Понятие «ультразвук» относится к волновому механиче­скому колебательному процессу частотой от 2 ? 104 до 109 Гц. Когда частота превышает 10, до 1013, Гц, говорят о гиперзвуке. Выделение ультразвука как самостоятель­ного понятия исторически связано со слухом человека. Если частота механических колебаний, распространяю­щихся по воздуху, выше воспринимаемой человеком, гово­рят об ультразвуке или, в зависимости от частоты, о гипер­звуке; если ниже — об инфразвуке. По физической при­роде инфразвук, ультра- и гиперзвук не отличаются друг от друга.

Концентрация ультразвуковой энергии может быть достиг­нута разными способами, например с помощью линз, ана­логично фокусировке света; путем направления нескольких ультразвуковых пучков в одну область одновременно или последовательно — перемещением одного излучателя под разными углами к заданной области, наподобие того, как направляются рентгеновские лучи при томографии.

В последние годы часто применяются фокусирующие преобразователи (излучатели ультразвука), выполненные на основе пьезокерамики и представляющие собой по форме часть сферы.

Изучение действия фокусированного ультразвука на сен­сорные системы животных и человека, связанные с раз­личными органами чувств, выявило любопытный факт: ультразвук является удобным инструментом для раздра­жения сенсорных систем, и прежде всего тех, для которых в естественных условиях адекватным является механиче­ский стимул.
Работы, выполнявшиеся в Институте эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова АН СССР, в Акустическом институте им. академика Н. Н. Андре­ева АН СССР, Институте физиологии им. И. П.

Когда с помощью ультразвука активируют те или иные структуры и регистрируют ответные реакции, будь то ощу­щения человека или электрические сигналы нервных еди­ниц животных, возникает вопрос о сопоставлении ультра­звукового влияния с действием адекватных раздражите­лей, т. е. тех естественных стимулов, на которые структуры приспособлены реагировать: тактильные ощущения обычно возникают при действии механических стимулов, вкусовые — химических и так далее.
Ультразвуковое воздействие по своей физической природе является механическим.

В зависимости от режима н места воздейстия ультра­звуком у животных и человека можно вызвать строго определенные функциональные реакции, угнетение этих реакций и разрушение тканей. В связи с этим особое значение приобретают вопросы не только оптимальных режимов, но и безопасности.

Фокусированный ультразвук частотой несколько мега­герц — неспецифический стимул, поскольку в организме животных и человека отсутствуют органы чувств, способ­ные производить или улавливать механические колебания такой частоты.

Исследования, выполненные рядом научных и клинических учреждений, продемонстрировали возможность активиро­вать фокусированным ультразвуком различные рецептор- ные системы. У человека ультразвуковые воздействия вы­зывали весь набор ощущений, связанный с естественной активацией периферического аппарата соматосенсорной системы: тактильные, болевые, ощущения вибрации, тепла, холода, щекотки, зуда. С помощью ультразвуковых воз­действий возникали также слуховые и вкусовые ощуще­ния.

Если совмещать центр фокальной области излучателя ультразвука с чувствительными точками на коже чело­века, то действием ультразвука можно вызвать так­тильные ощущения. В зависимости от интенсивности и длительности стимулов человек характеризует ощущения как легкое прикосновение, наподобие прикосновения ма­ленькой кисточкой, слабый локальный толчок, удар капельки воды и так далее.

Еще с конца прошлого века благодаря исследованиям М. Бликса, М. Фрея и других ученых известно, что чувстви­тельность кожи дискретна, т. е. существуют чувствитель­ные места и нечувствительные, «слепые».

Природа рецепции тепла и холода, сопровождающейся появлением температурных ощущений, до настоящего вре­мени составляет одну из интереснейших загадок кожи как органа чувств.

Температурная чувствительность человека и животных, как и тактильная, дискретна, т. е. температурный стимул воспринимается не всей поверхностью кожи, а отдель­ными чувствительными точками. При действии на эти точки стимулами фокусированного ультразвука можно вы­звать ощущения тепла или холода.

С полным основанием боль можно назвать сторожевым ощущением. Ее появление свидетельствует о неблагополу­чии, об опасности, подстерегающей организм извне или изнутри. Болью также называют неприятно окрашенные эмоции, иногда говорят о душевной боли. Отсутствие других ощущений, например зрения или слуха, может быть в какой-то мере скомпенсировано. При отсутствии боли возникает реальная опасность для жизни. Допустим, чело­век обжигает руку. Не чувствуя боли, он не отдерги­вает руку от источника поражения — довольно легко пред­ставить себе результат.

Ощущение света связано со зрением, ощущение звука — со слухом. Имеется ли специфическое ощущение для вибрации? Для зрения и слуха существуют соответ­ствующие органы чувств со специализированным рецепторным аппаратом. "1ля восприятия вибрации специали­зированного рецепторного аппарата не найдено.

С точки зрения физики вибрация и звук представ­ляют собой механические колебания. Частота звуковых колебаний определяется возможностями слухового вос­приятия человека, приблизительно от 20 Гц до 20 кГц. А ча­стота вибрации?