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數位音樂科技(一):聲音檔案裡面是什麼?

Muzik Online
・2014/12/08 ・2016字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 472 ・五年級

作者:官大為(Wiwi)

上篇文章,我提到了產生音樂的(其中)六個流程:「想法→保存想法→觸發樂器→樂器→聲音→保存聲音」,並且說了數位音樂科技在這六個流程裡都可以幫助音樂家。

今天的故事要從最後一個流程「保存聲音」說起。2014 年的現在,人們最常使用的保存聲音的方式,就是「聲音檔案」(Audio File)了,您在網路上聽到的所有聲音,包含 MUZIK ONLINE 上的每一首音樂,YouTube 上影片的聲音部分,都是使用某種聲音檔案格式來儲存的。所以,聲音檔案裡面到底裝的是什麼東西?為什麼它可以儲存聲音?

什麼是「數位」?

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首先我要來釐清一下名詞。這系列文章的標題其實是三個字組成的:「數位」、「音樂」和「科技」,我想大家比較會有疑慮的是「數位」這個字,「數位」到底是什麼意思?

「數位」這個字的簡單的定義是:「用數字,來描述、處理、保存事情」。也就是說,這一系列的文章也會跟數字和數學很有關聯喔!

畫素

為了讓您更能想像聲音檔案的運作方式,我想先介紹一下圖片檔案。

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現在網路上最流行的圖片檔案格式叫做 JPEG,您在 Facebook 上看到的每一張照片,都是使用這個方式儲存的。JPEG 檔案(以及其他大部份的圖片檔案)裡面裝的是什麼呢?它裡面有很多「畫素」(pixel)。

您在電腦或手機螢幕上,看到的所有東西,都是由一個一個細小的小方格組成的,因為這些小方格太小了,平常您不會注意到它們的存在,所以我要把它們放大給您看清楚。

首先,您可能會發現一個有趣的事情:在螢幕上你看起來像是全黑的文字,其實它的邊緣不是真正全黑的。

在這裡您看到的每一個小方格,就是一個「畫素」。現代電腦儲存一張黑白圖片檔案的方式,就是測量每一個畫素的亮度,然後給它一個範圍是 0 到 255 的數字,0 表示最暗(也就是純黑),255 表示最亮(純白),中間的數值代表各種不同深淺的灰色。

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所以,在黑白圖片檔案中,每一個畫素,就是一個範圍是 0 到 255 的數字(註 1),集合夠多的畫素,您就得到了一張圖片。

聲音檔案的「畫素」

在聲音檔案中,與「畫素」相對應的東西叫做「取樣」(sample)。您可以想樣,一個「取樣」就是一小小小小小段聲音,跟「畫素」一樣,也是用一個數字來代表。 不過您可能會想,我們要怎麼用數字來形容聲音呢?就像在圖片檔案裡,我們用一個數字來描述一小塊圖片的「亮度」;在聲音檔案裡,我們用一個數字來描述一小段時間內的「空氣密度」。

聲音檔案的運作方式其實超乎想像地簡單:您可能還記得在高中物理課的時候學到的,聲音是一種「疏密波」,也就是說您大腦覺得的「聲音」,其實只是您的耳朵偵測到周遭空氣分子的密度變化,傳送訊號給大腦後產生的幻覺而已。

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如上圖,當左方的喇叭在震動的時候,會造成周圍的空氣分子在某些地方的密度比較高、有些地方比較低。然後您只要拿一個「空氣分子密度偵測器」(俗稱「麥克風」),去測量當下的空氣密度,當空氣密度高的時候,給它一個大數字,而密度低的時候,給它一個小數字就可以了。

然後當您不斷地、一直一直重複測量空氣密度之後,您就會得到⋯⋯一大堆數字。沒錯,您每天聽到的網路上的聲音、下載的每一首 MP3 音樂檔案,就只是一大堆敘述空氣密度的數字而已,電腦可以讀取這些數字,然後再透過您的音響重現記錄好的空氣密度變化。

聲音檔案的解析度

聲音檔案的品質基本上由兩個因素決定:第一是我們用多大的數字範圍來敘述一個當下的空氣密度,第二是我們每一秒鐘敘述空氣密度幾次。 我們剛開始說了,一般的黑白圖片檔案,是用 0 到 255 的數字來表達一個畫素的亮度,也就是說,從全黑到全白,圖片檔案可以記錄 256 種不同深淺的灰色。

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一般聲音檔案的解析度比這高得多,從空氣最稀疏到最密集,我們是用範圍 0 到 65,535 的數字來表示,而在專業用途的聲音檔,數字的範圍更大(註 2)。

我們把每一秒鐘,聲音檔案記錄空氣密度的次數,稱為「取樣頻率」(sample rate)。現在最常被使用的取樣頻率是 44,100 Hz,也就是每秒鐘記錄空氣密度 44,100 次。

換句話說,在一般您每天使用的聲音檔案,每一秒鐘的聲音,就是 44,100 個、範圍是 0 到 65,535 的數字。那是非常非常多的數字耶,這也就是我們為什麼叫它「數位」音樂的原因了。

還有更多 所以您現在知道了,您每天聽的聲音檔案,裡面裝的只是一大堆、敘述空氣密度的數字而已。那麼,在人類發明電腦來儲存一大堆數字之前,我們又是怎麼儲存聲音的呢?

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關於「保存聲音」的故事還沒說完,我們下篇繼續喔!

(文/Wiwi)

註 1:在彩色圖片中,每一個畫素則是用「三個」範圍是 0 到 255 的數字表示,分別代表紅色、綠色、藍色的亮度。

註 2:在專業錄音設備使用的檔案,敘述空氣密度的數字範圍通常是 0 到 16,777,215。

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轉載自MUZiK ONLiNE 名家隨筆

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人與 AI 的關係是什麼?走進「2024 未來媒體藝術節」,透過藝術創作尋找解答
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/10/24 ・3176字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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本文與財團法人臺灣生活美學基金會合作。 

AI 有可能造成人們失業嗎?還是 AI 會成為個人專屬的超級助理?

隨著人工智慧技術的快速發展,AI 與人類之間的關係,成為社會大眾目前最熱烈討論的話題之一,究竟,AI 會成為人類的取代者或是協作者?決定關鍵就在於人們對 AI 的了解和運用能力,唯有人們清楚了解如何使用 AI,才能化 AI 為助力,提高自身的工作效率與生活品質。

有鑑於此,目前正於臺灣當代文化實驗場 C-LAB 展出的「2024 未來媒體藝術節」,特別將展覽主題定調為奇異點(Singularity),透過多重視角探討人工智慧與人類的共生關係。

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C-LAB 策展人吳達坤進一步說明,本次展覽規劃了 4 大章節,共集結來自 9 個國家 23 組藝術家團隊的 26 件作品,帶領觀眾從了解 AI 發展歷史開始,到欣賞各種結合科技的藝術創作,再到與藝術一同探索 AI 未來發展,希望觀眾能從中感受科技如何重塑藝術的創造範式,進而更清楚未來該如何與科技共生與共創。

從歷史看未來:AI 技術發展的 3 個高峰

其中,展覽第一章「流動的錨點」邀請了自牧文化 2 名研究者李佳霖和蔡侑霖,從軟體與演算法發展、硬體發展與世界史、文化與藝術三條軸線,平行梳理 AI 技術發展過程。

圖一、1956 年達特茅斯會議提出「人工智慧」一詞

藉由李佳霖和蔡侑霖長達近半年的調查研究,觀眾對 AI 發展有了清楚的輪廓。自 1956 年達特茅斯會議提出「人工智慧(Artificial Intelligence))」一詞,並明確定出 AI 的任務,例如:自然語言處理、神經網路、計算學理論、隨機性與創造性等,就開啟了全球 AI 研究浪潮,至今將近 70 年的過程間,共迎來三波發展高峰。

第一波技術爆發期確立了自然語言與機器語言的轉換機制,科學家將任務文字化、建立推理規則,再換成機器語言讓機器執行,然而受到演算法及硬體資源限制,使得 AI 只能解決小問題,也因此進入了第一次發展寒冬。

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圖二、1957-1970 年迎來 AI 第一次爆發

之後隨著專家系統的興起,讓 AI 突破技術瓶頸,進入第二次發展高峰期。專家系統是由邏輯推理系統、資料庫、操作介面三者共載而成,由於部份應用領域的邏輯推理方式是相似的,因此只要搭載不同資料庫,就能解決各種問題,克服過去規則設定無窮盡的挑戰。此外,機器學習、類神經網路等技術也在同一時期誕生,雖然是 AI 技術上的一大創新突破,但最終同樣受到硬體限制、技術成熟度等因素影響,導致 AI 再次進入發展寒冬。

走出第二次寒冬的關鍵在於,IBM 超級電腦深藍(Deep Blue)戰勝了西洋棋世界冠軍 Garry Kasparov,加上美國學者 Geoffrey Hinton 推出了新的類神經網路算法,並使用 GPU 進行模型訓練,不只奠定了 NVIDIA 在 AI 中的地位, 自此之後的 AI 研究也大多聚焦在類神經網路上,不斷的追求創新和突破。

圖三、1980 年專家系統的興起,進入第二次高峰

從現在看未來:AI 不僅是工具,也是創作者

隨著時間軸繼續向前推進,如今的 AI 技術不僅深植於類神經網路應用中,更在藝術、創意和日常生活中發揮重要作用,而「2024 未來媒體藝術節」第二章「創造力的轉變」及第三章「創作者的洞見」,便邀請各國藝術家展出運用 AI 與科技的作品。

圖四、2010 年發展至今,高性能電腦與大數據助力讓 AI 技術應用更強

例如,超現代映畫展出的作品《無限共作 3.0》,乃是由來自創意科技、建築師、動畫與互動媒體等不同領域的藝術家,運用 AI 和新科技共同創作的作品。「人們來到此展區,就像走進一間新科技的實驗室,」吳達坤形容,觀眾在此不僅是被動的觀察者,更是主動的參與者,可以親身感受創作方式的轉移,以及 AI 如何幫助藝術家創作。

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圖五、「2024 未來媒體藝術節——奇異點」展出現場,圖為超現代映畫的作品《無限共作3.0》。圖/C-LAB 提供

而第四章「未完的篇章」則邀請觀眾一起思考未來與 AI 共生的方式。臺灣新媒體創作團隊貳進 2ENTER 展出的作品《虛擬尋根-臺灣》,將 AI 人物化,採用與 AI 對話記錄的方法,探討網路發展的歷史和哲學,並專注於臺灣和全球兩個場景。又如國際非營利創作組織戰略技術展出的作品《無時無刻,無所不在》,則是一套協助青少年數位排毒、數位識毒的方法論,使其更清楚在面對網路資訊時,該如何識別何者為真何者為假,更自信地穿梭在數位世界裡。

透過歷史解析引起共鳴

在「2024 未來媒體藝術節」規劃的 4 大章節裡,第一章回顧 AI 發展史的內容設計,可說是臺灣近年來科技或 AI 相關展覽的一大創舉。

過去,這些展覽多半以藝術家的創作為展出重點,很少看到結合 AI 發展歷程、大眾文明演變及流行文化三大領域的展出內容,但李佳霖和蔡侑霖從大量資料中篩選出重點內容並儘可能完整呈現,讓「2024 未來媒體藝術節」觀眾可以清楚 AI 技術於不同階段的演進變化,及各發展階段背後的全球政治經濟與文化狀態,才能在接下來欣賞展區其他藝術創作時有更多共鳴。

圖六、「2024 未來媒體藝術節——奇異點」分成四個章節探究 AI 人工智慧時代的演變與社會議題,圖為第一章「流動的錨點」由自牧文化整理 AI 發展歷程的年表。圖/C-LAB 提供

「畢竟展區空間有限,而科技發展史的資訊量又很龐大,在評估哪些事件適合放入展區時,我們常常在心中上演拉鋸戰,」李佳霖笑著分享進行史料研究時的心路歷程。除了從技術的重要性及代表性去評估應該呈現哪些事件,還要兼顧詞條不能太長、資料量不能太多、確保內容正確性及讓觀眾有感等原則,「不過,歷史事件與展覽主題的關聯性,還是最主要的決定因素,」蔡侑霖補充指出。

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舉例來說,Google 旗下人工智慧實驗室(DeepMind)開發出的 AI 軟體「AlphaFold」,可以準確預測蛋白質的 3D 立體結構,解決科學家長達 50 年都無法突破的難題,雖然是製藥或疾病學領域相當大的技術突破,但因為與本次展覽主題的關聯性較低,故最終沒有列入此次展出內容中。

除了內容篩選外,在呈現方式上,2位研究者也儘量使用淺顯易懂的方式來呈現某些較為深奧難懂的技術內容,蔡侑霖舉例說明,像某些比較艱深的 AI 概念,便改以視覺化的方式來呈現,為此上網搜尋很多與 AI 相關的影片或圖解內容,從中找尋靈感,最後製作成簡單易懂的動畫,希望幫助觀眾輕鬆快速的理解新科技。

吳達坤最後指出,「2024 未來媒體藝術節」除了展出藝術創作,也跟上國際展會發展趨勢,於展覽期間規劃共 10 幾場不同形式的活動,包括藝術家座談、講座、工作坊及專家導覽,例如:由策展人與專家進行現場導覽、邀請臺灣 AI 實驗室創辦人杜奕瑾以「人工智慧與未來藝術」為題舉辦講座,希望透過帶狀活動創造更多話題,也讓展覽效益不斷發酵,讓更多觀眾都能前來體驗由 AI 驅動的未來創新世界,展望 AI 在藝術與生活中的無限潛力。

展覽資訊:「未來媒體藝術節——奇異點」2024 Future Media FEST-Singularity 
展期 ▎2024.10.04 ( Fri. ) – 12.15 ( Sun. ) 週二至週日12:00-19:00,週一休館
地點 ▎臺灣當代文化實驗場圖書館展演空間、北草坪、聯合餐廳展演空間、通信分隊展演空間
指導單位 ▎文化部
主辦單位 ▎臺灣當代文化實驗場

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Freeze & Mute!別出聲!——恐音症 TMI 我來告訴你!
雅文兒童聽語文教基金會_96
・2024/04/20 ・3826字 ・閱讀時間約 7 分鐘

  • 文/賴郁婷 | 雅文基金會聽語科學研究中心 助理研究員

「咔滋咔滋、咔滋咔滋」——聽到吃東西的聲音是不是讓人忍不住食指大動、唾液快速分泌呢?夜半時刻肚子感到空虛,美食又還在外送途中,一時半會兒吃不到宵夜該怎麼辦呢?先看看吃播也是能夠過過癮的,也因此一部分的影音創作者就抓住人們對於食物的關注,搭配 ASMR,強調食物在唇齒間的咀嚼聲,將大啖美食的畫面及聲音製作成影音大飽觀眾耳福。然而真的所有人都對 ASMR 放大的聲音感到愉悅或療癒嗎? 

一張含有 人員, 點心, 速食, 烘焙食品 的圖片

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每個人看/聽別人吃東西都能感受到愉悅?。圖/Freepik

對聲音過敏?

您是否有這樣的經驗?在忙碌、deadline 逼近感到焦慮時,或是一個人走在暗巷中緊張、害怕時,任何風吹草動的聲音都會被放大或形成干擾。從空調的運轉聲、時鐘的滴答聲到進出門的開關聲等,都像是背後有隻怪獸正朝我們撲過來,若長期維持聽覺過度敏感化(Auditory Hypersensitivity / Oversensitivity)的狀況,則可能會導致注意力不集中、坐立不安、頭痛、噁心的感覺,甚至要到身心科尋求幫助;而原本有慢性耳鳴問題的人,也有可能會增加耳鳴發作的頻率 [1]

這類對外界聲音過度敏感的狀態,最早是由美國聽力學家 Johnson 在 1990 年代將其定義為選擇性聲音敏感綜合症(Selective Sound Sensitivity Syndrome, 4S),然而與聽覺過度敏感化不同的是,4S 患者主要是對特定的「觸發聲音」(trigger sound)出現時,才會出現明顯的不耐受性(intolerance),有些患者甚至連相關的視覺或嗅覺刺激也可能引發恐音反應 [2]。2001 年時,恐音症(misophonia)一詞被提出,其字義為:對聲音的憎恨 [3],被用來描述當面對特定、重複的觸發刺激時(例如:咀嚼聲、呼吸聲),會出現憤怒、厭惡的衝動反應。

容易對聲音感到焦慮、不舒服,就是有恐音症嗎?

人類因聲音感到困擾、對聲音耐受性較低的狀況,主要可分為以下三種類型 [4]

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  1. 噪音敏感(Noise sensitivity):指無論噪音大小(響度)如何,人們對噪音的生理及心理反應都變得敏感的狀態,因此他們通常在安靜的環境中感到最舒適。此症狀在經歷過重大腦外傷的人是很普遍的,在自閉症患者中也很常見。
  2. 聽覺過敏(Hyperacusis):指當聲音大小(響度)是在大多數人可以忍受的範圍時,聽覺過敏者則會感到生理上的不適或疼痛。研究指出,一般人對聲音響度的容忍度可以達到 100 分貝,甚至更高 [5],而聽覺過敏患者只能容忍 60 至 70 分貝的聲音大小,大約是一般人說話的音量,即會造成其不適。
  3. 聲音恐懼症(Phonophobia):與上述兩者不同,聲音恐懼症所造成的不適並非由物理聲音引起,而是患者對聲音的預期恐懼,他們「害怕」可能出現的聲音,這樣的害怕情緒會導致焦慮,且可能加劇已有的聽覺問題(聽力損失、耳鳴)。

雖然這些對聲音耐受性的相關症狀各有不同,但這些病症不一定都是單獨出現的,聽覺過敏者有很高的比例會伴隨著嚴重耳鳴 [6]、聲音恐懼症的患者也可能因有聽覺過敏而更容易對聲音感到焦慮、害怕。

恐音症到底是什麼?

在恐音症還未被正式定義前,經常被歸類為聽覺過敏或是強迫症,對其應該被歸類為精神疾病或是聽覺的相關障礙,各界學者們也都有不同看法,究竟恐音症有什麼特殊之處,讓我們來揭露它的廬山真面目。

對恐音症的診斷標準最早由荷蘭的阿姆斯特丹大學醫學中心在 2013 年首先提出。而後,Jager 等人 [7] 歷時五年對近 600 位恐音症患者進行研究,並於 2020 年提出修訂版的恐音症診斷標準。對於恐音症的診斷標準建立及更新,都可以看出學者們對於恐音症的重視與關注,然而恐音症至今仍未被列入在《精神疾病診斷與統計手冊》(DSM)及《國際疾病分類》(ICD)當中。

由於,恐音症在研究的早期階段定義及描述並不統一,診斷的方法和評估的標準也不相同,在如何定義和評估恐音症上尚無一致性,而這也促成了 Swedo 等人 [8] 透過與各界學者的討論與對話,逐漸對恐音症的概念達成共識,其項目包含:

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  1. 症狀描述:對特定聲音刺激(觸發因素)的耐受性降低,且觸發因素通常是重複的、由人的身體產生的,會造成患者過度的情緒、生理和行為反應。
  2. 觸發因素:最常見的觸發因素是聽覺上的,包含口腔的聲音(咀嚼、進食、咂嘴、吸食、咳嗽、清喉嚨和吞嚥等)、鼻音(呼吸和嗅聞等)、人為製造出的聲音(按原子筆、敲鍵盤、輕敲手腳和拖長腳步),以及物體發出的聲音(例如:時鐘滴答聲)或動物發出的聲音。同時也有機率對視覺上的觸發因素(折手指、抖腳、晃腿或看他人進食)有強烈反應。
  3. 觸發反應:在情緒方面,憤怒、惱怒、厭惡和焦慮是最常見的;生理上則會引起自主神經興奮,使肌肉緊繃、心率加快和出汗;行為反應上可能會對觸發因素進行攻擊,或以迴避、阻止、模仿的方式減低觸發因素所帶來的不適反應。
  4. 與其他疾病的關係:恐音症的症狀無法用同時發生的其他疾病做更好的解釋。恐音症可能出現在聽力正常或聽力損失的人身上,單獨或和耳鳴、聽覺過敏等病症一起發生都是可能的。同時,精神疾病也可能與恐音症共病,包含焦慮症、情緒障礙、人格障礙、自閉症、注意力不足過動症等。
  5. 對生活的影響:患者在職場及求學階段都可能因注意力無法集中,而無法執行工作任務、達到目標。在社會上,也會因無法如常與人互動、建立關係,最終與人群疏離。於家庭關係上,患者可能因家庭成員的行為或聲音觸發患者的不適反應,導致關係緊張和衝突。
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恐音症患者在日常生活中面臨許多挑戰。圖/Freepik

神燈精靈請幫幫他們吧!

雖然目前恐音症的盛行率、發生率、好發年齡及患病原因尚無定論,但患者們無法與其他人正常社交、共餐甚至可能連大眾交通工具都無法搭乘,真的很辛苦!所幸,應對恐音症,專家們還是有點辦法的。目前主要治療、減緩恐音症症狀的方法主要有三項:

  1. 物理隔絕:使用能降低因觸發因素引起心理或生理反應的用品,如:耳罩、耳塞、降噪/隔音耳機、白噪音機等用具,阻擋聲音或降低對觸發因素的反應。
  2. 治療法:主要為耳鳴再訓練療法(Tinnitus retraining therapy, TRT)與認知行為療法(Cognitive behavioral therapy, CBT)。兩項療法皆協助患者在遇到觸發因素時,對產生的情緒及行為進行控制,需透過專業人員制定計畫與課程,搭配患者逐步練習、適應觸發因素,最終回歸日常生活中。
  3. 藥物:用於恐音症的藥物尚在研究當中,目前有研究顯示使用抗憂鬱藥物(如:舍曲林、氟西汀),能使患者獲得不錯的治療效果 [9, 10],近期也發現類固醇可以減緩恐音症者的不適症狀 [11]

另外,因應科技化的時代,恐音症治療協會也提供 app 及操作說明影片 [12],透過應用程式錄下觸發聲音,並設定觸發因素的音量、持續時間、播放頻率,這些設定會在使用者聽音樂、看影片等放鬆時段運作;使用者可以透過慢慢增加觸發因素的持續時間,逐漸適應觸發因素的出現、降低對觸發因素的敏感反應。

所以,真的所有人都對 ASMR 放大的聲音感到療癒與愉悅嗎?相信大家心中已經有了答案。也因為恐音症的發展歷史相對較短,大眾對於恐音症的了解尚未普及,因此對聲音耐受性低的相關疾病已有所熟悉的你,若是發現身邊親朋好友對於聲音感到敏感或是對重複動作所造成的聲音感到嚴重不適,請協助就醫尋求幫助、釐清病因。最後,若真的遇見「專屬」的觸發因素,當下除了要求對方 Freeze & mute 之外,相信我們已經知道還有哪些方法及資源可以應對這樣的狀況了!

參考文獻

  1. 簡婉曦(2021 年 1 月 27 日)。【焦慮腦學】有一種恐懼,害怕聲音可能存在。醫療心空間。https://vocus.cc/article/6011126efd89780001410d53
  2. Ferrer-Torres, A., & Giménez-Llort, L. (2022). Misophonia: A Systematic Review of Current and Future Trends in This Emerging Clinical Field. International journal of environmental research and public health19(11), 6790. https://doi.org/10.3390/ijerph19116790
  3. Jastrebo, M. M., and Jastrebo, P. J. (2001). Components of decreased sound tolerance: hyperacusis, misophonia, phonophobia. ITHS News Lett 2, 1–5.
  4. Henry, J. A., Theodoroff, S. M., Edmonds, C., Martinez, I., Myers, P. J., Zaugg, T. L., & Goodworth, M. C. (2022). Sound Tolerance Conditions (Hyperacusis, Misophonia, Noise Sensitivity, and Phonophobia): Definitions and Clinical Management. American journal of audiology31(3), 513–527. https://doi.org/10.1044/2022_AJA-22-00035
  5. Jastreboff, M. M., & jastreboff, P. J. (2001, June 18). Hyperacusis. Audiologyonline. https://www.audiologyonline.com/articles/hyperacusis-1223
  6. Cederroth, C. R., Lugo, A., Edvall, N. K., Lazar, A., Lopez-Escamez, J. A., Bulla, J., Uhlen, I., Hoare, D. J., Baguley, D. M., Canlon, B., & Gallus, S. (2020). Association between hyperacusis and tinnitus. Journal of Clinical Medicine, 9(8), 2412. https://doi.org/10.3390/jcm9082412
  7. Jager, I., de Koning, P., Bost, T., Denys, D., & Vulink, N. (2020). Misophonia: Phenomenology, comorbidity and demographics in a large sample. PloS one15(4), e0231390. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0231390
  8. Swedo, S. E., Baguley, D. M., Denys, D., Dixon, L. J., Erfanian, M., Fioretti, A., Jastreboff, P. J., Kumar, S., Rosenthal, M. Z., Rouw, R., Schiller, D., Simner, J., Storch, E. A., Taylor, S., Werff, K. R. V., Altimus, C. M., & Raver, S. M. (2022). Consensus Definition of Misophonia: A Delphi Study. Frontiers in neuroscience16, 841816. https://doi.org/10.3389/fnins.2022.841816
  9. Zuschlag, Z. D., & Leventhal, K. C. (2021). Rapid and Sustained Resolution of Misophonia-Type Hyperacusis With the Selective Serotonin Reuptake Inhibitor Sertraline. The primary care companion for CNS disorders23(3), 20l02731. https://doi.org/10.4088/PCC.20l02731
  10. Sarigedik, E., & Yurteri, N. (2021). Misophonia Successfully Treated of With Fluoxetine: A Case Report. Clinical neuropharmacology44(5), 191–192. https://doi.org/10.1097/WNF.0000000000000465
  11. Webb, J., & Williamson, A. (2024). Steroids for the Treatment of Misophonia and Misokinesia. Case reports in psychiatry2024, 3976837. https://doi.org/10.1155/2024/3976837
  12. Dozier, T. (2016). Misophonia Trigger Apps. Misophonia Treatment Institute. https://misophoniatreatment.com/misophonia-apps/
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雅文兒童聽語文教基金會_96
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指甲刮黑板的聲音,為何讓人難以忍受?
雅文兒童聽語文教基金會_96
・2023/10/22 ・2522字 ・閱讀時間約 5 分鐘

  • 朱家瑩/雅文基金會聽語科學研究中心 研究員

想像一下當你聽到手指甲刮著黑板產生的摩擦聲,或者是拿著叉子摩擦著不鏽鋼碗的聲音,抑或是小孩的哭叫聲,有沒有哪一個聲音會讓你全身起雞皮疙瘩,想要用手摀住耳朵,甚至是情緒爆炸、只想要遠離現場呢?這些讓人不適的聲音,是有其特有的聲學特質?或是其他緣故呢?

想像一下指甲刮黑板的聲音。圖/Pexels

不是尖銳、高頻音就刺耳,而是流淌在你我血液的祖先智慧

一般認為,令人不適的聲音是因為刺耳的高頻聲,尤其像是手指甲刮黑板時所產生的摩擦聲,其中那種「ㄍㄧ ㄍㄧ ㄍㄧ」的聲音,似乎是造成不適感的主因。

然而,Halpern、Blake 和 Hillenbrand(1986)這三位研究者對於這個現象感到好奇,因此他們進行了一項實驗 [1],他們將那些令人不適聲音(如:刮金屬或石板的聲音)中的高頻音減弱。

結果顯示,即使減弱尖銳的高頻聲音,受試者仍然感到不適,因而主張尖銳的高頻音並不是造成不適感的主因。接續 Halpern 等人在企圖尋求答案時,意外發現刮黑板的聲音頻譜圖跟靈長類猴子的警告叫聲非常相似,因而大膽推測這個不適感並非高頻音造成的,而是源於人類祖先的記憶。

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人類對特定頻率區間的聲音感知最敏感,加上跨感官的連結,讓人聽到某些音就不適

可惜,到底是不是來自老祖先的智慧傳承,這點未獲得後續研究的支持。另一方面,Kumar 等人(2008)進一步以聲學分析探究是否是因特定頻率導致聆聽的不適感時,發現聲音中涵蓋 2500-5500 赫茲這個頻率區間的聲學頻率似乎特別容易引起聽者的不適感 [2]

有沒有哪一個聲音會讓你全身起雞皮疙瘩,想要用手摀住耳朵?圖/Pexels

他們推測這可能是因為這個頻率範圍的聲音感知上最為強烈,同時也具有最高的能量,因此使得聽覺系統特別對這些頻率的聲音敏感。

但是,我們平常聊天談話中也涵蓋了這個頻率範圍的聲音,除了頻率之外,是不是還有其他因素造成對某些聲音的不適感呢?

Ro 等人(2013)發現當聽到聲音時,聲音進入大腦的聽覺皮質同時,會傳遞訊號到觸覺感官系統,啟動了觸覺感官,讓聽者聽到聲音時,「感覺」到自己的皮膚彷彿被指甲刮的刺痛感 [3]

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聽聲音會啟動身體觸覺感官系統並非只存在刮黑板這類聲音,有些人在聽到音樂聲,像是聽到低音貝斯的聲音時,也會感覺到自己的身體也在震動,甚至感受到皮膚的不適感 [4、5]

也許因為這個跨感官的訊號傳遞,讓身體的其他部位也出現不適的感受,才會讓聽者對於這些聲音感到不適。

當感知到令人不適的聲音,杏仁核會依據習得經驗,決定是否啟動保護機制!

Zald 與 Pardo(2002)發現當聽到讓人感到不適的聲音刺激時,大腦中的杏仁核(amygdala)會高度活化 [6],而杏仁核在大腦中負責掌控恐懼、焦慮、害怕等負面情緒,換句話說,當聲音訊息抵達杏仁核時,它會誘發情緒反應,進而導致我們做出不同行為反應 [7]

杏仁核的啟動是大腦的一種保護機制,透過過往的經驗連結學習會對讓人不適的聲音發出警報[8] ,當聽者遇到可能危及安全的聲音時,杏仁核就會發出警報。

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例如,當聽到車子緊急剎車的聲音時,這個聲音傳送到杏仁核,會進而引起我們想要逃離的反應,或者產生對駕駛者行為的憤怒反應。

由於杏仁核在聆聽這些聲音時會高度活化,Kumar 等人(2012)進一步試圖了解在聆聽令人不適的聲音時,杏仁核在大腦中扮演著怎樣的角色,以及聲音資訊如何被傳遞到杏仁核。

他們的研究結果顯示,聲音刺激會最先傳送到聽覺皮質(auditory cortex)進行聲學訊息處理和分析,解碼聲音所代表的意義,例如,聽到「ㄍㄧ」的剎車聲,解碼出來的是來自汽車或者腳踏車的剎車聲。聽覺皮質處理完畢後,將資訊傳遞到杏仁核,當杏仁核接收到來自聽覺皮質的訊號後,依據這些訊息及過去經驗發出警報 [8],誘發恐懼、焦慮或憤怒等負面情緒,並可能促使進一步的行為反應,像是尖叫、摀住耳朵,或逃離現場。

舉例來說,如果是汽車的剎車聲,基於過去的經驗,可能存在危險,因此可能會誘發恐懼情緒,並引發立馬逃離現場的行為舉動。

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有些人基於過去的經驗,聽到汽車的剎車聲,可能會誘發恐懼情緒。圖/Pexels

然而,如果解碼後的聲音是腳踏車的剎車聲,根據過去的經驗,可能不會有危及生命的危險,因此即便會觸發閃躲的動作行為,但負面情緒可能不如汽車剎車聲來的強烈,可能只會憤怒的罵騎車的人不長眼。

聽到某些聲音,讓人立馬想逃或想戰,也許這個過往的經驗是來自遠古時代祖先的傳承,但更可能是因為聽到這些聲音時,觸覺感官系統被啟動了,身體上「感覺」到不適,所以當不適的聲音再次出現時,杏仁核的活化反應就更增強,讓我們除了單純的接收到聲音之外,也產生了身體及情緒上的反應。

參考文獻

  1. Halpern, D. L., Blake, R., & Hillenbrand, J. (1986). Psychoacoustics of a chilling sound. Perception & Psychophysics39, 77-80.
  2. Kumar, S., Forster, H. M., Bailey, P., & Griffiths, T. D. (2008). Mapping unpleasantness of sounds to their auditory representation. The Journal of the Acoustical Society of America124(6), 3810-3817.
  3. Ro, T., Ellmore, T. M., & Beauchamp, M. S. (2013). A neural link between feeling and hearing. Cerebral cortex, 23(7), 1724-1730.
  4. Koenig, L., & Ro, T. (2022). Sound Frequency Predicts the Bodily Location of Auditory-Induced Tactile Sensations in Synesthetic and Ordinary Perception. bioRxiv.
  5. Lad, D., Wilkins, A., Johnstone, E., Vuong, Q.C. (2022). Feeling the music: The feel and sound of songs attenuate pain. British Journal of Pain, 16(5), 518-527. 
  6. Zald, D. H., & Pardo, J. V. (2002). The neural correlates of aversive auditory stimulation. Neuroimage16(3), 746-753.
  7. LeDoux, J. E. (2000). Emotion circuits in the brain. Annual review of neuroscience23(1), 155-184.
  8. Kumar, S., von Kriegstein, K., Friston, K., & Griffiths, T. D. (2012). Features versus feelings: dissociable representations of the acoustic features and valence of aversive sounds. Journal of Neuroscience, 32(41), 14184-14192.
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雅文兒童聽語文教基金會_96
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