توسط پروفسور جیمز گیمزفسکی از UCLA در سال ۲۰۰۲ انجام شد، پتانسیل جذابی را برای ریشه‌کن کردن نه تنها سلول‌های سرطانی، بلکه شاید هر عامل بیماری‌زایی ارائه می‌دهد. او و همکارش، دکتر اندرو پلینگ و تیمش، با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی، برای اولین بار توانستند به صداهای سلول‌ها گوش دهند. با کمال تعجب، آنها دریافتند که صداهای تنفس سلول‌ها هنگام تقویت در محدوده شنوایی قرار می‌گیرند و رویکرد جدید خود را به زیست‌شناسی سلولی، «سونوسیتولوژی» نامگذاری کردند که به «آواز» سلول‌ها اشاره دارد. طیف‌سنجی رامان ،یک روش جایگزین قابل دسترس برای ثبت آهنگ‌های سلول‌های سرطانی ارائه می‌دهد که تفاوت قابل توجهی با سلول‌های سالم دارند. در مطالعه‌ای که توسط نویسنده، با همکاری پروفسور سونگچول جی از دانشگاه راتگرز، انجام شد، صداهای سلول‌های سرطانی و سلول‌های سالم، که توسط طیف‌سنجی رامان به دست آمده بودند، با کمک یک دستگاه سیماسکوپ قابل مشاهده شدند و ارتعاشات صوتی بر روی آب با درجه پزشکی، تقریباً مانند اثر انگشت روی شیشه، ثبت شدند و در نتیجه یک امضای بصری از صداهای سلول باقی ماند. یک سیماسکوپ (تصویر صوتی) معمولی از صدای یک سلول سالم متقارن است، در حالی که صدای یک سلول سرطانی در مقایسه با آن، کج است. این مطالعه با عنوان « تصویربرداری از صداهای سرطان و سلول‌های سالم در آب توسط سیماسکوپ، و به دنبال آن تجزیه و تحلیل کمی توسط طبقه‌بندی‌کننده پلانک-شانون» در مجله آب  (waterjournal.org)  منتشر شد، زیرا محیط آشکارساز ارتعاشات صوتی در دستگاه سیماسکوپ، آب است.

این مطالعه مشترک، اولین گام در جهت ایجاد تصاویر بصری برای جراحی بود که از عینک‌های مخصوص استفاده می‌کرد تا در زمان واقعی، الگوهای صوتی در حال تغییر را در حین اسکن شدن توسط پروب لیزر رامان در بافت‌ها در طول عمل جراحی ببیند. با این حال، هیجان‌انگیزترین جنبه این فناوری جدید، پتانسیل آن برای تشخیص زودهنگام سرطان و در نهایت از بین بردن سلول‌های سرطانی است. با نمونه‌برداری از یک سرطان، می‌توان امضای صوتی آن را شناسایی و تقویت کرد، سپس از آن برای مدولاسیون پرتو فراصوت هدایت شده به تومور استفاده کرد. در چنین سناریویی، سلول‌های تومور انرژی صوتی کافی (از امضای صوتی خود سلول سرطانی) را برای از بین بردن جذب می‌کنند. چنین روش درمانی احتمالاً در طی یک سری ویزیت‌های سرپایی انجام می‌شود که در آن درصدی از توده تومور در هر ویزیت تحت یک انقباض کنترل‌شده قرار می‌گیرد تا ضایعات سمی مواد سلول‌های سرطانی مرده به حداقل برسد. برای مبتلایان به سرطان خون، این اصل، پتانسیل تابش صوتی به خون بیمار را از طریق یک سیستم گردش خون حین عمل که به طور ویژه تنظیم شده است، فراهم می‌کند.

یکی دیگر از حوزه‌های فیزیک پزشکی مبتنی بر صدا در آینده، مربوط به فاز G0 چرخه سلولی است که در آن سیستمی از سلول‌ها به دلیل تغییرات محیطی، به عنوان مثال، کاهش گلوکز، شوک حرارتی، رادیکال‌های آزاد، تهاجم پاتوژن یا سمیت، خاموش می‌شوند. هنگامی که سیستمی از سلول‌ها در فاز G0 قرار دارند، این امر باعث ایجاد عدم تعادل در بدن می‌شود که منجر به علائم فیزیولوژیکی می‌شود، با این حال، به صورت فرضی، سلول‌های موجود در این حالت «خواب» را می‌توان با غوطه‌ور شدن در فرکانس‌های صوتی خاص یا در موسیقی، برای بازگشت به چرخه سلولی طبیعی تحریک کرد. (به یاد داشته باشید که تحقیقات پروفسور جیمز گیمزفسکی ،نشان داد که صداهای ساطع شده توسط سلول‌ها در محدوده فرکانس‌های قابل شنیدن هستند که معمولاً در حدود 1 کیلوهرتز قرار دارند.) ماهیت شبه هولوگرافیک صدا و شکل فضایی کروی صداهای قابل شنیدن، که در مقدمه این مقاله ذکر شد، دلیل آشکار شدن الگوهای موج فارادی بر روی غشاهای سطحی سلول‌ها، اندام‌ها، فاسیای احشایی و در مایعات احشایی است. اگرچه در محدوده این مقاله نیست، اما به همین دلیل است که تمام اطلاعات انرژی در یک فرکانس صدای خاص یا در موسیقی، به داخل سلول منتقل می‌شود. همچنین به عنوان “الگوهای سایماتیک” پس از دکتر هانس جنی، که این اصطلاح را به معنای “صدای قابل مشاهده” ابداع کرد، شناخته می‌شود. اهمیت این پدیده طبیعی در رابطه با آینده پزشکی ارتعاشی بسیار حیاتی است. پروتئین‌های غشایی یکپارچه و مژک‌های اولیه سلول‌ها، به معنای واقعی کلمه، توسط نقاط فشار ضد گره‌ای چنین الگوهای صوتی میکروسکوپی ماساژ داده می‌شوند و سلول‌ها را به روش‌هایی تحریک می‌کنند که هنوز کشف نشده‌اند.

صدا ماده را سازماندهی می‌کند، واقعیتی که می‌توان آن را در آزمایش‌های ساده Chladni Plate  با ذرات معلق و در آزمایش‌های پیچیده‌تر با دستگاه پیشرفته مشاهده کرد، که در آن از آب مایع به عنوان واسطه‌ی چاپ برای تبدیل تناوب‌های صوتی به تناوب‌های موجک آب استفاده می‌شود. 7 زندگی آنطور که ما می‌شناسیم بدون آب مایع نمی‌تواند وجود داشته باشد؛ «آب ساختاریافته» یا آب «منطقه‌ی ممنوعه» (EZ) توسط پروفسور جرالد اچ. پولاک، در کتاب پیشگامانه‌اش، فاز چهارم آب، به طور عمیق مورد بحث قرار گرفته است.  او پیشنهاد می‌کند که آب EZ (H3O2 ) ، به معنای واقعی کلمه الکتریسیته‌ای تولید می‌کند که به تأمین انرژی تمام موجودات زنده کمک می‌کند. در اینجا ارتباطی بین فرکانس‌های صوتی که مولکول‌های آب را سازماندهی می‌کنند و آب EZ که به حیات قدرت می‌دهد ، وجود دارد که باید بررسی شود. پروفسور پولاک کشف کرده است که آب EZ توسط نور، به ویژه نور مادون قرمز، ساخته می‌شود و این کشف، ارتباط بالقوه جذابی بین صدا و فیزیولوژی ما ایجاد می‌کند: برخوردهای صوتی غیرالاستیک، نور مادون قرمز با مدولاسیون صوتی ایجاد می‌کنند که مکانیسم ساخت آب EZ را در سلول‌ها تقویت می‌کند، که به نوبه خود زیست‌شناسی ما را تقویت می‌کند . جنبه سازمانی صدا و مکانیسم ساخت آب EZ آن، در حال حاضر شروع به ارائه بینش‌هایی در مورد آنچه که ممکن است «سونوبیولوژی» نامیده شود، کرده است، زمینه‌ای که در آن نقش آب ساختار یافته و صدا احتمالاً در پزشکی به طور فزاینده‌ای اهمیت پیدا خواهد کرد.

اینها تنها برخی از پیشرفت‌های فراوان در علم پزشکی هستند که پتانسیل  حمایت از بشر در تلاش برای معکوس کردن بیماری، افزایش طول عمر و بهبود کیفیت زندگی را دارند. نقش صدا در روش‌های پزشکی هر ساله برای درمان‌های بدون دارو و کاربردهای تشخیصی در حال افزایش است و در بین بسیاری از پزشکان و بیمارستان‌های سراسر جهان از حمایت خوبی برخوردار است. من پیش‌بینی می‌کنم که صدادرمانی و موسیقی‌درمانی نقش مهمی در آینده پزشکی خواهند داشت، نقشی که شایسته توسعه و پرورش است.