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都市噪音可能造成鳥類提早老化?

活躍星系核_96
・2018/10/25 ・2195字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 540 ・八年級

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  • 編譯/水母@omegajellyfish

夜深時,辛勞工作一整天的你或許可以泡杯咖啡,戴上耳機享受最喜歡的音樂,遠離都市的喧囂和噪音,好好的放鬆。

噪音很惱人,但你有想過噪音也「惱鳥」嗎? 圖/pasja1000 @Pixabay

都市的喧囂讓人不愉快,研究報告更指出人類長期暴露在噪音中,可能會提高健康風險,導致聽力受損、高血壓、失眠、甚至是心臟病;噪音污染也成了公共衛生的重要議題。[1]

但人類可以靠耳機或隔音避免噪音,生活在都市的鳥兒可就沒有這麼幸運了,無論是白天還是夜晚,牠們都必須沐浴在城市的噪音中,聽著喇叭、引擎聲此起彼落、情侶吵架來度過甜蜜的夜晚……。這些噪音對在都市中討生活的鳥類會有哪些健康影響呢?雖然鳥類心臟病並不常見,但今年(2018)的新研究告訴我們:生活在噪音環境下,學習唱歌的青春期雀鳥──班胸草雀(Taenopygia guttata) 「端粒」構造縮短的速度加快,可能造成牠們加速老化。

班胸草雀(雌)。 圖/Maurice van Bruggen [CC BY SA-3.0] via wikipedia

顯示老化的「端粒」是什麼?

端粒是什麼?又為什麼端粒縮短顯示了這些鳥兒有加速老化的情況?端粒是一種在真核細胞中,染色體最末端的構造,在平常可以防止染色體被分解,而 DNA 複製機制中,端粒則扮演另一個關鍵角色。要理解這個角色,我們得先從 DNA 的結構開始談起,DNA 是我們的遺傳物質,由許多核苷酸單體所組成,構成 DNA 雙股螺旋結構主幹的醣類分子是去氧核糖。去氧核糖的結構中有五個碳,科學家會將這些碳加上編號 1~5,而 DNA 則是由兩股長鏈組成我們常見的「雙股螺旋」結構。

DNA 結構示意圖。 圖/ I, Bstlee [CC BY SA-3.0] via wikipedia

在 DNA 複製時,因為 DNA 的讀取方向必須固定由 3 端讀到 5 端,新股則由 5 端製作到 3 端,導致另外一股:延遲股只能一小段、一小段的複製,再由 DNA 聚合酶補齊中間缺失的片段。而延遲股複製到末端時,會有一小段無法被複製到,導致每次複製都會有損失。遺傳資訊相當重要,如果複製過程中丟失了基因可能會造成可怕的後果;在這樣的情況下,真核生物 DNA 末端演化出了重複的可丟棄序列,這就是端粒的主成份。

而當細胞中的端粒長度消耗到一定比例時,就會啟動細胞凋亡,因此生物學家推測和端粒細胞的老化機制有關係。順帶一提,人類體中有部分的細胞可以修復缺失的端粒,包含幹細胞;但如果修復端粒的機制表現在不該表現的地方,細胞凋亡不受控制,那就成了駭人的癌細胞。

被噪音影響的學唱鳥兒

回過頭來說,科學家又是如何得知正在學唱歌的班胸草雀會被噪音影響的呢?

DNA 複製過程示意圖。 圖/wikipedia

班胸草雀是種原生於澳洲的鳥類,常被用於鳥類行為方面的研究。研究者將樣本分成三組,第一組是雛鳥和他們的父母,第二組則是 18~120 天大的鳥,第三組則是控制組。控制組的鳥兒非常幸福,沒有暴露在噪音之下,前兩組則需要在白天接受 80 段不同、來自慕尼黑的噪音荼毒;到了晚上,研究團隊則間歇性的播放 40 段不同的噪音。

當然,每一組的鳥兒都有充足的食物和飲水,每週還可以吃到兩次新鮮蔬菜和水煮蛋,雖然生活的空間不如在野外寬敞,但相對來說絕對是安全、安逸的許多,除了實驗組得生活在噪音中。

最後的研究結果發現,第二組的草雀端粒縮短相當明顯,而第一組的幼鳥們則幾乎沒有受到影響。18~120 天大的鳥有什麼特別?這個階段的草雀正處於「感覺動作學習期」,是學習歌唱的重要階段,如果錯過了這段期間,他們就會無法學習如何唱出美妙的歌。歌聲直接的影響了草雀的社交、擇偶,這也解釋了為何草雀在此階段會對噪音如此敏感。如果是我們,在這樣充滿噪音的狀況下,加上學習唱歌的關鍵期不容錯過,壓力一定非常大。如果學不會唱歌,對草雀們的「鳥生」一定會有極大的負面影響,甚至還可能成為一輩子的魯鳥,這可能就是為何此段時期的鳥類會對噪音如此敏感。

圖/cocoparisienne @Pixabay

許多研究都探討過噪音和鳥類的互動,曾經有研究指出噪音會影響幼鳥體中的皮質酮(一種和壓力反應有關的激素)分泌減少,類似的狀況也發生在人類「創傷後壓力症候群」的患者身上。[5]也曾有研究指出,生活在都市的鳥類和鄉村的鳥類叫聲相當的不同。[6]

這個研究給了我們一個重要的啟示:即使實驗中提供的環境安逸舒適、物質資源豐富,噪音的存在對鳥兒還是會有顯著的負面影響。更何況是生活在充滿空氣污染的都市中?隨著都市化規模越來越大,噪音污染顯然是個需要被正視的問題。

參考資料

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活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/11/01 ・2113字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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噪音對小寶寶有什麼影響?——淺談胎兒的聽覺系統發展
雅文兒童聽語文教基金會_96
・2022/03/05 ・3191字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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  • 文/朱家瑩|雅文基金會聽語科學研究中心研究員

懷孕的準媽媽總是想要給寶寶最好的,讓肚子裡的胎兒贏在起跑點——市面上五花八門的胎教音樂,通通拿來給胎兒聽!據傳,莫札特的音樂能讓胎兒剛出生智力就高人一等[1],於是準媽媽選擇了莫札特的《小星星變奏曲》。為了讓肚裡的胎兒好好接收到音樂,準媽媽直接將耳機貼在肚皮上,讓聲音少些阻隔,能夠直達胎兒的耳邊。但是請小心,這樣的音量可能過大,很可能會造成胎兒的聽力損失。

準媽媽應避免「貼身」播放胎教音樂,免得音量過大,很可能會造成胎兒的聽力損失。圖/Freepik

從媽媽的肚子裡開始「聽」

在肚子裡的胎兒,因為隔著媽媽的肚皮、子宮、羊水和甩也甩不掉的脂肪,不僅聽到的音頻較不完整,且音量也小了許多。但,即便有宛如銅牆鐵壁般的保護,若讓胎兒長時間暴露在高於 60 分貝(dBA)的低頻噪音下,仍可能會造成寶寶的聽力損失[2]

什麼?胎兒也可能會有噪音性聽損?那什麼時候該開始注意周遭的聲音,避免讓胎兒還未出生就因噪音而聽損呢?在討論前,先讓我們瞭解一下胎兒的聽覺系統發展。

就像國道建設,聽覺系統也是一段一段接起來

讓我們聽到聲音的聽覺系統分為兩個部分:一個是接收聲音的耳朵構造,包含外耳、中耳及內耳中的耳蝸;另一個則是在大腦中處理聲音的訊號的聽覺皮質(auditory cortex)。

耳朵構造的發展很早就開始了。從第一孕期(0-14 週)開始,大約在 15 週時就會發展完成,而內耳毛細胞則是在 10-12 週開始分化;大約在第二孕期開始,依序由內毛細胞發展到外毛細胞[2, 3]。當內毛細胞發展完成,可以將聲音訊號傳遞到腦幹及顳葉時,聽覺系統就可以開始運作了,這時候大約是 25 到 29 週[4]。內毛細胞是聲音的接收器,連結著聽神經,聲音刺激引發內毛細胞震動後,就可將聲音傳輸到可以處理聲音訊號的聽覺皮質。

因此,當內毛細胞發展完成後,也就是第三孕期(28-40 週)時,聽覺系統開始運作。這時胎兒可以藉由耳毛細胞傳遞訊號到大腦,進而聽到聲音。

當內外毛細胞發展完成後,聽覺刺激就能一路上傳到聽覺皮質,正式啟用聽覺系統。圖/修改自 Freepik,增加各孕期階段之聽覺系統發展內容

胎兒也需要聽覺刺激——沒刺激就沒發展

聽覺系統的發展仰賴聽覺刺激來訓練毛細胞傳達訊息到大腦。因此,當聽覺系統開工後,便需要有聲音刺激來訓練毛細胞。文獻指出,懷胎 7 月起到出生 1 個月內,是讓胎兒學習不同聲音頻率的最佳時機[5]!不管是父母的說話或哼唱聲、環境中的講話聲,或是音樂,都是很好的刺激來源。

揪兜媽爹!聲音不是「大」又「多」就好

不過,要特別注意音量以及給予的方式,因為胎兒的耳毛細胞還很脆弱,有可能會因為過大且持續的聲音刺激造成聽力損失,得不償失。

我們大多是透過空氣傳遞的方式聽到聲音,但肚子裡的胎兒可不一樣。外界聲音要先穿透媽媽厚厚的肚皮、子宮跟羊水才能抵達(可以想像在水裡摀著耳朵聽聲音)。因為耳朵都被羊水塞住了,胎兒是透過骨頭傳遞的方式聽聲音,能聽到的僅限於低頻音域(500 Hz 以下),如此可以保護負責處理高頻聲音的耳毛細胞[2]。但是,超過 60 分貝(dBA)的低頻噪音還是應該要避免,否則就會造成還在學習傳導訊息的耳毛細胞受到傷害,進而造成不可逆的聽力損失。

動滋動滋,媽媽肚子自動強化重低音

低頻噪音可以輕易穿透媽媽的肚子,聲壓不僅不會減少,甚至可能會增加,容易造成胎兒的耳毛細胞受到傷害。相對地,高頻噪音(500 Hz 以上)則很難進到胎兒的內耳,而且一旦進入媽媽的肚子後,還會減少 20-30 dB 的聲壓[6],因此低頻噪音對於胎兒的影響遠大於高頻噪音。

除此之外,也要注意工作環境和生活環境中的噪音。研究指出,若準媽媽的工作場域暴露在 80 分貝(dBA)的噪音當中,除了會造成胎兒聽損外,也容易早產[7];而若生活環境吵雜,像是住家靠近機場,每天暴露在 60 到 65 分貝(dBA)的飛機噪音中,也容易造成胎兒出生體重過輕[8]。由此可見,噪音對於胎兒的影響不僅是聽力發展!

不同分貝(dBA)的聽覺感受、生活中的相關聲音範例,以及對於人的影響。但此表中所呈現的分貝數是包含全頻率的聲音,並非特定高頻或低頻。表/翻譯自參考資料 9

聲光玩具可以是最佳保姆,但也可能是聽力殺手

聽覺系統的發展在出生後仍然持續進行[10],因此仍然需要不同的聲音刺激。不過,市面上常見的聲光玩具,對於嬰幼兒的聽力有潛在的危險性,所以挑選玩具時也需多多留意。

嬰幼兒的鼓膜對於噪音很敏感,因為他們的耳道比大人短,再加上嬰幼兒的手臂長度較短,在玩玩具時,玩具和耳朵的距離比大人近,音量也會相對大聲[11]。對於年紀更小的嬰幼兒,有些甚至還沒有能力將過大音量的聲光玩具移開,同時也沒有足夠的認知能力可以辨識什麼樣的聲音音量是屬於太大聲的噪音[12]

挑選嬰幼兒玩具時,需要多加留意玩具的音量。圖/Pexels

根據 Sight & Hearing Association 2021 年的調查報告[13],下圖舉例的玩具音量皆超過 100 分貝(dBA)。可以看到玩具的種類包含尖叫雞、電子樂器、聲光機器人,甚至是音效書。

選購玩具時,若音量對你來說有點大聲,那就不要猶豫,請把它放回架上。尚未拆封的玩具因有包裝阻隔,會再降低一些音量——要是你覺得大聲,那對嬰幼兒更是震耳欲聾[14]。若是手邊已經有聲光玩具,也不用急著丟掉,可以用膠帶貼住喇叭,降低音量[15],或者直接拔掉電池[16]

聽覺系統自胎兒時期開始發展,因此當寶寶開始聽得到聲音時,就要避免持續性的噪音可能造成的聽力損害,而噪音的來源可能就是身邊常見的聲源,包含胎教音樂跟聲光玩具等。這些被視為「好」的聲音,一旦超過可容忍的音量,就會變成「不好」的噪音了。

音量超標的玩具品項,包含尖叫雞、電子樂器、聲光機器人,還有音效書。圖/Amazon

參考文獻

  1. Rauscher, F. H., Shaw, G. L., & Ky, C. N. (1993). Music and spatial task performanceNature365(6447), 611-611.
  2. Graven, S. N., & Browne, J. V. (2008). Auditory development in the fetus and infant. Newborn and infant nursing reviews, 8(4), 187-193.
  3. James, W. (2000). Development of the ear and hearingJournal of perinatology20(1), S12-S20.
  4. Moore, J. K., & Linthicum, F. H. (2007). The human auditory system: A timeline of development. International Journal of Audiology, 46(9), 460–478. 
  5. Kisilevsky, B. S., Hains, S. M., Lee, K., Xie, X., Huang, H., Ye, H. H., … & Wang, Z. (2003). Effects of experience on fetal voice recognitionPsychological Science, 14(3), 220-224.
  6. Gerhardt, K. J., & Abrams, R. M. (2000). Fetal exposures to sound and vibroacoustic stimulationJournal of Perinatology20(1), S21-S30.
  7. Gupta, A., Gupta, A., Jain, K., & Gupta, S. (2018). Noise pollution and impact on children healthThe Indian Journal of Pediatrics85(4), 300-306.
  8. Knipschild, P., Meijer, H., & Sallé, H. (1981). Aircraft noise and birth weightInternational Archives of Occupational and Environmental Health48(2), 131-136.
  9. Committee on Environmental Health. (1997). Noise: a hazard for the fetus and newbornPediatrics100(4), 724-727.
  10. Litovsky, R. (2015). Development of the auditory systemHandbook of clinical neurology129, 55-72.
  11. Hellstrom, P. A., Dengerink, H. A., & Axelsson, A. (1992). Noise levels from toys and recreational articles for children and teenagersBritish journal of audiology26(5), 267-270.
  12. Axelsson, A. (1996). The risk of sensorineural hearing loss from noisy toys and recreational activities in children and teenagersInternational Journal for Consumer and Product Safety3(3), 137-146.
  13. Sight & Hearing Association (2021). Sight & Hearing Association Releases 2021 Annual Noisy Toys List.
  14. Jabbour, N., Weinreich, H. M., Owusu, J., Lehn, M., Yueh, B., & Levine, S. (2019). Hazardous noise exposure from noisy toys may increase after purchase and removal from packaging: A call for advocacy. International Journal of Pediatric Otorhinolaryngology, 116, 84-87.
  15. Weinreich, H. M., Jabbour, N., Levine, S., & Yueh, B. (2013). Limiting hazardous noise exposure from noisy toys: simple, sticky solutionsThe Laryngoscope, 123(9), 2240-2244.
  16. Zappi, R. E. (2021). Watch for Holiday Toys That Can Pose a Hearing Hazard.
雅文兒童聽語文教基金會_96
40 篇文章 ・ 200 位粉絲
雅文基金會提供聽損兒早期療育服務,近年來更致力分享親子教養資訊、推動聽損兒童融合教育,並普及聽力保健知識,期盼在家庭、學校和社會埋下良善的種子,替聽損者營造更加友善的環境。

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爸媽的話左耳進右耳出?其實都是噪音惹的禍!——如何找出最佳「訊噪比」?
雅文兒童聽語文教基金會_96
・2021/09/24 ・2843字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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作者 / 林堂智|雅文基金會聽語科學研究中心 研究助理

從生理結構來看,我們可以利用眼瞼作為視覺訊息接收的開關,閉上眼睛就能眼不見為淨。對於聽覺而言,這樣的按鈕也貌似存在,畢竟當一個人發呆、做白日夢時,即使別人喊破喉嚨,他沒有反應就是沒有反應,這不就是關閉聽覺的表現嗎?這種「你有說,但我沒聽到」的現象,究竟是怎麼發生的?讓我們繼續看下去!

常常把我的話當耳邊風!真是夠了!圖/pixabay

耳朵是無辜的!訊息的選擇大腦說了算

耳朵的主要工作僅止於訊息傳遞,而後續的訊息處理工作其實是由大腦完成的,也就是說,當這個全年無休的聲音接收器孜孜不倦地傳遞訊息,最終在眾多雜訊中,該聚焦處理哪些訊息是由大腦決定。在雜訊中聚焦處理訊息的能力稱作「聽覺注意力」。然而,聽覺注意力卻也容易受到認知負荷量噪音的影響。

在處理訊息的過程中,大腦需要提供燃料(認知資源)給聽覺注意力進行運作,然而資源有限[1],若是接收過多或太複雜的訊息,大腦便有可能因為運轉「過熱」而呈現放空或呆滯的狀態。就好比每台電腦都會有特定進行資料運算的空間,一旦超過負荷就會運轉緩慢或甚至當機。同理,當我們處在一個訊息繁雜的環境下,我們的聽覺注意力便有可能會無所適從,讓訊息接收和判斷更困難。

聽你想聽的,是人之常情

還好就如《人海中注意你的聲音、喧鬧中聽見我的名字:認識雞尾酒會效應[2]一文中,筆者透過雞尾酒會效應[3](Cherry,1953)討論聽覺注意力的展現與運轉機制。當訊息繁雜時,我們的注意力能選擇目標訊號來優先處理,並抑制非目標訊息的干擾。不過,若非目標訊息達到可被察覺的門檻(Threshold)時,我們仍會因此分心而被影響。

好比說,下課時正起勁地和同學聊最新的手遊,即使走廊吵雜,一聽到暗戀女孩的笑聲,耳朵還是會立刻豎起,心裡小鹿亂撞地慌張轉頭尋找她的蹤影。不過,當非目標訊息(aka噪音)太大聲時,還是會讓你「充耳,卻沒辦法聞」,想聽也聽不到。

充耳,卻沒辦法聞 ,想聽也聽不到。圖/Pexels

還是充耳不聞?也許就是噪音惹的禍!

噪音是一種人們不想(需)要(unwanted/undesired)的聲音,它不但會干擾思考、工作與日常,也會為身心理健康帶來負面影響。[4]日常生活中,噪音無處不在,不論是捷運站、學校教室、甚至是家中客廳的噪音皆可能影響語音察覺能力。過去研究顯示,70 dBA 以上的環境噪音(相當於使用吸塵器的音量)對於聽覺注意力有顯著的負面影響。[5] Zhang 等人的研究指出,在學校的環境噪音下(如:操場遊戲聲、電風扇運轉聲、窗外車流聲等),孩子於視覺追蹤作業的反應速度、任務準確性與注意力表現皆較差。[6]尤其在達 75dB SPL 的高強度噪音下,孩子需要耗費更多的認知資源才能維持注意力來接收與處理訊息。Fernandes 等人也發現高強度噪音會讓孩子的閱讀與理解作業表現較差。[7]

找出最好「訊噪比」,讓我們和噪音共處

然而,環境噪音的問題並非無法解決,現今許多科技產品,像是很多老師會佩帶的小蜜蜂麥克風,就能在教學現場克服環境噪音。這類科技產品可以讓目標訊息(老師說話的內容)更大聲,用來蓋過環境噪音,讓學童聽得更清楚。

訊息和噪音音量的比值又稱為訊噪比(Signal-to-Noise Ratio),可用於反映訊號清晰度。訊噪比值越高越有利於聆聽;當訊噪比越低或為負數時,則代表噪音比訊號的音量來得大,不利聆聽,就算想聽也是聽不清楚的。若要有效傳遞聲音訊息,較為理想的狀態是提高目標音量或是降低噪音音量,讓訊噪比維持在利於聆聽的值。

訊噪比值的高低,決定訊號內容的清晰度,也許試著將聲音訊號再放大聲一點或降低噪音的音量,打造利於聆聽的環境。圖/雅文基金會

別一竿子打翻一船人!你懂低訊噪的好嗎? 

雖然訊噪比和聆聽品質有關,但噪音真的只能夠扮演反派角色嗎?其實訊噪比的機制主要圍繞著「遮蔽」(Masking)的概念。當我們感知到噪音多於目標訊息時,則表示噪音已遮蔽目標訊號,可能因此發生訊息缺漏或難以察覺目標訊號的情況。

噪音遮蔽可分為能量遮蔽(energetic masking)與訊息遮蔽(informational masking)。[7] 能量遮蔽指噪音在時間和頻率上與目標音重疊,主要發生在聽覺外周(auditory periphery),例如隔壁鄰居的狗吠聲被豪大雨聲蓋過去了。訊息遮蔽則是噪音與目標音訊息由於其在認知層次上的相似性而在處理的過程中所造成的遮蔽。好比台語使用者聽到「脫口罩」時,因週遭環境語音的干擾,而聽成「脫褲走」的訊息判斷錯誤。[8,9] 

我們也能善用噪音遮蔽的特性改善生活品質。比如說,在日本或誠品書店洗手間常見的「音姬(OTOHIME)」機台會在有人如廁時,自動發出涓涓流水聲,用來遮蔽解放的尷尬聲響。聽覺系統作為全年無休的勞工,即使我們在睡覺,他仍在運作;因此只要有突然的聲音(狗叫聲、汽車引擎聲、打鼾聲等),皆可讓大腦警覺而使你驚醒。此時,頻率平穩一致的白噪音(吹風機、電風扇)和粉紅噪音(下雨聲、營火聲)就十分好用,可以遮蔽影響睡眠的外界聲音變化,達到噪音消除的作用,讓你一夜好眠。

噪音用得恰,如廁不尷尬。圖/tohoint.co.jp

不論處在哪種生活情境,噪音無處不在,且難以殲滅,不過我們可以使用一些策略來改善生活品質。例如:尋找適當的位置(背對噪音源或移駕到安靜角落)讓聆聽更輕鬆,或使用科技產品來降低噪音或提升目標音量,以凸顯目標訊息內容。最後,善用遮蔽效應即可抵銷噪音,提升學習、工作,甚至是休息時的效率與品質[10]

參考資料

  1. Kahneman D. (1973). Attention and Effort. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall.
  2. 雅文兒童聽語文教基金會(2021)。人海中注意你的聲音、喧鬧中聽見我的名字:認識雞尾酒會效應。泛科學
  3. Cherry, E. C. (1953). Some experiments on the recognition of speech, with one and with two ears. The Journal of the Acoustical Society of America25(5), 975–979.
  4. Fink, D. (2019, December). A new definition of noise: noise is unwanted and/or harmful sound. Noise is the new ‘secondhand smoke’. In Proceedings of Meetings on Acoustics 178ASA (Vol. 39, No. 1, p. 050002). Acoustical Society of America.
  5. Schlittmeier, S. J., Feil, A., Liebl, A., & Hellbrück, J. (2015). The impact of road traffic noise on cognitive performance in attention-based tasks depends on noise level even within moderate-level ranges. Noise & Health, 17(76), 148-157.
  6. Zhang, Z., Zhang, Y., & Kang, J. (2018). An Experimental Study on the Influence of Environmental Noise on Students’ Attention. In The 11th EuroNoise Conference, Crete.
  7. Fernandes, R. A., Vidor, D. C. G. M., & Oliveira, A. A. D. (2019). The effect of noise on attention and performance in reading and writing tasks. In CoDAS 31(4). Sociedade Brasileira de Fonoaudiologia.
  8. Yang, Z.-G., Song, Y.-W., Zhang T.-T., Li, L. (2014). The subcomponents of informational masking: Evidence from behavioral and neural imaging studies. Advances in Psychological Science, 22(3), 400-408.
  9. 徐灿、杨小虎、汪玉霞、张辉、丁红卫、刘畅(2018)。 语音型噪音对二语者汉语元音声调感知的影响。心理與行為研究16(1):22-30。
  10. Lu, S. Y., Huang, Y. H., & Lin, K. Y. (2020). Spectral content (colour) of noise exposure affects work efficiency. Noise & Health22(104), 19-27.
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雅文兒童聽語文教基金會_96
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雅文基金會提供聽損兒早期療育服務,近年來更致力分享親子教養資訊、推動聽損兒童融合教育,並普及聽力保健知識,期盼在家庭、學校和社會埋下良善的種子,替聽損者營造更加友善的環境。

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都市噪音可能造成鳥類提早老化?
活躍星系核_96
・2018/10/25 ・2195字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 540 ・八年級

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  • 編譯/水母@omegajellyfish

夜深時,辛勞工作一整天的你或許可以泡杯咖啡,戴上耳機享受最喜歡的音樂,遠離都市的喧囂和噪音,好好的放鬆。

噪音很惱人,但你有想過噪音也「惱鳥」嗎? 圖/pasja1000 @Pixabay

都市的喧囂讓人不愉快,研究報告更指出人類長期暴露在噪音中,可能會提高健康風險,導致聽力受損、高血壓、失眠、甚至是心臟病;噪音污染也成了公共衛生的重要議題。[1]

但人類可以靠耳機或隔音避免噪音,生活在都市的鳥兒可就沒有這麼幸運了,無論是白天還是夜晚,牠們都必須沐浴在城市的噪音中,聽著喇叭、引擎聲此起彼落、情侶吵架來度過甜蜜的夜晚……。這些噪音對在都市中討生活的鳥類會有哪些健康影響呢?雖然鳥類心臟病並不常見,但今年(2018)的新研究告訴我們:生活在噪音環境下,學習唱歌的青春期雀鳥──班胸草雀(Taenopygia guttata) 「端粒」構造縮短的速度加快,可能造成牠們加速老化。

班胸草雀(雌)。 圖/Maurice van Bruggen [CC BY SA-3.0] via wikipedia

顯示老化的「端粒」是什麼?

端粒是什麼?又為什麼端粒縮短顯示了這些鳥兒有加速老化的情況?端粒是一種在真核細胞中,染色體最末端的構造,在平常可以防止染色體被分解,而 DNA 複製機制中,端粒則扮演另一個關鍵角色。要理解這個角色,我們得先從 DNA 的結構開始談起,DNA 是我們的遺傳物質,由許多核苷酸單體所組成,構成 DNA 雙股螺旋結構主幹的醣類分子是去氧核糖。去氧核糖的結構中有五個碳,科學家會將這些碳加上編號 1~5,而 DNA 則是由兩股長鏈組成我們常見的「雙股螺旋」結構。

DNA 結構示意圖。 圖/ I, Bstlee [CC BY SA-3.0] via wikipedia
 

在 DNA 複製時,因為 DNA 的讀取方向必須固定由 3 端讀到 5 端,新股則由 5 端製作到 3 端,導致另外一股:延遲股只能一小段、一小段的複製,再由 DNA 聚合酶補齊中間缺失的片段。而延遲股複製到末端時,會有一小段無法被複製到,導致每次複製都會有損失。遺傳資訊相當重要,如果複製過程中丟失了基因可能會造成可怕的後果;在這樣的情況下,真核生物 DNA 末端演化出了重複的可丟棄序列,這就是端粒的主成份。

而當細胞中的端粒長度消耗到一定比例時,就會啟動細胞凋亡,因此生物學家推測和端粒細胞的老化機制有關係。順帶一提,人類體中有部分的細胞可以修復缺失的端粒,包含幹細胞;但如果修復端粒的機制表現在不該表現的地方,細胞凋亡不受控制,那就成了駭人的癌細胞。

被噪音影響的學唱鳥兒

回過頭來說,科學家又是如何得知正在學唱歌的班胸草雀會被噪音影響的呢?

DNA 複製過程示意圖。 圖/wikipedia

班胸草雀是種原生於澳洲的鳥類,常被用於鳥類行為方面的研究。研究者將樣本分成三組,第一組是雛鳥和他們的父母,第二組則是 18~120 天大的鳥,第三組則是控制組。控制組的鳥兒非常幸福,沒有暴露在噪音之下,前兩組則需要在白天接受 80 段不同、來自慕尼黑的噪音荼毒;到了晚上,研究團隊則間歇性的播放 40 段不同的噪音。

當然,每一組的鳥兒都有充足的食物和飲水,每週還可以吃到兩次新鮮蔬菜和水煮蛋,雖然生活的空間不如在野外寬敞,但相對來說絕對是安全、安逸的許多,除了實驗組得生活在噪音中。

最後的研究結果發現,第二組的草雀端粒縮短相當明顯,而第一組的幼鳥們則幾乎沒有受到影響。18~120 天大的鳥有什麼特別?這個階段的草雀正處於「感覺動作學習期」,是學習歌唱的重要階段,如果錯過了這段期間,他們就會無法學習如何唱出美妙的歌。歌聲直接的影響了草雀的社交、擇偶,這也解釋了為何草雀在此階段會對噪音如此敏感。如果是我們,在這樣充滿噪音的狀況下,加上學習唱歌的關鍵期不容錯過,壓力一定非常大。如果學不會唱歌,對草雀們的「鳥生」一定會有極大的負面影響,甚至還可能成為一輩子的魯鳥,這可能就是為何此段時期的鳥類會對噪音如此敏感。

圖/cocoparisienne @Pixabay

許多研究都探討過噪音和鳥類的互動,曾經有研究指出噪音會影響幼鳥體中的皮質酮(一種和壓力反應有關的激素)分泌減少,類似的狀況也發生在人類「創傷後壓力症候群」的患者身上。[5]也曾有研究指出,生活在都市的鳥類和鄉村的鳥類叫聲相當的不同。[6]

這個研究給了我們一個重要的啟示:即使實驗中提供的環境安逸舒適、物質資源豐富,噪音的存在對鳥兒還是會有顯著的負面影響。更何況是生活在充滿空氣污染的都市中?隨著都市化規模越來越大,噪音污染顯然是個需要被正視的問題。

參考資料

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活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia