При использовании изолированных электродов люди с нормальным слухом реагировали даже на такую низкую мощность, как 100 микроватт (миллионных долей ватта). Когда прямо к коже прижимали оголенные электроды, требовался более сильный ток, но глухие при таком методе слышали не хуже или даже лучше, чем нормально слышащие. После того как удавалось определить нужную силу давления и положение электрода на коже, пороговый электромагнитный стимул составлял от одного до десяти милливатт (тысячных долей ватта) и для слышащих, и для глухих, и достаточно было даже чуть сильнее увеличить мощность, чтобы звук, как выразился один из глухих подопытных, превратился «из нормального в очень сильный».
Что еще удивительнее, девять из девяти совершенно глухих участников эксперимента, никогда ранее не слышавших речь, смогли, после очень кратких тренировок, понимать слова, передаваемые им таким способом. А пациенты с нейросенсорной тугоухостью, которые разбирали лишь 40–50 % слов «с воздуха», при трансдермальной стимуляции разбирали уже до 90 % слов, причем без всякой предварительной подготовки.
Впервые за пятьдесят лет появились доказательства того, что электроды, которые переносят радиоволны к коже, возможно, не просто заставляют кожу вибрировать. Эти ученые предположили, основываясь на измерении улиточной микрофонии (электрических сигналов, вырабатываемых внутренним ухом), что при трансдермальной стимуляции звуки появляются благодаря сочетанию акустических и электрических эффектов: и вибрации кожи, и прямой стимуляции волосковых клеток внутреннего уха. «Однако, – писали они, – два этих эффекта не дают удовлетворительного объяснения явлению распознавания слов пациентами, у которых улитка не функционирует».
Результаты экспериментов с животными оказались такими же потрясающими. У двух собак вызвали глухоту: одной вкололи стрептомицин, который разрушил волосковые клетки улитки, другой хирургическим путем удалили барабанные перепонки, кости среднего уха и улитки. Обеих собак ранее обучили реагировать на трансдермальную стимуляцию, перепрыгивая через барьер в ящике, и обе они научились реагировать правильно более чем в 90 % случаев. Невероятно, но обе собаки продолжили правильно реагировать на высокочастотную стимуляцию в 90 % случаев, если она была модулирована аудиосигналом, но вот на немодулированный высокочастотный сигнал они реагировали лишь в 1 % случаев.
Значение этих исследований огромно. Поскольку и люди, и животные, у которых улитка не функционирует или вообще отсутствует, судя по всему, слышат стимулы этого типа, варианта может быть два: либо мозг стимулируется напрямую – что маловероятно, потому что участникам экспериментов всегда казалось, что звук идет со стороны электрода, – либо во внутреннем ухе есть еще что-то, кроме улитки, что реагирует на ультразвук или электромагнитные волны на ультразвуковых частотах. Поскольку большинство здоровых подопытных слышали звуки намного большей высоты, чем обычно, именно второе объяснение кажется наиболее вероятным. И мы увидим, что есть все причины считать, что большинство людей, которых беспокоит электрический «тиннитус», на самом деле слышат ультразвук, передаваемый электрическими полями.
Пухарич и Лоуренс запатентовали свое устройство, и армия США закупила два прототипа, чтобы протестировать их на вертолетах «Чинук» и судах на воздушной подушке во Вьетнаме. Редактор колонки новостей из журнала Electronic Design сообщил, опробовав одно из этих устройств, что «сигналы почти, но не полностью, напоминали звуки, передающиеся по воздуху»
[452].
В 1968 г. Гарленд Фредерик Скиннер повторил некоторые эксперименты Пухарича и Лоуренса на большей мощности, используя несущую частоту 100 кГц, для магистерской диссертации в аспирантуре ВМФ США. Он не тестировал свой «Транс-Дерма-Фон» на глухих, но, как и Пухарич с Лоуренсом, он пришел к выводу, что «механизм детектирования амплитудной модуляции существует – либо в ушах, либо в нервах, либо в мозге».
В 1970 г. постдокторант Майкл Хошико, получивший грант от Национальных институтов здравоохранения, протестировал устройство Пухарича и Лоуренса в Лаборатории нейрокоммуникации в школе медицины Университета Джонса Хопкинса. Участники эксперимента не только одинаково хорошо слышали чистые ноты от 30 Гц вплоть до замечательных 20 000 Гц на низкой громкости, но и набрали 94 % в тестах на распознавание слов. Двадцать девять студентов колледжа, подвергшихся проверке, с одинаковым успехом распознали слова и произносимые обычным способом «по воздуху», и передаваемые электронным способом, в виде модуляции ультразвуковой радиоволны.
Военные предприняли еще две попытки помочь людям услышать модулируемые радиоволны, но (скорее всего, потому что использовались не ультразвуковые волны) идентифицировать иной источник звука, кроме вибраций кожи, им не удалось. В одном из докладов, магистерской диссертации лейтенантов Уильяма Харви и Джеймса Хэмилтона из Технологического института ВВС, расположенного на базе Райт-Паттерсон, сообщалось о несущей частоте 3,5 МГц. Другой проект возглавлял М. Сальмансон из отдела управления войсками в Центре разработки Военно-морской авиации США в Джонсвилле, штат Пенсильвания. Он тоже не использовал ультразвуковые несущие волны; собственно говоря, позже он вообще отказался от несущей волны и использовал постоянный ток со звуковой частотой.
Наконец, в 1971 г. Патрик Вудрафф Джонсон в своей магистерской диссертации для аспирантуры ВМФ США решил вернуться к «обычному» электрофонному слуху. Он хотел узнать, насколько слабого электричества достаточно, чтобы человек услышал звук. Большинство предыдущих исследователей подавали на головы испытуемых мощность до одного ватта – сила тока получалась довольно большой и опасной. Джонсон обнаружил, что если использовать серебряный диск с напыленным хлоридом серебра в качестве одного из электродов и одновременно подать положительный постоянный ток, то можно услышать переменный ток силой всего 2 микроампера (миллионные доли ампера) и мощностью всего 2 микроватта (миллионные доли ватта). Джонсон предположил, что с помощью этой системы можно разработать «невероятно маленький и дешевый слуховой аппарат».
В июне 1971 г. Эдвин Чарльз Моксон из Массачусетского технологического института изучил всю имеющуюся на эту тему литературу для своей кандидатской диссертации и добавил к ней результаты собственных экспериментов на кошках. Отследив активность слуховых нервов кошек при электрической стимуляции улиток, он с определенностью доказал, что одновременно происходили два отдельных явления. Электрический сигнал каким-то образом преобразовывался в обычный звук, который обрабатывался улиткой нормальным способом. Кроме этого, ток непосредственно стимулировал слуховой нерв, создавая второй, ненормальный компонент в работе нерва.
На этом этапе попытки разобраться в том, как электричество воздействует на здоровые уши, закончились, потому что практически все финансирование ушло на разработку кохлеарных имплантатов для глухих. Это был естественный результат создания компьютеров, которые уже начинали преображать наш мир. Мозг тогда представляли в виде фантастически сложного цифрового компьютера. Исследователи слуха считали, что если смогут разделить звуки на частотные компоненты, то получится направлять эти компоненты в виде цифровых импульсов на нужные волокна слухового нерва для прямой обработки мозгом. И, учитывая, что они стимулируют 30 000 нервных волокон всего лишь 8–20 электродами, они добились потрясающих успехов. К 2017 г. количество кохлеарных имплантатов в мире превысило пятьсот тысяч. Но результаты напоминают голос робота, а не нормальные звуки. Большинству пациентов удается научиться различать тщательно артикулируемую речь настолько хорошо, чтобы пользоваться телефоном в тихой комнате. Но они не умеют различать голоса, слышать музыку или разговаривать в шумном помещении.
