指甲劃過黑板、叉子刮在盤子上，或是沉重的金屬椅拖過鋪著瓷磚的地板...... 這些聲音很多時候讓人感到抓狂。
但是，這種刮擦聲到底是什麼，它對我們的大腦為什麼是如此冒犯，以至於被描述為令人痛苦的？
D·哈爾彭（D Halpern）、詹姆斯·希倫布蘭德（James Hillenbrand）和蘭多夫·布萊克（Randolph Blake）在1986年進行了一項研究，試圖弄清楚到底是這些聲音中的什麼令全世界的人如此發自本能地憎惡。
在這項發表於《知覺與心理物理學》（Perception & Psychophysics）的研究中，研究人員假定是高音導致了這一問題，從而分離了低、中、高頻之間的聲音。
值得注意的是，在向實驗物件播放這些錄音後，他們發現自己錯了。正如布萊克博士所指出的那樣，“令我們驚訝的是，將高頻去除並沒有減少聲音所帶來的厭惡感，但去除中頻卻做到了。”
在觀測這些中頻時，他們假定它一定是類似於捕食者發出的聲音，或者是另一種靈長類動物發出的警告叫聲。研究者最終發現，確實如布萊克所說，“與靈長類動物的警告叫聲，特別是與黑猩猩的警告叫聲有關的聲波，在外觀上與指甲劃在黑板上產生的令人厭惡的中頻聲波非常地相似……”
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可能值得注意的是，黑猩猩——靈長目人科動物，是人類與我們有毛同胞之間最後的共同祖先，據認為大約在1300萬年前就已經分化了，但也有人猜測，它們之間的雜交可以追溯至400萬年前。
無論如何，布萊克接著總結道，“我們的推測是，
之所以對指甲劃黑板所發出的聲音有著一種普遍的厭惡感，是因為當聽到這種警告聲時，它觸發了我們無意識的自動反應。”
話雖如此，據廣泛報道，這一假設已被一項研究揭穿，在論文《和諧音程在他們聽來是音樂嗎？非人類靈長類動物的自發性聽覺偏好》（Are Consonant Intervals Music to Their Ears? Spontaneous Acoustic Preferences in a Nonhuman Primate）中，工作人員研究了絹毛猴對某些聲音的反應，包括指甲在黑板上劃出的刺耳聲與白噪音。
然而，如果你真的讀了這項研究報告，會發現它並沒有明確揭示任何與前一項研究有關的東西——這也不是這項新研究的意義所在。與這個主題最為相關的是，實驗結果顯示，與白噪音相比，絹毛猴對刺耳的噪聲並未表現出更多或更少的厭惡，這與人類對刺耳聲音的厭惡有所不同。
這項實驗證實了，人類和猴子在某些情況下，聲音波段的接受範圍有所不同。
這裡有一個它是如何在絹毛猴身上起作用的例子：2010年，威斯康星大學麥迪遜分校（University of Wisconsin-Madison）的查爾斯·斯諾登（Charles Snowdon）教授進行了一項研究，研究了絹毛猴對聲音訊率的反應。值得注意的是，絹毛猴的靜息心率大約是人類的兩倍，它們的標準發聲比人類高三個八度。
在此項研究中，他們發現這些猴子對圍繞其聲音訊率和心律節奏的音樂反應最為強烈，這兩種聲音既能刺激到猴子，又能使它們平靜下來。此外，絹毛猴對為它們播放的人類音樂卻沒有同樣反應。幾項研究都表明了這一共同的主題，即不同動物的靜息心率和聲音的範圍都確實與人類不同。
他們發現，如果把2000-4000赫茲的聲音過濾掉，受試者有時甚至會把這些聲音描述為悅耳的。相較之下，當為人們播放這令人反感的獨立音域時，人們會討厭它。值得注意的是，典型的人類語音往往平均在300-3000赫茲左右，而作為參考，人類可以聽到的聲音在16千赫-20千赫附近。
回到研究中，研究人員進一步發現，比如告訴參與者他們聽到的聲音來自音樂的編排，比告訴他們這些聲音實際是什麼所產生的厭惡要少得多，不管怎樣，當播放令人不愉快的頻率範圍時，他們的心率、血壓、最明顯的是面板的傳導性，均觀測到了變化。
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雖然從根本而言，這項研究並沒有為最初的研究增加太多的新內容，但研究人員假設道，我們之所以對這個範圍內的聲音有著如此本能的反應，是因為在很多情況下，這些聲音就已經非常響亮了，而人類的耳道實際上放大了此範圍內的聲音。這顯然有助於感知人類的語言，但如果聲音過大，可能會令人不悅，甚至會被認為是痛苦的。
索爾福德大學（University of Salford）的聲學工程師特雷弗·考克斯（Trevor Cox）總結道：“它會擊中你耳朵特別敏感的頻率範圍，因此你會期待得到更強的響應。”
作為這類研究的重要一環，2012年，蘇赫賓德·庫馬爾（Sukhbinder Kumar）等人發表了他們的研究結果:《特徵與感覺：聲學特徵的可分離式表徵和厭惡聲音的效價》（Features versus Feelings: Dissociable Representations of the Acoustic Features and Valence of Aversive Sounds）。在這項研究中，他們讓一組人收聽不同種類的聲音，並對他們進行了功能性磁共振成像。他們總共對74種不同型別的聲音進行了觀察，其中還包括一些更能令人愉快的聲音，如潺潺流水聲。
結果呢？他們發現，當人們感知到指甲劃過黑板所發出的這類聲音時，他們不僅認為這些聲音令人不悅，而且他們對給定聲音的不愉快程度與大腦中的杏仁核和聽覺皮層的活動成正比。他們還發現，杏仁核的啟用反過來又增強了大腦聽覺處理中心的啟用，進一步使你的大腦更加關注這些聲音，在這種情況下，正是因為杏仁核的啟用，從而讓這些聲音變得令人不悅。
對於那些不熟悉的人來說，杏仁核，將涉及情緒反應，包括恐懼和焦慮。在恐懼方面發現，杏仁核受到某種損傷的病人往往表現不出其他人會表現出的恐懼，而杏仁核被完全切除的動物則極少表現出恐懼和焦慮的跡象。杏仁核也被認為是大腦中觸發戰鬥或逃跑的反應的一部分。
回到聲音上，那些被認為最糟糕的聲音，同時也是在杏仁核和聽覺皮層之間表現得最活躍的聲音，分別是刀刮在瓶子上、叉子劃在玻璃盤子上，還有粉筆在黑板上劃出的刺耳聲音。如果你想知道最令人愉快的聲音有什麼，其中之一就是嬰兒的笑聲。
在研究中，他們進一步達成共識：聲音中那令人討厭的部分似乎介於2000赫茲到5000赫茲之間。庫馬爾博士指出，“這是我們耳朵最敏感的頻率範圍。儘管關於為什麼我們的耳朵在此範圍內最敏感仍有很多爭論，但其中確實包括了尖利的聲音，它讓我們在本質上感到不愉快。”
說到尖利聲，在指甲劃黑板的這類聲音中存在著一定的不和諧，這與嬰兒啼哭聲或成人尖叫時產生的振動相類似。
也許，所有的這些都證實了1986年的研究的最初假設，即在我們漫長的過往中，有一些東西教會我們去害怕這些聲音，以至於我們的大腦顯然天生就具有誘發焦慮的能力，並在感知到它們時，會部分觸發戰鬥或逃跑的反應。正如庫馬爾博士所總結的那樣：“似乎有一種非常原始的作用……這可能是一種從杏仁核到聽覺皮層的求救訊號。”
因此，總結一下答案，無論出於何種原因，這都會觸發杏仁核啟用，並與大腦的聽覺皮層相互作用，從而增加聽覺皮層啟用，並在兩者之間產生一種整體不愉快的感覺。
至於原因，到目前為止，有效的假設要麼是因為這些聲音在耳道中被放大到了令人不愉快的程度（而這些在令人厭惡的範圍內的特殊聲音，模擬了人類的尖叫或小孩的大聲哭泣），要麼就是這些所有的可能性相結合。
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說到小孩，嬰兒的哭聲同樣是令人最不愉快的聲音之一，顯然部分是由於杏仁核的啟用所導致的，正如上述2012年的研究中所指出的那樣，嬰兒的笑聲被認為是令我們大腦最為愉悅的聲音之一——這兩種極端之所以都被如此編碼於我們的大腦中，也許至少為我們提供了進化上的好處。
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