В 1936 г. Стэнли Смит Стивенс, экспериментальный психолог из Гарвардского университета, дал слуховому феномену новое имя: «электрофонный слух». Через четыре года в недавно основанной психоакустической лаборатории он предложил три разных механизма слуха при электрической стимуляции. Большинство людей с нормальным слухом при электродной стимуляции в ухе слышали ноту, которая была ровно на октаву выше частоты прикладываемого тока. Однако если одновременно прикладывался и отрицательный постоянный ток, участники эксперимента слышали еще и фундаментальную частоту. Воспользовавшись своими познаниями в физике, Стивенс заключил, что ухо реагирует как конденсаторный приемник: барабанная перепонка и противоположная сторона среднего уха играют роль вибрирующих «пластин» этого конденсатора.
Однако люди, у которых не было барабанной перепонки, слышали либо фундаментальную частоту, либо «жужжащий» шум, либо и то и другое. Ноту октавой выше не слышал никто из них. Кроме того, как сообщал и Бреннер, уши без барабанных перепонок оказались намного чувствительнее к электричеству, чем нормальные. Один из подопытных Стивенса услышал чистую ноту после стимуляции с напряжением всего в одну двадцатую вольта. Стивенс предположил, что люди слышат фундаментальную частоту благодаря прямой стимуляции волосковых клеток внутреннего уха. А вот жужжащий звук – это непосредственный результат стимуляции слухового нерва.
Таким образом, в 1940 г. предполагалось, что сразу три части уха могут преобразовывать электричество в звук: среднее ухо, волосковые клетки внутреннего уха и слуховой нерв. Все три механизма, похоже, работали в нормальном слуховом диапазоне людей.
Стивенс попробовал еще один эксперимент, всей значимости которого не понял и который больше никто не пытался повторять около двух десятилетий: он облучил пациентов низкочастотной 100-килогерцевой радиоволной, которая модулировалась на 400 Гц. Человеческое ухо каким-то образом демодулировало этот сигнал, и пациенты слышали чистую 400-герцевую ноту, близкую к соль первой октавы
[450].
В 1960 г. биолог Аллан Фрей предложил еще один метод слушания электромагнитной энергии, на этот раз – без прикладывания к телу электродов. Радарный техник из Сиракьюза, штат Нью-Йорк, поклялся ему, что может «слышать» радар. Поверив ему на слово, Фрей поехал вместе с ним на станцию в Сиракьюзе и обнаружил, что тоже его слышит. Вскоре Фрей опубликовал несколько статей об этом эффекте, доказав, что даже животные и люди с кондуктивной (но не нейросенсорной) тугоухостью слышат краткие импульсы микроволновой радиации даже при предельно низком уровне средней мощности. Этот феномен, известный как «микроволновый слух», привлек немало внимания, но, скорее всего, не имеет никакого отношения к большинству звуков, которые мучают стольких людей сегодня.
Однако 1960-е гг. принесли и новые сюрпризы. Последние исследования электрофонного слуха преследовали и военные, и гражданские цели. Медицинскому сообществу хотелось узнать, можно ли глухого заставить слышать. А военные проверяли, можно ли разработать новый метод связи для солдат или космонавтов.
В 1963 г. Герхард Саломон и Арнольд Старр из Копенгагена доказали, что внутреннее ухо намного чувствительнее к электроэнергии, чем кто-либо предполагал прежде. Они поместили электроды прямо рядом с улиткой у двух пациентов, которым делали операции по восстановлению среднего уха. Один пациент услышал «щелчки» или «потрескивание» при стимуляции постоянным током всего в три микроампера (миллионных частей ампера). Второму пациенту понадобилось 35 микроампер, чтобы услышать тот же самый звук. С увеличением тока звуки менялись, напоминая «хруст при ходьбе по снегу» или «дуновение ветра». Переменный ток дал чистые ноты, соответствующие по своей высоте звучания прикладываемой частоте, но для этого понадобился ток примерно в тысячу раз сильнее.
Затем Лаборатория электромагнитной войны и коммуникации на базе ВВС Райт-Паттерсон в Огайо опубликовала доклад, написанный Аланом Бредоном из Spacelabs, Inc., в котором исследовались электрофонный и микроволновый слух и их возможное применение в космосе. Целью была разработка «эффективного преобразователя двойного назначения, который можно носить с абсолютным минимумом дискомфорта во время долгих миссий в скафандрах в аэрокосмической среде». Бредон обнаружил, что электрофонные устройства не подходят для заданной цели, потому что звук, который они издавали, оказался слишком тихим, чтобы его можно было услышать в шумном самолете или космическом корабле. А микроволновый слух сочли бесполезным, потому что он зависел от коротких импульсов энергии и вообще не давал постоянного звука. Но вот «Нейрофон» Патрика Фланагана, который недавно разрекламировали в журнале Life
[451], привлек внимание Бредона. Это устройство, которое, как утверждал Фланаган, он изобрел в пятнадцать лет, оказалось радиоволновым прибором, почти неотличимым от того, что в 1927 г. запатентовал Эйхгорн, и работало за счет вибрации кожи. Однако прибор Фланагана имел одно ключевое отличие: его несущая частота находилась в ультразвуковом диапазоне, между 20 000 и 200 000 Гц. Он переоткрыл феномен, который Стивенс описал в 1937 г. в своей книге и больше к нему не возвращался.
Благодаря шумихе, поднятой вокруг изобретения Фланагана, врач Генри Пухарич и дантист Джозеф Лоуренс, работавшие на ВВС США, получили грант на исследование так называемой трансдермальной электростимуляции. Они направляли электромагнитную энергию на ультразвуковых частотах на электроды, помещенные возле уха. Аудиосигнал, добавленный к ультразвуковой несущей частоте, каким-то образом демодулировался телом, и участники эксперимента слышали его, как любой другой звук. На первый взгляд казалось, что прибор, как и устройство Фланагана, работал за счет вибрации кожи. Однако ученым удалось получить несколько потрясающих результатов.
Во-первых, диапазон слуха большинства людей оказался значительно расширен. Верхняя граница слуха у большинства людей равнялась, скажем, 13 000 или 14 000 колебаниям в секунду. С помощью этого устройства они обычно слышали звуки высотой до 18 000 колебаний в секунду. Некоторые даже слышали ноту с частотой 25 000 колебаний в секунду – на 5000 выше, чем вообще в состоянии слышать люди.
Во-вторых, использование ультразвуковой несущей волны избавило звук от искажений. Когда аудиосигнал посылали прямо на электроды без несущей волны, речь оставалась непонятной, а музыка – неузнаваемой. Но вот когда речь или музыку посылали в качестве модуляции высокочастотной несущей волны – точно так же, как делают радиопередатчики с амплитудной модуляцией, – человеческое тело, подобно радиоприемнику, каким-то образом декодировало сигнал, и участник эксперимента идеально, без искажений, слышал речь или музыку. Оптимальная несущая частота, которая давала самый чистый звук, оказалась в диапазоне от 30 000 до 40 000 Гц.
В-третьих, что стало наибольшим сюрпризом, девять из девяти глухих участников – даже те, у кого была тяжелая врожденная нейросенсорная тугоухость – слышали звуки с помощью трансдермальной стимуляции. Но электроды нужно было прижать сильнее к коже, а глухим пациентам приходилось двигать электрод возле уха, чтобы найти точку стимуляции слуха – словно сигнал нужно было сфокусировать на некой цели внутри головы. Четыре участника, у которых сохранился слабый слух, описывали ощущения как «звуки», а не «вибрацию». Двое с врожденной глухотой сообщили, что это было что-то «новое и напряженное». Трое с приобретенной полной глухотой описывали это как слух, какой они помнили, когда еще не были глухими.
