撰文 薩拉·威廉士（Sarah C. P. Williams）
翻譯 徐麗
審校 馬宏
有一種聲音，無論來自電視還是僻靜的小巷，你都一定能辨認出來，那就是恐懼引發的尖叫聲。現在，科學家們已經找到了恐懼的尖叫總是能讓我們汗毛倒豎的原因之一：尖叫聲有其他人類發聲所沒有的獨特聲學特性。這些特性可以解釋我們的大腦是如何迅速識別尖叫聲並作出反應的，同時也為研製新型警報系統提供了靈感。
過去很少有人研究人類或動物因為恐懼而引發的尖叫聲。「我們花了太多精力來研究說話和唱歌，以至於我們一直都忽略了這類更為基本的發聲方式。」未參與該研究的奧地利大學進化生物學家、認知學家特庫姆塞·菲奇（Tecumseh Fitch）說。新的人類尖叫分析結果可能為最早的交流方式是如何演化出來的提供一些線索，他補充說。
為了詳細研究日常談話、公共演講和歌劇中人造聲音的特點，科學家通常用一些常規方法來使這些聲音可視化。他們可以畫出聲壓強的圖像，或者繪製聲波頻率隨時間的變化情況。但是，用來研究尖叫的話，這些方法只能發現一點，就是這種聲音比日常談話更響亮和尖銳，紐約大學的神經科學家戴維·珀佩爾（David Poeppel）說，「而其他許多聲音都是響亮且尖銳的。」
珀佩爾及其同事們決定更加詳盡地研究尖叫聲，開始藉助最近才在聲音領域使用的第三層次的分析。這種分析方法就是調製功率譜（modulation power spectrum），它能記錄音量在極短時間內是如何變化的。科學家將這項分析應用到電影、Youtube視頻及實驗室自願者的日常談話和恐怖的尖叫聲中。珀佩爾的團隊發現，日常談話的音量變化小於5赫茲每秒，即音量基本保持不變；而任意的尖叫聲的響度都會迅速波動，從30到150赫茲每秒不等。這些波動賦予了尖叫聲「粗糙」的特徵，這在其他的人類語言中是沒有的，不管聲音來自男性、女性還是兒童。
「事實證明，尖叫聲構成了音景（soundscape）的一部分，以前人們認為音景與人類交流無關。」珀佩爾說。那麼為什麼尖叫聲如此讓人毛骨悚然？研究團隊要求自願者聽大量的尖叫聲和恐怖的語句，其中一些調製得比平常聲音的要粗糙些。如果聲音越粗糙，也就是尖叫聲的音量變化越大，那麼這段聲音就會被自願者認為愈加可怕，研究者把結果發表在了《當代生物學》（Current Biology）網站上。此外，科研小組利用功能性核磁共振成像監測16位參與者在聽這些聲音時大腦的活動，發現越粗糙的尖叫聲越能有效激活大腦的恐懼中樞杏核仁（amygdala）。通過對比發現，大多數其他聲音只是初步激活大腦的聽覺皮層。
「如果你問某人一個聲音來自於哪個方向，如果是尖叫聲，他們會更加快速準確地判斷出來。」 珀佩爾說道，「現在，我們認為這是大腦對於尖叫聲的獨有反應。」
珀佩爾認為，報警器製造商或許已經發現了這一快速進入大腦的通道。比如，他發現房屋與汽車報警器在聲音粗糙度排行榜上排名靠前。「我認為這一點是巧合。在不知道『什麼聲音是特別討厭而又絕不會錯過的呢？』的情況下恰好碰上了。」但是關於聲音粗糙度的新發現可以讓人們發明出更高效的報警器，也就是說，自動化系統可以分別出一個人是真正處於恐懼中或者只是要跟電影中的尖叫聲比拼。
菲奇表示這項發現會引出更多的問題，如是否靈長目動物和其他動物在危難時的呼救和警報是否有相同的特徵，這可能會給「大腦是如何演化而將尖叫聲與恐懼聯繫起來的」一些提示。「對於這個問題的研究，他們已經有了良好的開端，我認為，對於感情的神經基礎，這是一個極好的研究方向。」
珀佩爾補充說，他的研究團隊將會研究不同物種甚至不同類型的尖叫聲，如體育比賽時激動的尖叫與吶喊、嬰兒表達需求的尖聲哭喊，以確認它們是否有同樣的特徵並能以同樣方式激活大腦的恐懼中樞。
原文連結：http://news.sciencemag.org/biology/2015/07/why-screams-are-so-scary
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