2018年1月29日月曜日

眠れるのはホワイトノイズ?ピンクノイズ?

窓際でホワイトノイズを流す
眠るときにホワイトノイズやピンクノイズを流すと質のよい睡眠がとれるといいます。白とピンク、何が違ってどちらが安眠に寄与してくれるのでしょうか。

雑音が他の音を消す「ホワイトノイズ」

ホワイトノイズ(白色雑音 white noise)とは、あらゆる周波数成分を同等に含んでいる雑音です。Wikipediaには下記のように説明されています。
ホワイトノイズ (White noise)とは、ノイズの分類で、パワースペクトルで見ると対象となるそれなりに広い範囲で同程度の強度となっているノイズを指す。「 ホワイト」とは、可視領域の広い範囲をまんべんなく含んだ光が白色であることから来ている形容である。
すべての周波数を含んでいるホワイトノイズには、騒音と感じる音の周波数も含んでいるので騒音を打消してくれます。目には目を歯には歯をということですね。騒音が気になって眠れないときや仕事に集中できないときにホワイトノイズを流していると、周囲の音が遠ざかり、小さくなったように感じます。

ホワイトノイズ自体の音が気にならないかという疑念もありましたが、ホワイトノイズのような単調な音は、脳が無視しやすいので、ホワイトノイズ自体の音が集中や睡眠の妨げにはなることはほとんどないようです。実際にホワイトノイズを流していると最初は気になりましたが、そのうち気にならなくなります。

ホワイトノイズは、睡眠を妨げるような周囲の雑音を遮断し、眠りやすい環境づくりの助けとなります。

音の揺らぎが気持ちよい「ピンクノイズ」

一方、ピンクノイズとは、周波数に反比例し、高い周波数の音ほど弱くなるノイズで、ホワイトノイズに-3dB/oct の低域通過フィルタ(Low Pass Filter)を通して作られます(1オクターブあたり3db減衰)。ホワイトノイズは「サー」と高い音に聴こえますが、ピンクノイズは「ザー」とホワイトノイズよりも低く感じられます。

下記は、Audacityで作成したピンクノイズのスペクトラムです。

ピンクノイズのスペクトラム

ピンクはノイズは1オクターブあがると3db減衰しますが、このピンクノイズの音のパワーが周波数fに対して反比例するゆらぎは『1/f ゆらぎ』と表されます。この『1/f ゆらぎ』は、自然の中や、日常の中にもある揺らぎで、Wikipediaには下記のように説明されています。
ピンクノイズとも呼ばれ、自然現象においてしばしば見ることができる。具体例として人の心拍の間隔や、ろうそくの炎の揺れ方、電車の揺れ、小川のせせらぐ音、目の動き方、木漏れ日、(... 割愛 ...)、蛍の光り方などが例として挙げられる。

1/fゆらぎを持つ、蝋燭の炎のゆらぎや、小川のせせらぎのような、予期できそうで、できない、規則と不規則の調和状態は、リラックス効果があるといわれています。潮位の変化もこの1/fゆらぎを持つといいます。心拍や潮の満ち引き(月の引力)のゆらぎと言われるるとまさに『生命のゆらぎ』ですね。

他にもブラウンノイズ(ブラウニアンノイズ)といわれるノイズもあります。ブラウンノイズのブラウンは色ではなく、音声信号を図に表すとブラウン運動パターン(液体のような溶媒中に浮遊する微粒子が、不規則に運動する現象)に類似しているからだそうです。

ブラウンノイズのゆらぎは1/f2で、1オクターブごとに6db減衰しているので、ピンクノイズより更に低い周波数ほど強いエネルギーを持つとWkipediaに説明があります。ホワイトノイズが「サー」で、ピンクノイズが「ザー」だとすると、ブラウンノイズは遠くから聞こえる滝のような「ゴー」といった感じです。

スペクトル密度は1/f2(fは周波成分)に比例し、ピンクノイズ以上に低い周波数ほど強いエネルギーを持つことを意味する。周波数に対する指数減衰はオクターブごとに6dBであり、音として聞くと、ホワイトノイズやピンクノイズと比べて、減衰した、あるいは柔らかい音質に聞こえる。
ということで、先ずはホワイトノイズから試してみようと、iTunesで White Noise Loop for Sleep, Relaxation, Study and Concentration を買ってみました。White Noise Loops for Sleep - Sounds for Life というアルバムもありますが、こちらはシングルとして発売されているバージョンです。

併せてアルバムにあった White Noise Diotic Loop (バイノーラル効果)も購入してみましたが、いくら脳が無視する雑音といってもイヤホンで聴いていると疲れます。

White Noise for Sleep
White Noise Loop for Sleep, Relaxation, Study and Concentration
Sounds for Life
ジャンル: フィットネス/エクササイズ
Released: June 03, 2014





雑音で騒音を遮断する

出張中にホワイトノイズを活用しています。宿泊している部屋が通りに面しているので、夜でも道路からの騒音が気になります。そこで窓際にスピーカーを置いてホワイトノイズを流してみました。すべての騒音をかき消してくれるわけではありませんが、車の通る人や車の音などが少し気にならなくなりました。

ピンクノイズにも騒音を消す効果があるのかと試してみました。同じ音量であればホワイトノイズの方が騒音を遮断してくれるような気がします。また、ピンクノイズの方が低音で最初は聞き心地がよかったのですが、次第にホワイトノイズの方が気にならない雑音となりました。

ホワイトノイズ発生器

海外出張時に活躍するワイヤレス ポータブル スピーカー (JBL GO) | 象と散歩 で紹介した JBL GO でホワイトノイズを流していながらふと思ったのですが、JBL GOの周波数特性は 180Hz - 20KHz です。音源のホワイトノイズがすべての周波数成分を含んでいたとしても、スピーカーでカットされてしまっています。

自然なホワイトノイズを聴く方法はないかと探してみると、marpac sleepme(マーパック スリープ・ミー) という製品がありました。marpac sleepme は、デジタル的にホワイトノイズを再生しているのではなく、ファンを回して物理的にホワイトノイズ(風の音)を発生させています。

音の調製もケースを回して、ケースの隙間(穴)を調整することによって行います。また、サイトの説明には、短時間で録音された音の繰り返しは脳を疲れさせるとあります。

アプリやCDなどのホワイトノイズもありますが、デジタルや録音された音は、スピーカーの質や再現できる音域に制限されてしまいます。そのため、自然界の音に比べると、限られた音域の音が集中して聞こえてしまうことになり、それは耳や脳にストレスになることがあります。また、短い録音の繰り返しは、脳が違和感を覚え、目覚めるきっかけになることがあると言われています。

米国マーパック社は1962年の創業とあるので、米国では50年以上も前から睡眠時にホワイトノイズを活用しているというのに驚きました。アナログガジェットの marpac とっても気になります。


ホワイトノイズを長時間聴くために

購入した White Noise Loop for Sleep, Relaxation, Study and Concentration の再生時間は10分です。長時間再生するためにはスマホでリピート再生をしなければなりません。集中のために使うときは問題ないのですが、寝るときに流すと朝までずっとなっています。本来の使い方からするといいのかもしれませんが、充電しながらのスマホ利用はバッテリーの酷使にもなります。

眠りに落ちるまで流すにはどうしたらいいかとGoogle先生に訊ねてみると、「Audacity」フリーの波形編集ソフト - 窓の杜ライブラリ というサウンド編集ソフトで、ホワイトノイズ、ピンクノイズ、ブラウニアンノイズが作成できると教えてくれました。

Audacity の使い方については、別途、記載したいと思いますが、それぞれ1時間バージョンを作って、iTunes経由でiPhoneに入れています。

iPhoneにホワイトノイズを

Audacity で作成した1時間の雑音(ノイズ)をダウンロードできるように Dropbox にアップしてみましたので、下記リンク先からダウンロードして使ってみてください。(各40MB弱あります)


気持ちよく眠るためには

睡眠時に3種類のノイズをかけてみましたが、「騒音を遮断するホワイトノイズ」と「1/fゆらぎのピンクノイズ」、そして「1/f2のゆらぎを持つブラウンノイズ」の何れかが眠りにいいのかは、正直わかりませんでした。聴いていてリラックスできるような気がするのは、ブラウンノイズです。

音を使って深い眠りへ誘い、記憶力を高める方法 - GIGAZINE に脳波に同期したピンクノイズが睡眠を深め、ノンレム睡眠時間が確保されることによって記憶力も高めるという記事が掲載されていました。

時差ボケを解消する3つの方法 | 象と散歩 で脳波をシータ波に同調させて睡眠を促す、バイノーラル・ビートについて書いていますが、脳波にシンクロされていないピンクノイズでも効果があるのかはわかりません。

いまは、ゆらぎを感じるためではなく、騒音を遮断するためにホワイトノイズを使っています。どの雑音(ノイズ)がいいのかには個人差があると思いますので、先ずは上記の三種類のノイズを試して、自分に合った雑音(ノイズ)を見つけてみてください。


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