Για πολλούς, η επίσκεψη στον οδοντίατρο προκαλεί ένα γνώριμο σφίξιμο στο στομάχι. Η επιστήμη έχει μάλιστα δώσει όνομα σε αυτή τη φοβία: οδοντοφοβία. Και ένας από τους κύριους υπαίτιους δεν είναι ούτε η ένεση ούτε ο πόνος, αλλά ο διαπεραστικός, μεταλλικός ήχος του οδοντιατρικού τροχού. Τώρα, μια ομάδα ερευνητών στην Ιαπωνία προσπαθεί να αντιμετωπίσει αυτόν τον ηχητικό εφιάλτη με εργαλεία… αεροδυναμικής αιχμής.
Πίσω από την προσπάθεια βρίσκεται η Tomomi Yamada, οδοντίατρος και ερευνήτρια στη μεταπτυχιακή σχολή οδοντιατρικής του Πανεπιστημίου της Οσάκα. Όπως εξηγεί, η ιδέα γεννήθηκε όταν συνειδητοποίησε ότι ελάχιστοι ακόμα και μέσα στον κλάδο είχαν προσεγγίσει επιστημονικά το ζήτημα του ήχου. Αν και ο τροχός αποτελεί βασικό εργαλείο της οδοντιατρικής εδώ και δεκαετίες, η έντονη υψηλή συχνότητα που παράγει έχει μείνει σχεδόν αμετάβλητη, παρότι αποτελεί σημαντικό παράγοντα άγχους για τους ασθενείς.
Παρουσιάζοντας τα ευρήματά της στη Χονολουλού, στο κοινό συνέδριο της Acoustical Society of America και της Acoustical Society of Japan, η Yamada εξήγησε ότι η ομάδα χρησιμοποίησε έναν υπερυπολογιστή για να προσομοιώσει τον τρόπο με τον οποίο κινείται ο αέρας στο εσωτερικό και γύρω από τον τροχό. Η τεχνική αυτή, γνωστή ως αεροακουστική προσομοίωση, επιτρέπει στους ερευνητές να «δουν» ουσιαστικά την προέλευση του ήχου. Κι αυτό δεν είναι απλό έργο: ο τροχός περιστρέφεται με ταχύτητες που αγγίζουν τις 320.000 στροφές το λεπτό, δημιουργώντας στροβιλισμούς αέρα οι οποίοι καταλήγουν σε αυτό το γνωστό, τσιριχτό βουητό.
Ένα από τα βασικά συμπεράσματα της έρευνας είναι ότι δεν αρκεί να μειωθεί απλώς η ένταση του ήχου. Η ποιότητα του ήχου είναι εξίσου σημαντική. Σύμφωνα με την Yamada, ένας τροχός που ακούγεται λιγότερο «αιχμηρός» ή λιγότερο μεταλλικός μπορεί να γίνει αισθητά πιο ανεκτός, ακόμη και αν συνολικά δεν είναι απόλυτα πιο αθόρυβος. Με άλλα λόγια, ο εγκέφαλος αντιδρά όχι μόνο στο πόσο δυνατά ακούγεται κάτι, αλλά και στο πώς ακριβώς ακούγεται.
Η ομάδα όμως δεν έμεινε μόνο στις προσομοιώσεις. Για να κατανοήσουν πώς οι άνθρωποι αντιλαμβάνονται τον ήχο, πραγματοποίησαν και ψυχοακουστικά πειράματα σε ενήλικες και παιδιά. Τα αποτελέσματα ήταν αποκαλυπτικά: τα παιδιά βιώνουν τον τροχό ως πολύ πιο δυνατό και ενοχλητικό από τους ενήλικες. Η εξήγηση βρίσκεται στη βιολογία. Οι συχνότητες που παράγει ο τροχός αγγίζουν σχεδόν τα 20 kHz – ένα εύρος στο οποίο τα μικρότερα παιδιά έχουν ακόμα υψηλή ακουστική ευαισθησία, ενώ στους ενήλικες η ικανότητα αυτή με την ηλικία φθίνει. Αυτό σημαίνει ότι η τρομαγμένη αντίδραση των παιδιών στην καρέκλα του οδοντιάτρου δεν είναι υπερβολή αλλά πραγματική αισθητηριακή εμπειρία.
Η Yamada επισημαίνει ότι, σε αντίθεση με τη συνηθισμένη πεποίθηση πως ο φόβος των παιδιών είναι κυρίως ψυχολογικός, η έρευνα δείχνει πως υπάρχει ουσιαστική φυσιολογική βάση. Το άγχος τους δεν είναι προϊόν φαντασίας, αλλά ακριβούς ακουστικής αντίληψης. Για τους γονείς και για τους ίδιους τους οδοντιάτρους, αυτή η γνώση ίσως εξηγεί πολλά «δράματα» στην αίθουσα αναμονής.
Το επόμενο βήμα της ομάδας επικεντρώνεται στον επανασχεδιασμό του τροχού, τόσο ως προς το σχήμα των λεπίδων όσο και ως προς την έξοδο του αέρα. Στόχος τους είναι να μειώσουν τις δίνες που δημιουργούν τον ενοχλητικό ήχο, χωρίς να θυσιάσουν την αποτελεσματικότητα του εργαλείου. Αυτό βέβαια δεν είναι εύκολη υπόθεση: ένας πιο αθόρυβος τροχός που δεν επιτυγχάνει την απαραίτητη ακρίβεια ή ισχύ δεν θα γίνει αποδεκτός από την οδοντιατρική κοινότητα.
Η Yamada ελπίζει πως μέσα από συνεργασίες ανάμεσα στον ακαδημαϊκό χώρο και τη βιομηχανία, το project θα φτάσει σε στάδιο εμπορικής διάθεσης. Πριν από αυτό, απαιτούνται εξαντλητικές δοκιμές αντοχής και συμμόρφωσης με τα ρυθμιστικά πρότυπα. Εάν όλα πάνε καλά, οι οδοντίατροι του μέλλοντος ίσως να εξοπλιστούν με τροχούς που δεν προκαλούν τον ίδιο πανικό στους ασθενείς.
