Феномен Туллио: почему некоторые звуки вызывают у людей головокружение и нарушение зрения

Каждый сотый человек в мире имеет чувствительность к отдельным звукам. Таким людям становится плохо, если они слышат, например, игру музыкального инструмента или чей-то голос в определённой тональности. И речь идёт не о простом раздражении, а о вполне физиологических симптомах: головокружении, тошноте, потере равновесия и даже нарушении зрения.

Это явление известно как феномен Туллио: его открыл и описал в 1929 году итальянский биолог Пьетро Туллио (Pietro Tullio). Однако до сих пор учёные не могли понять, почему происходит такое нарушение.

Ответ нашла команда из нескольких научных центров США, которую возглавила биомедицинский инженер Марта Иверсен (Marta Iversen) из Университета Юты.

Учёные выяснили, что у некоторых людей наблюдается состояние под названием расщепление полукружного канала уха. Поясним, что у человека полукружных каналов шесть – по три в каждом ухе. Они входят в состав отдела, известного как внутреннее ухо. Это костный лабиринт, внутри которого находится ещё один – перепончатый, по форме точно повторяющий первый и заполненный жидкостью, эндолифмой. Истончение костей в составе "основного" лабиринта как раз и вызывает феномен Туллио.

Пьетро Туллио изучал это явление, просверливая крошечные отверстия в полукружных каналах голубей. Его опыты показали, что птицы при наличии таких отверстий приобретали особую акустическую чувствительность: звуки определённых тонов вызывали у них проблемы с балансом.

Однако у людей феномен Туллио и причины его возникновения ранее почти не изучались. Теперь же исследователи выяснили, что это нарушение является врождённым. У обладателей аномально тонких костных каналов наблюдается состояние под названием нистагм – непроизвольные колебательные движения глаз высокой частоты (до нескольких сотен в минуту). Нистагм происходит рефлекторно и, вероятно, именно он становится причиной головокружения и тошноты, поскольку сбивчивые непроизвольные движения глаз не позволяют стабилизировать картину, которую видит перед собой человек.

По словам учёных, это очень похоже на чувство алкогольного опьянения (собственно, нистагм также может быть вызван употреблением алкоголя и проходит, когда человек трезвеет). В случае феномена Туллио такой эффект может длиться всего несколько секунд, а вот головокружение, тошнота и потеря равновесия длятся дольше – в течение десятков секунд.

Но каким образом звуки вызывают дисбаланс внутренних органов? Чтобы выяснить это, исследователи провели два эксперимента.

В первом они наблюдали за движением нейронов мозга и работой внутреннего уха у жабовидных рыб вида Opsanus tau. Они имеют аналогичное человеческому внутреннее ухо и, как выяснилось, у рыбы-жабы также возникает головокружение, когда звук генерирует "патологические" волны жидкости в полукружных каналах. Обычно жидкость внутреннего уха (та самая эндолимфа) перемещается при повороте головы, и глаза автоматически подстраиваются, чтобы стабилизировать изображение, которые "выводится" на сетчатку.

Но из-за истончения полукружного канала звуки определённых тонов изменяют движение жидкости внутреннего уха, и в результате орган посылает неверный сигнал мозгу, а тот, соответственно, глазам. Так и возникает нистагм, а вслед за ним головокружение, влекущее тошноту и дезориентацию в пространстве.

Во втором эксперименте учёные применили компьютерное моделирование, чтобы проследить за движением жидкости внутреннего уха человека. Их данные подтвердились: действительно, при нарушении плавного движения жидкости из-за вибраций в вестибулярной сенсорной системе происходит сбой.

Хорошей новостью является то, что феномен Туллио можно устранить посредством одной небольшой операции, говорят специалисты. Ещё одна приятная новость заключается в том, что научный интерес к необычному явлению почти через сто лет после его открытия наконец-то удовлетворён.

Научная статья по итогам этой работы была опубликована в журнале Scientific Reports.

Напомним, ранее учёные объяснили феномен "музыки, застрявшей в голове" и рассказали, почему пожилые люди перестают отличать похожие звуки и как это можно изменить. Также авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) сообщали, что низкие звуки изменяют представления о размерах предметов.