Gépi segítséggel készült fordítás

A 2hives független, és nem áll kapcsolatban a Monroe Products-szal vagy a The Monroe Institute-tal, nem is támogatják vagy hagyják jóvá. Az ebben a jegyzetben említett terméknevek a tulajdonosaik védjegyei, és kizárólag a publikált művekre való tényszerű hivatkozásként szerepelnek. A mérések csak az akusztikai szerkezetet írják le; hanganyagot, forgatókönyvet vagy füzetszöveget nem közlünk. Semmi sem egészségre vonatkozó állítás ebben a jegyzetben.

Rétegzett binaurális programok: egy referenciakészletben mért szerkezet és egy reprodukálható szintézismódszer

2hives kutatási jegyzet · 2026. október 10. · 1.0-s változat

Kivonat

A kereskedelmi binaurális programokat marketing- vagy szabadalmi nyelven írják le, akusztikai felépítésüket viszont ritkán mérik meg. Nyílt felmérési módszerrel elemeztünk egy kereskedelmi forgalomban megjelent, több kötetes, vezetett binaurális programot. A módszer 16 s-os Hann-ablakokat használ 10 s-os lépésközzel, 11,025 kHz-en, ami 0,0625 Hz-es felbontást ad. A hangcsúcsoknak legalább 18 dB-lel ki kell emelkedniük a helyi medián fölé, és parabolikus interpolációval finomítjuk őket. A csúcsokat ezután a két fül között párba állítjuk és időben összekötjük, emellett mérjük a zajspektrumot, a fülek közötti koherenciát és a beszédaktivitást.

620 tartós binaurális komponenst követtünk (≥ 40 s). A fő eredmények:

• Rétegzett hátterek. A háttér szinuszpárok rétege: a későbbi kötetekben jellemzően egyszerre 2–3, egy számban akár 13.
• Vivő–ütem sorrend. Az ütem a vivővel együtt emelkedik (Spearman ρ = 0,53): az 1 Hz alatti ütemek kb. 50 Hz-es vivőkön szólnak, az 1,5 Hz-esek 100 Hz-en, a kb. 4 Hz-esek 200–400 Hz-en, a 7–10 Hz-esek 500–800 Hz-en.
• Szintgradiens. A komponensek szintje vivő-oktávonként 5,9 dB-lel csökken.
• Domináns ütem. A fő rész komponenseinek 45%-a 3,5–4,25 Hz-en üt.
• Állandó ütemek. Az ütemek ±0,01 Hz/perc pontossággal állandók. Kivétel az első kötet, ahol mindkét vivő lefelé sodródik.
• Zaj. A zaj meredeksége −7,5 dB/oktáv. Az első kötetben 4 kHz alatt közel monó, a 2., 5. és 6. kötetben a két fül között teljesen független, és itt 10 s-os szint- és fényességciklust hordoz.
• Ébresztő blokk. A 36 számból 35 béta- és gamma-sávú ütemek hangosabb blokkjával zárul.

Ezekből a mérésekből csak hátteret előállító szintézismotort építettünk, és úgy teszteltük, hogy négy referenciaszám tesztrendereit ugyanazzal az eszközzel újra felmértük. Mért zajformákkal a 64 tartós komponensből 55 visszanyerhető volt, legfeljebb 0,02 Hz-es medián ütemhibával és nulla medián időzítési hibával. A zaj meredekségét 0,7 dB/oktávon belül sikerült egyeztetni. Az első kötet sávkorlátozott fülek közötti koherenciáját csak részben sikerült reprodukálni (MSC 0,74 vs 0,89).

Az eredményeket összevetjük a binaurális hangmódszerekről publikált szabadalmakkal és a binaurális ütemes szinkronizációval kapcsolatos vegyes bizonyítékokkal. Terápiás állításokat nem teszünk.

1. Bevezetés

1.1 A binaurális ütemek és a frekvenciakövető válasz

Ha kissé eltérő frekvenciájú hangok, f_L és f_R, külön-külön érik el a két fület, a hallgató |f_R − f_L| frekvenciájú ingadozást érzékel. A hullámformák akusztikusan sosem keverednek, így ez a binaurális ütem központilag jön létre, legvalószínűbben a felső olivamag-komplexumban (Chaieb és mtsai, 2015; Orozco Perez és mtsai, 2020).

Oster (1973) így foglalta össze a klasszikus pszichofizikai eredményeket:

• Az ütem 440 Hz körüli vivőkkel a legtisztább, és 1000 Hz körül elhalványul (más kutatók kb. 1500 Hz-ig is beszámolnak róla).
• Kb. 90 Hz alatt az ütem könnyen összetéveszthető magukkal a hangokkal.
• Nagy fülek közötti szintkülönbségek mellett is megmarad.
• Maszkoló zaj modulációjaként is hallható marad.

A monaurális ütem más: két hang ugyanabban a fülben fizikailag amplitúdómodulációvá keveredik.

A hallási agytörzs fázishoz kötötten követi a periodikus hangot. Ez a skalpról elvezethető frekvenciakövető választ (FFR) eredményez az inger frekvenciáin. Az ütemfrekvencián a kéreg hallási állandósult állapotú választ (ASSR) mutathat. Orozco Perez és mtsai (2020) mindkettőt ugyanazoknál a résztvevőknél rögzítették. A kereskedelmi felhasználás egy erősebb szinkronizációs hipotézisre épül: hogy egy hagyományos EEG-sávba eső tartós ütem eltolja a folyamatban lévő agyi ritmusokat, és velük a mentális állapotot is. A hipotézist alátámasztó bizonyítékok ellentmondásosak (§7.2).

1.2 Előzmények és célok

R. A. Monroe 1975 és 1994 között szabadalmaztatott hangalapú módszereket az alvás és a „tudatállapotok” előidézésére. Atwater (1997) leírt egy binaurális ütemes eljárást, egy 1983-as, a CIA által nyilvánosságra hozott amerikai hadseregbeli értékelés pedig egy ilyen jellegű eljárást elemezett (McDonnell, 1983).

Ezek a források egyike sem ad meg vivőket, ütemeket, szinteket vagy zajparamétereket a nyilvánosság számára terjesztett programokhoz. Ennek a jegyzetnek három célja van:

1. Publikált referenciaprogramok ingerhátterének megmérése nyílt, reprodukálható módszerrel.
2. Egy olyan motor specifikálása, amely ugyanilyen mérhető szerkezetű hátteret szintetizál.
3. A motor validálása a kimenetének ugyanazzal az eszközzel történő újramérésével.

2. Korábbi műszaki leírások

US 3,884,218 (1975) a binaurális ütemeknél korábbi. Olyan hangot ír le, amelyet „familiar, repetitive, pleasing sound”-ként (ismerős, ismétlődő, kellemes hangként) jellemez; ezt egy alvási EEG-hez hasonló jel amplitúdómodulálja, és a környezeti zaj fölött szól. A szóba jöhető hangok között szerepel az eső, a szél, a partra futó hullámok, a légzés és egy 500 Hz-es zúgás.

US 5,213,562 (1993) egy „replicated EEG waveform” (replikált EEG-hullámforma) jelet ültet két sztereó vivőkészletre, így az a fülek közötti ütemfrekvenciaként jelenik meg. A kidolgozott példa 100 Hz-es és 104 Hz-es vivőket használ (4 Hz-es ütem). Megengedi „as many as 100 separate carrier pairs” (akár 100 különálló vivőpár) használatát, és a 275 Hz-et nevezi meg „most effective harmonic carrier”-ként (leghatékonyabb harmonikus vivőként) a 4–5 Hz-hez.

Ugyanez a szabadalom így definiálja a Phased Pink Sound fogalmát: „relative rotational shifting of pink sound from one stereo audio channel to another with cyclic changes in amplitude, frequency, and rate of panning” (a rózsaszín hang relatív forgó eltolása az egyik sztereó hangcsatornáról a másikra, az amplitúdó, a frekvencia és a panorámázás sebességének ciklikus változásaival). Azt állítja, hogy ha legalább 10 dB-lel az ütemjelek alatt használják, akár 30%-kal erősíti az FFR-t. A forráskódja egy szinuszosan söpört fésűszűrő zajon, 60–80 mintás késleltetésekkel és 8 s-os ciklussal.

US 5,356,368 (1994) négy elemmel bővít:

• Septon. Fülenként három binaurális és két monaurális ütem egy közös vivőlétrán. A példában a bal fülben 200, 204 és 208 Hz, a jobb fülben 204, 208 és 212 Hz szól.
• Flangerezett zaj. „Kb. 1/8 Hz”-cel söpört fésűszűrő-késleltetés, tetszőleges bal/jobb söprési fázissal.
• Egymásra rétegzett jelcsoportok. Egy 90 perces, rögzített eltolású csoportokból álló sorozat (a B csoport 15 dB-lel az A alatt; a zaj és a hang 10–20 dB-lel a vezető csoport alatt).
• Ébresztő sorozat. Béta-sávú jelek vagy „egy 400 Hz/416 Hz-es burkoló” kb. 5 perccel az ébredés előtt. A 15. igénypont théta–alfa jeleket ír elő, amelyeket béta–gamma jelek követnek.

Atwater (1997) a binaurális ütemeket korlátozott ingerléssel, szóbeli vezetéssel, „pink sound”-dal (rózsaszín hanggal) és természetes hangokkal kombinálva írja le. Szerinte a hatékony ingerek „complex brain-wave-like patterns rather than simple sine waves” (összetett, agyhullámszerű mintázatok, nem egyszerű szinuszhullámok) (1–2. ábrája). Hivatkozik Oster kb. 1000 Hz-es vivőhatárára és arra a megfigyelésre, hogy a zaj erősíti az ütemet. Frekvenciákat vagy szinteket nem ad meg.

McDonnell (1983) szerint a frekvenciákat „played at a virtually subliminal, marginally audible level” (gyakorlatilag tudatküszöb alatti, alig hallható szinten játsszák), néha „rolled in together with other sounds such as sea surf” (más hangokkal, például a tenger morajával együtt bekeverve). Beszámol arról, hogy egy későbbi fokozatnál „pink and white noise” (rózsaszín és fehér zaj) lép be, a későbbi fokozatok pedig „additional levels of sound”-ot (további hangrétegeket) adnak hozzá.

Az 1. táblázat azokat a felépítésre vonatkozó állításokat sorolja fel, amelyeket az adataink tesztelni tudnak.

1. táblázat. Tesztelhető felépítési állítások.

3. Anyagok és módszerek

3.1 Referenciaanyag

A referenciakészlet egy kereskedelmi forgalomban megjelent, több kötetes vezetett program. A számok körülbelül 27–46 percesek, és egy beszélő vezetőt kombinálnak hangokból és zajból álló folyamatos háttérrel.

Hanganyagot, forgatókönyvet vagy füzetszöveget itt nem közlünk.

A számokat a kiadó fokozatcímkéi szerint csoportosítottuk, amelyeket a cím és a kötet alapján rendeltünk hozzájuk: Stage A (5 szám), Stage B (19; a kötet 2–IV, valamint a kötet 5 első száma), Stage C (5), Stage D (6), és egy bevezető Stage A szám. Ezek a címkék csak csoportosító változóként szolgálnak.

3.2 Felmérési módszer

A felmérőeszköz a motor elemzési alapfüggvényeit használja, amelyekkel a motor a saját kimeneteit is ellenőrzi. Minden számot kétszer dekódolunk ffmpeggel lebegőpontos sztereóba: egyszer 11,025 kHz-en a hangokhoz, egyszer 44,1 kHz-en a zajhoz és a beszédhez. Az elemzés 10 s-onként 16 s-os ablakokat használ, számonként kb. 215 ablakot. A 2. táblázat sorolja fel a paramétereket.

2. táblázat. A felmérés paraméterei.

A 18 dB-es kiemelkedési teszt a helyi alapszinthez viszonyít, így az észlelés a környező zajtól függ, nem az abszolút szinttől. Ablakonként kb. 340 Welch-szegmenssel a független jelek MSC-jének torzítási alapszintje kb. 0,003 (Carter és mtsai, 1973).

A felmérési jelentés összesíti a 36 fájlt. A szám vége előtt több mint 240 s-mal véget érő komponensek alkotják a fő részt (338 komponens). Az utolsó 300 s-ban induló komponensek alkotják az ébresztő blokkot. Az ütemsávok:

A leggyakoribb ütem, a 4,0 Hz, a delta/théta határán van, ezért az ütemeket közvetlenül is megadjuk.

Kiegészítő mérések. A §4.7 zajciklus-paraméterei a 2hives csapatának a beszédmentes részletek burkológörbéjén végzett elemzéséből származnak (2026. október 10.). Úgy közöljük őket, ahogy megkaptuk.

3.3 Szintézisteszt-eljárás

Egy szintéziseszköz egy referenciafelmérést csak hátteret tartalmazó sablonná alakít (hang nélkül):

• Hangpályák. Minden tartós komponensből egy hangpálya lesz, ugyanazzal a kezdő- és záróidővel, ugyanazzal az első és utolsó bal/jobb frekvenciával, lineáris csúszással. Szintje az első és az utolsó érték, ha ezek több mint 3 dB-lel eltérnek, egyébként a medián. Az átmenetek 8 s-osak.
• Zajszint. A háttér RMS-e mínusz a program közepén aktív hangok teljesítménye.
• Zajkarakter. A zajspektrumot a referenciából mérjük egy elemzőeszköz segítségével (a beszédmentes ablakok Welch-PSD-je, ⅓ oktávon mediánszűrve a hangok eltávolítására, ⅙ oktávos pontokban mintavételezve). A fülek közötti korrelációt és a ciklusbeállításokat kötetenként adjuk meg (9. táblázat).

A sablonokat hangosság-normalizálás nélkül rendereljük, majd felmérjük. Egy összehasonlító eszköz minden tartós referenciakomponenshez hozzárendel egy vele időben átfedő tesztrender-komponenst, amelynek bal és jobb kezdőfrekvenciája 0,15 Hz-en belül van. Megadja az ütem-, szint- és időzítési hibákat, valamint a zajmutatókat.

4. Eredmények

4.1 Áttekintés

3. táblázat. Kötetenkénti mediánok (kötetenként hat szám).

620 tartós komponenst követtünk. Időtartamuk mediánja 136 s volt (90. percentilis: 1146 s), és 96 közülük legalább 10 percig tartott.

4.2 Vivők

A vivőközéppontok ((f_L + f_R)/2) kerek értékek köré csoportosulnak (4. táblázat). Mind kb. 1000 Hz-en vagy alatta vannak, ami Oster (1973) határa, és csak 1%-uk van a közelében. Az US 5,213,562 100/104 Hz-es párja pontosan előfordul, és a kötet 1-ben domináns.

A kötet 1-en kívül a frekvenciák 0,01 Hz pontossággal ismétlődnek a számok között (pl. 495,00/505,00, 99,25/100,75 és 467,00/483,00 Hz). Ez digitálisan előállított hangok rögzített könyvtárára utal.

4. táblázat. A tartós komponensek vivőközéppontjai (25 Hz-es binek, a 620-ból az első 12).

4.3 Ütemek fokozatonként

5. táblázat. A fő rész ütemei fokozatonként (darabszám; az ébresztő blokk nélkül).

A fő részben a 338 komponensből 153 (45%) üt 3,5–4,25 Hz-en. A fokozatok főként abban különböznek, mit rétegeznek e mag köré (1–2. ábra):

• Stage A: 3,75–4 Hz-es háttér 100 Hz-es és 300 Hz-es vivőkön, rövid alfa- és béta-komponensekkel.
• Stage B: egy 50 Hz-es klasztert ad hozzá 0,5–0,75 Hz-es ütemekkel.
• Stage C: egy alfa-réteget ad hozzá (10 Hz 495/505 és 595/605 Hz-en; 7,25 Hz 504/511, 607/599 és 807/800 Hz-en) egy 99,25/100,75 Hz-es, 1,5 Hz-es pár fölé.
• Stage D: kombinálja ezeket a rétegeket, hozzáad egy 2,12 Hz-es párt 36/38 Hz-en, és néhány 16 Hz-es komponenst.

1. ábra. A fő rész komponenseinek vivőközéppontja és medián ütemfrekvenciája fokozatonként (kék), az összes fokozathoz képest (szürke). A pontok területe arányos az időtartammal; a pontozott vonalak a sávhatárokat jelölik.

2. ábra. Az ütemsávok aránya a fő rész komponenseiben fokozatonként.

4.4 Rétegzés: vivősorrend, egyidejűség és szint

Vivősorrend. Az ütem a vivőfrekvenciával együtt emelkedik (Spearman ρ = 0,53, n = 620; 6. táblázat). Minden réteg a leglassabb ütemét a legmélyebb vivőjére teszi. A 3. ábrán látható Stage D típusú szám például ezeket kombinálja:

6. táblázat. Ütem és szint vivősávonként (620 tartós komponens).

Egyidejűség. Megszámoltuk, hány tartós fő részi komponens aktív az egyes ablakközéppontokban:

A 2–4. kötet alacsony mediánjai részben olyan szakaszokat tükröznek, ahol beszéd vagy hangos zaj alatt egyetlen hang sem jut át a 18 dB-es kiemelkedési teszten. Az „összetett binaurális ütem” (C2) tehát harmonikusan rokon vivőkön szóló különálló szinuszpárok rétegeként valósul meg, nem egyetlen vivőn szóló, nem szinuszos hullámformaként.

Szint. A fő rész hangszintjeinek 10./50./90. percentilise −69,8/−53,5/−38,0 dBFS (csúcs). A szint vivő-oktávonként 5,9 dB-lel csökken (n = 338; ρ = −0,69; 4. ábra), így az 50–100 Hz-es komponensek vezetnek. Egy ablakon belül a legerősebb pár kötettől függően mediánban 2–7 dB-lel haladja meg a következőt.

Ez a folytonos gradiens eltér a C3 különálló, 10–20 dB-es csoportjaitól. A medián hang szélessávú teljesítményben kb. 16 dB-lel a háttér RMS-e alatt van, ami relatív értelemben illik az „alig hallható” leíráshoz (C8). Ez azonban azt jelenti, hogy a zaj uralja a hátteret, ami a C6 fordítottja.

3. ábra. Egy Stage A típusú (fent) és egy Stage D típusú (lent) szám komponenstérképe. A sávok a tartós komponenseket jelölik a vivőközéppontjukon, ütemsáv szerint színezve és a medián ütemmel feliratozva. A jelölővonalak a beszédes ablakokat mutatják.

4. ábra. A komponensek szintje a vivőközéppont függvényében (fő rész), logaritmikus frekvenciájú legkisebb négyzetes illesztéssel.

4.5 Fülorientáció és csúszások

Orientáció. A magasabb vivő a 620 komponensből 356-ban a jobb fülben szól (57,4%; binomiális p = 0,0003, ami túlbecsüli a bizonyítékot, mert a komponensek nem függetlenek). Ugyanaz a pár egy számon belül gyakran mindkét orientációban megjelenik; például a 99,25/100,75 és a 100,75/99,25 Hz egyaránt 13-szor fordul elő.

Csúszások. Az ütemek szinte állandók. A legalább 5 percig tartó 155 komponensben az ütemcsúszás percentilisei:

A kötet 1 a kivétel. Hosszú, 100/104 Hz-es és 298/302 Hz-es komponenseinek mindkét vivője 0,01–0,04 Hz/perccel csökken, az ütem pedig kb. 0,01 Hz/perccel. Példák: 4,08 → 3,87 Hz 25 perc alatt (100,27/104,35 → 99,84/103,71 Hz) és 4,10 → 3,86 Hz 29 perc alatt. A 2hives csapata ettől függetlenül 4,13 → 3,89 Hz-et mért kb. 25 perc alatt.

A két vivő eltérő arányban csökken (−0,43% és −0,61%), így a sodródás nem lejátszási sebességhiba. Lehet szándékos söprés vagy szabadon futó analóg oszcillátorok eredménye; az adatok alapján ez nem dönthető el. A szintpályák hasonlóan laposak: a medián meredekség −0,015 dB/perc (10–90. percentilis: −0,40 és +0,14 között).

4.6 Monaurális és diotikus szerkezet

6334 beszédmentes ablakban sem találtunk szigorú Septon-létrát (C4). Olyan elrendezést kerestünk, amelyben van egy f bal oldali hang, egy közös f + d hang és egy f + 2d jobb oldali hang, ahol d a binaurális ütem. Több rokon klaszter viszont kevert binaurális és monaurális ütemeket:

• 50 Hz-es klaszter (2., 4–6. kötet). A bal fülben 49,75 + 50,0 Hz, a jobb fülben 50,0 + 50,5 Hz szól. Ez 0,5–0,75 Hz-es binaurális és 0,25–0,5 Hz-es monaurális ütemeket ad, az 50,0 Hz diotikus. A követő ebben a klaszterben néha partnert cserél, így az itt látszólagos 0,75 → 0,25 Hz-es „csúszások” párosításváltások, nem söprések.
• 36/38 Hz-es pár (kötet 6). A bal fülben 37,84 + 38,38 Hz, a jobb fülben 35,72 + 36,26 Hz szól, ami 2,12 Hz-es binaurális ütemet és fülenként 0,54 Hz-es monaurális ütemet ad.
• Ébresztő dubletek. A bal fülben 568 + 592 Hz, a jobb fülben 608 + 632 Hz szól, ami két 40 Hz-es binaurális ütemet ad fülenként egy 24 Hz-es monaurális ütem fölött (§4.9).

Az 1., 3. és 4. kötet 60, 120 és 180 Hz körüli diotikus hangjai legvalószínűbben a gyártásból eredő hálózati brummok, nem tervezett tartalom.

4.7 Zaj: spektrum, koherencia és a fázisos ciklus

Spektrum. A beszédmentes zaj mediánban −7,5 dB/oktávval esik (500 Hz–16 kHz). Ez meredekebb a rózsaszínnél (−3 dB/oktáv) és közel van a barnához (−6 dB/oktáv), ezért a szabadalmak „rózsaszín hangját” tágan kell érteni. A dekorrelált kötetekben 0,5–4 kHz-en 8–12 dB-lel kevesebb az energia a 250–500 Hz-es oktávhoz képest, mint a kötet 1-ben (5. ábra).

Koherencia. A kötetek három csoportba sorolhatók:

1. kötet 1: közel monó és egyenletes. Az MSC kb. 0,89 1–4 kHz-en és 0,18 4–10 kHz-en, így a két fül kb. 4 kHz alatt szinte az összes zajon osztozik.
2. 2., 5. és 6. kötet: független. Az MSC 0,003–0,014, a becslő alapszintje, így mindkét fül független zajt kap.
3. 3. és 4. kötet: vegyes. A számonkénti mediánok 0,003 és 0,93 között mozognak.

Ciklus. A kötet 2-től kezdve a zaj 10,0 s-os ciklust hordoz (kiegészítő mérések; 7. táblázat).

7. táblázat. Zajmodulációs változatok.

A forgás változat megfelel a szabadalmak fázisos rózsaszín hangjának (C5): a fülek közötti kvadratúra-szintforgás spektrális söpréssel, ahogy egy söpört fésűszűrő hozná létre. 10,0 s-os periódusa hosszabb a szabadalmak 8 s-os és „kb. 1/8 Hz”-es értékénél. A hullámzás változat megfelel az US 3,884,218 és McDonnell (1983) hullámveréshez hasonló modulált hangjának (C7).

5. ábra. Balra: oktávsávos zaj-PSD (bal fül, beszédmentes) a kötetek három csoportjára. Jobbra: medián fülek közötti MSC kötetenként; a ≈ 0,003 a független jelek alapszintje.

4.8 A hang a háttérhez képest

A beszédet tartalmazó 31 számban a beszédes ablakok mediánban 3,8 dB-lel hangosabbak a beszédmenteseknél (10–90. percentilis: 1,5–10,8 dB). Ez az érték a sorozat során egyenletesen csökken. A háttér teljesítményének levonásával kapott, a háttérhez viszonyított becsült önálló hangszint is vele csökken:

A vezető hang az első kötetben jól hallhatóan a háttér előtt szól, az utolsóban viszont a háttér szélessávú teljesítményének szintjén vagy alatta.

4.9 Az ébresztés jellegzetességei

A 36 számból 35-ben új komponensek indulnak az utolsó 300 s-ban, mediánban 2,2 perccel a vége előtt (tartomány: 0,8–4,8 perc). Ezek közül a számok közül:

• 33 tartalmaz béta-ütemeket, általában 15–16 Hz-eseket (77 komponens).
• 20 tartalmaz gamma-ütemeket.
• 19 tartalmaz 30–40 Hz-es ütemeket, leggyakrabban pontosan 40 Hz-eseket (25 komponens).

Minden számban a leghangosabb ébresztő komponens medián szintje −33,8 dBFS (10–90. percentilis: −45,7 és −24,0 között), ami a fő rész −38,0 dBFS-es 90. percentilise fölött van. Ezek a komponensek egy percen belül kb. 20 dB-t is emelkedhetnek.

A jellemző rétegek között van a 467/483 Hz (16 Hz) az 568/608 és 592/632 Hz-cel (40 Hz), valamint oktávval duplázott párok, például a 491,6/506,9 Hz (15,3 Hz) a 983,2/1013,7 Hz-cel (30,5 Hz). Az US 5,356,368 15. igénypontjában leírt „előbb théta/alfa, aztán béta/gamma” sorrend több számban is megjelenik (C9).

4.10 Korábbi állítások a mérésekkel szemben

8. táblázat. Az 1. táblázat állításainak állapota.

5. Szintézismódszer

A 2hives motorja egy JSON-sablonból és egy forgatókönyvből renderel programot. A hangot külön szintetizáljuk, és −22 dBFS aktív beszéd RMS-szinten keverjük be. Itt csak a háttért írjuk le.

Idővonal. A sablon szakaszok listája. Minden szakasz vagy rögzített hosszúságú (bevezetés, visszatérés), vagy súlyozva osztozik a fennmaradó időn, így egy program a rögzített részei elmozdítása nélkül nyújtható. A forgatókönyv mondatai a rögzített szakaszokban megtartják az eltolásukat, a nyúló szakaszokban pedig a relatív helyzetüket.

A szomszédos szakaszokat egymást kiegészítő, emelt koszinuszos áttűnések kötik össze, amelyek erősítéseinek összege 1, és a program mindkét végén 8 s-os átmenet van. A szomszédos szakaszokban közös pár egyetlen oszcillátor, így fázisugrás nélkül halad át a határon.

Hangok. Két forma fedi le mindazt, amit a §4-ben mértünk:

• Szakaszpárok: szakaszokhoz rendelt (f_L, f_R, szint) hármasok.
• Pályák: saját kezdő- és záróidővel rendelkező párok, lineáris frekvenciacsúszással, dB-ben lineáris szintrámpákkal és emelt koszinuszos átmenetekkel.

Ezek együtt lefedik a tetszőleges vivőkön szóló rétegeket, mindkét fülorientációt, a hertz alatti, valamint az állandó vagy csúszó ütemeket, a monaurális dubleteket (két pálya egy fülben) és a szintrámpákat.

Minden oszcillátort abszolút időből számolunk, és egy csúszás fázisa a pontos 2π(f₀u + ½ku²) integrál. A kimenet így bármilyen blokkméretnél bitre azonos, amit egy egységteszt ellenőriz. A kezdőfázisok a pár frekvenciáinak hash-értékei, így a renderelések determinisztikusak.

Zaj. Három független, seedelt zajfolyamot állítunk elő (bal, jobb, közös). Ezeket kétféleképpen formáljuk spektrálisan:

• Rögzített lánc: egypólusú integrátor (−6 dB/oktáv kb. 40 Hz fölött), 3 kHz-es elsőrendű aluláteresztő és 25 Hz-es felüláteresztő szűrő.
• Mért forma (noise_shape, e vizsgálat során hozzáadva): egy célspektrumra illesztett, 8191 csapos, lineáris fázisú FIR-szűrő, átfedéses összeadással alkalmazva, az állapotát blokkról blokkra átvíve.

Minden szakasz az alábbiakat állítja be, és az értékek az áttűnések alatt a szakaszerősítések szerint keverednek:

• noise_db: fülenkénti RMS.
• noise_corr (c): közös teljesítmény. Mindkét fül √(1−c)·saját + √c·közös jelet kap. A noise_corr_below_hz megadásakor egy negyedrendű Linkwitz–Riley-keresztváltó csak az alsó sávot osztja meg, és mindkét fül megtartja a saját felső sávját; a két sáv összege lapos.
• mod_depth_db és mod_pan_deg: fülenkénti szinuszos, ±mélység dB-es szintciklus noise_period_s periódussal (alapértelmezés 10 s), a jobb fül a panorámaszöggel eltolva. 0° hullámzást, 90° forgást ad.
• sweep: a zaj 2 kHz-en felüláteresztett másolata, amely minden fül ciklusával azonos fázisban adódik hozzá, így a fényesség követi a szintet.

9. táblázat. A tesztrenderekhez használt zajbeállítások.

Masterelés és önleírás. Egyetlen statikus erősítés −24 LUFS-re normalizálja a mastert (ITU-R BS.1770), úgy korlátozva, hogy a valódi csúcs −3 dBTP-n vagy alatta maradjon. A mastert ezután 24 bites FLAC és AAC formátumba kódoljuk, a szakaszhatároknál fejezetjelölőkkel.

Minden renderelés műszaki adatlapot is ír (describe.py). A tervezési rész felsorol minden párt és pályát (ütem, sáv, vivő, magasabb fül, csúszás, szint), a zajbeállításokat és a hangklipeket. A mért rész minden szakasz közepén újraelemez egy beszédmentes 16 s-os ablakot a §3.2 alapfüggvényeivel. A referenciakészletet jellemző kód tehát minden kimeneti fájlt ellenőriz.

6. A szintézis validálása

6.1 Elrendezés

Négy referenciaszámból tesztrendert készítettünk, fokozatonként és zajtípusonként egyet:

• az Stage A bevezetőt (kötet 1; közel monó zaj)
• az Stage B bevezetőt (kötet 2; hullámzás)
• egy Stage C bevezetőt (kötet 5; forgás)
• egy Stage D bevezetőt (kötet 6; forgás)

A sablonok 10, 5, 25 és 24 hangpályát tartalmaztak. 48 kHz-en, normalizálás nélkül rendereltük őket, a változatlan eszközzel felmértük, majd összehasonlítottuk. A tesztrenderek belső tesztanyagok, nem terjesztjük őket.

A motort a vizsgálat során átdolgoztuk, ezért két futtatást közlünk:

• A futtatás (22:34 AEDT, 2026. október 10.): a rögzített zajlánc.
• B futtatás (22:40–22:44 AEDT): mért zajformák, a Linkwitz–Riley-felosztás és 0,98-as noise_corr a kötet 1-hez.

6.2 Eredmények

10. táblázat. Tesztrender vs referencia, ugyanazzal a felmérőeszközzel mérve (B futtatás; az A futtatás szögletes zárójelben, ahol eltér).

A B futtatásban a 64 tartós referenciakomponensből 55 visszanyerhető volt (86%), szemben az A futtatás 64-ből 43-ával (67%). Az ütemhibák az elemzési binen belül maradtak, a medián időzítési hibák nullák voltak, és a szélessávú háttérszint 1,6 dB-en belül egyezett.

A zajforma mérése nagy hatással volt az Stage C-re és az Stage D-re. Az A futtatásban a rögzített lánc 10–14 dB-lel túl sok energiát tett a 0,5–4 kHz-es tartományba, és a −56 és −72 dBFS közötti gyenge, 400–800 Hz-es hangok nem jutottak át a 18 dB-es kiemelkedési teszten. A spektrum egyeztetése ezek többségét visszaállította, és a zaj meredekségét 0,7 dB/oktávon belülre korrigálta.

6.3 Fennmaradó eltérések

1. A Stage A három komponenst elvesztett a B futtatásban. Ezek: 200,4/208,6 Hz (−59 dBFS), 119,5/104,8 Hz (−53 dBFS) és egy 46 s-os ébresztő pár. A zajbecslés −40,2-ről −35,9 dBFS-re nőtt, és a replika 0,5–4 kHz-es oktávjai most 3–4 dB-lel a referencia fölött vannak. Ez elég ahhoz, hogy elfedje a kiemelkedési küszöb közelében lévő gyenge hangokat. A zajszint-becslés és a hangészlelési tartalék kölcsönhatásban van, és egyik futtatás sem reprodukálta tökéletesen mindkettőt.
2. A kötet 1 koherenciáját csak részben sikerült reprodukálni. A tesztrender 1–4 kHz-en 0,89 helyett 0,74-et, 4–10 kHz-en 0,18 helyett 0,015-öt ad. A pontosan 4 kHz-es keresztváltó az alsó sáv teteje felé csökkenti a megosztást, fölötte pedig megszünteti. A referencia nyilvánvalóan 4 kHz fölött is megoszt némi zajt. Egy magasabb keresztváltónak vagy a felső sáv részleges korrelációjának meg kellene szüntetnie a különbséget.
3. Szintpályák. A 7–9 dB-es maximális szinthibák a rövid ébresztő komponensekből erednek, amelyek egy percen belül 20–30 dB-t emelkednek, valamint az emelkedő-csökkenő szintpályájú hosszú komponensekből. A replikátor mindkettőt csak két ponttal (első és utolsó) modellezi. A motor képes az ilyen pályák leírására, de a replikátor még nem nyeri ki őket.
4. Követési műtermékek. Egy „többlet” Stage C-komponens (594,99/599,29 Hz) és a kimaradt 50 Hz-es klaszterkomponensek az átfedő, egymáshoz közeli párok közötti partnercseréből erednek (§4.6), a referenciafelmérésben, a replikafelmérésben vagy mindkettőben. Ezek nem szintézishibák.
5. Még nincs validálva. A 10 s-os ciklust (periódus, mélység, fülek közötti fázis, súlypontsöprés) a felmérőeszköz nem méri. A 9. táblázat szerint van megvalósítva, de a referenciákkal szemben még nem ellenőriztük.

Összefoglalva: a motor a mérési felbontáson belül reprodukálja a hangréteget (vivők, ütemek, csúszások, időzítés, orientáció és rétegzés). A zajréteget a szélessávú szint, a spektrális meredekség és a későbbi kötetek esetében a fülek közötti függetlenség tekintetében reprodukálja. Az első kötet sávkorlátozott korrelációját és gyors szintburkolóit még nem reprodukálja teljesen.

7. Megbeszélés

7.1 Kapcsolat a szabadalmakkal

A mért szerkezet egyszerűbb formában mutatja meg azokat a fő gondolatokat, amelyeket a publikált szabadalmak leírnak:

• Az összetett ütem mint réteg. A „replikált EEG-hullámforma” néhány szinuszpár rétegeként jelenik meg harmonikusan rokon vivőkön (50, 100, 200–300 és 400–800 Hz), ahol minden pár más hagyományos sávban üt, és a leglassabb ütem a legmélyebb vivőn szól.
• Szintgradiens. A szintek a lassú, mély komponenseknek kedvező gradienst követnek, nem különálló jelcsoportokat.
• Fázisos zaj. A fázisos zaj megfelel a szabadalmak leírásának: lassú kvadratúra-forgás a fülek között, spektrális söpréssel. A periódusa 10 s, nem 8 s.
• Ébresztés. Az alvásprocesszorhoz leírt béta/gamma ébresztés szinte minden számban megjelenik, gyakran 40 Hz-es ütemekkel.
• Nincs szigorú Septon. A Septon-létrát nem figyeltük meg, de a hertz alatti klaszterek és az ébresztő dubletek valóban kombinálnak binaurális és monaurális ütemeket.

Két fő eltérés van. Először: a háttér teljesítményének nagy részét nem a hangok, hanem a zaj hordozza. Másodszor: a kötet 1 jellegében különbözik a többitől: közel monó, egyenletes zaj, kb. 10 dB-lel a háttér fölött szóló vezető hang és sodródó vivők. Ezek összhangban vannak azzal, hogy a legkorábbi anyag más gyártási módszerrel készült, de az adatok ezt nem tudják bizonyítani.

7.2 A bizonyítékok

Ez a vizsgálat egy ingert mér, nem a hatásait, és a hatásokról szóló kísérleti szakirodalom vegyes:

• Ingendoh és mtsai (2023) 14 EEG-vizsgálatot tekintettek át. Öt összhangban volt a szinkronizációval, nyolc ellentmondott neki, egy pedig vegyes volt. A szerzők ennek nagy részét az ingerek és az elemzések heterogenitásának tulajdonítják.
• Orozco Perez és mtsai (2020) azt találták, hogy a binaurális ütemek FFR-t és kérgi ASSR-t váltanak ki. A monaurális kontrollütemek erősebben szinkronizálták a kérget, és egyik sem változtatott a hangulaton.
• Chaieb és mtsai (2015) a kognícióra és a hangulatra vonatkozó ellentmondásos eredményeket tekintik át, és hangsúlyozzák az ingerparaméterek fontosságát.
• Egy metaanalízis a szorongásra, a kognícióra és a fájdalomérzékelésre gyakorolt hatásokról számol be, amelyeket az expozíció és a feladat befolyásol (Garcia-Argibay és mtsai, 2019; az összefoglaló alapján idézve).
• McConnell és mtsai (2014; n = 21) testmozgás után théta-ütemek hallgatása közben nagyobb önbevallásos relaxációt és HRV-változásokat találtak, mint csak vivőhangok mellett. A HRV-különbségek az alkalom végére eltűntek.
• Sudre és mtsai (2024) azt találták, hogy a panorámában mozgó hangok és a váltakozó sípolások ugyanannyira hatottak az EEG-re és a relaxációra, mint a binaurális ütemek. A hatást a térbeli mozgásnak tulajdonítják, nem az ütemnek.

Az utolsó eredmény közvetlenül érinti ezeket a programokat. Ezek ugyanis a következőket is tartalmazzák:

• lassan forgó zajkép
• hullámveréshez hasonló hullámzások
• vezető hang
• hosszú, korlátozott ingerlésű időszakok
• a program keretezése által keltett várakozás

Ezek mindegyike önmagában is valószínűsíthetően megváltoztathatja az éberségi szintet vagy a relaxációt. Ráadásul a legkiemelkedőbb hangok az 50–100 Hz-es vivők 0,5–1,5 Hz-es ütemekkel, abban a tartományban, ahol Oster (1973) szerint az ütemeket nehéz elkülöníteni magukról a hangokról.

Az ilyen programokat vizsgáló kutatásoknak ezért négy feltételt kellene összehasonlítaniuk:

• egyeztetett diotikus vivők (ütem nélkül)
• monaurális ütemes megfelelők
• csak zajt és csak hangot tartalmazó hátterek
• forgó vs statikus dekorrelált zaj

Az itt leírt motor ezeket mind elő tudja állítani egyetlen sablonból.

7.3 Felhasználás

A 2hives számára ezek a mérések mérnöki célértékek: milyen vivő- és ütemkombinációkat, szinteket, zajbeállításokat és időzítéseket használ egy rétegzett program. Nem terápiás specifikációk. A 2hives programjai eredeti sablonokat, forgatókönyveket és hangokat használnak. Nem használnak fel referencia-hanganyagot vagy -szöveget, és nem használják a forrás neveit.

8. Korlátok

1. Észlelés. Az észleléshez 18 dB-es kiemelkedés kell egy 16 s-os ablakban. A hangos zaj vagy beszéd alatti gyenge hangok kimaradnak, a háromnál kevesebb észlelésből álló (kb. 36 s-nál rövidebb) komponenseket pedig elvetjük.
2. Párosítás. A mohó, legközelebbi frekvencián alapuló párosítás ±0,6 Hz-es összekötéssel sűrű klaszterekben (35,7–38,4 Hz; 49,75–50,5 Hz) nem egyértelmű. Egy 14,3 Hz-es, klasztereken átívelő pár valószínűleg műtermék.
3. Szintreferencia. A szintek a digitális teljes kivezérléshez viszonyítottak. A hallgatónál megszólaló szint, amely a hallhatóságot meghatározza, nem ismert.
4. Beszéd- és hangszintek. A beszédészlelő heurisztikus, a hangszintek pedig az alattuk szóló hátteret is tartalmazzák.
5. Zajstatisztikák. Az oktávszintek csak a bal fülből származnak. A koherencia 16 s-os átlag, és nem bontja fel a 10 s-os ciklust, amelynek paraméterei kiegészítő mérésekből származnak.
6. Fokozatcímkék. A fokozatcímkék a címekből és a kötettagságból származnak, és az Stage B csoport heterogén.
7. A tesztrenderek köre. Csak négy, kizárólag hátteret tartalmazó tesztrender készült, miközben a motort átdolgoztuk. A kötet 1 koherenciája és a zajciklus még nincs validálva.
8. Kiadás. Csak egy digitális kiadást elemeztünk.
9. Nincsenek hallgatói adatok. Észlelési vagy fiziológiai adatokat nem gyűjtöttünk.

Hivatkozások

Atwater, F. H. (1997). Accessing anomalous states of consciousness with a binaural beat technology. Journal of Scientific Exploration, 11(3), 263–274.

Carter, G. C., Knapp, C. H., & Nuttall, A. H. (1973). Estimation of the magnitude-squared coherence function via overlapped fast Fourier transform processing. IEEE Transactions on Audio and Electroacoustics, 21(4), 337–344. https://doi.org/10.1109/TAU.1973.1162496

Chaieb, L., Wilpert, E. C., Reber, T. P., & Fell, J. (2015). Auditory beat stimulation and its effects on cognition and mood states. Frontiers in Psychiatry, 6, 70. https://doi.org/10.3389/fpsyt.2015.00070

Garcia-Argibay, M., Santed, M. A., & Reales, J. M. (2019). Efficacy of binaural auditory beats in cognition, anxiety, and pain perception: A meta-analysis. Psychological Research, 83(2), 357–372. https://doi.org/10.1007/s00426-018-1066-8

Ingendoh, R. M., Posny, E. S., & Heine, A. (2023). Binaural beats to entrain the brain? A systematic review of the effects of binaural beat stimulation on brain oscillatory activity, and the implications for psychological research and intervention. PLOS ONE, 18(5), e0286023. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0286023

International Telecommunication Union. (2015). Algorithms to measure audio programme loudness and true-peak audio level (Recommendation ITU-R BS.1770-4).

McConnell, P. A., Froeliger, B., Garland, E. L., Ives, J. C., & Sforzo, G. A. (2014). Auditory driving of the autonomic nervous system: Listening to theta-frequency binaural beats post-exercise increases parasympathetic activation and sympathetic withdrawal. Frontiers in Psychology, 5, 1248. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2014.01248

McDonnell, W. M. (1983). Analysis and assessment of Gateway process [Memorandum]. US Army. CIA FOIA Electronic Reading Room, CIA-RDP96-00788R001700210016-5.

Monroe, R. A. (1975). Method of inducing and maintaining various stages of sleep in the human being (U.S. Patent No. 3,884,218). U.S. Patent and Trademark Office.

Monroe, R. A. (1993). Method of inducing mental, emotional and physical states of consciousness, including specific mental activity, in human beings (U.S. Patent No. 5,213,562). U.S. Patent and Trademark Office.

Monroe, R. A. (1994). Method of and apparatus for inducing desired states of consciousness (U.S. Patent No. 5,356,368). U.S. Patent and Trademark Office.

Orozco Perez, H. D., Dumas, G., & Lehmann, A. (2020). Binaural beats through the auditory pathway: From brainstem to connectivity patterns. eNeuro, 7(2), ENEURO.0232-19.2020. https://doi.org/10.1523/ENEURO.0232-19.2020

Oster, G. (1973). Auditory beats in the brain. Scientific American, 229(4), 94–102. https://doi.org/10.1038/scientificamerican1073-94

Sudre, S., Kronland-Martinet, R., Petit, L., Rozé, J., Ystad, S., & Aramaki, M. (2024). A new perspective on binaural beats: Investigating the effects of spatially moving sounds on human mental states. PLOS ONE, 19(7), e0306427. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0306427

Reprodukálhatóság. A felmérési JSON-fájlok csak származtatott frekvenciákat, szinteket és statisztikákat tartalmaznak, hanganyagot soha, így az elemzés a referenciaanyag nélkül is ellenőrizhető.