Επιστήμονες ανακατασκευάζουν τραγούδι των Pink Floyd ακούγοντας ανθρώπινα εγκεφαλικά κύματα
Aυτό θα μπορούσε να αποκαταστήσει τη μουσικότητα της φυσικής ομιλίας σε ασθενείς με δυσκολίες επικοινωνίας λόγω νευρολογικών παθήσεων που προκαλούν αναπηρίες.
Newsroom— HuffPost Grecce
TEK IMAGE/SCIENCE PHOTO LIBRARY via Getty Images
Οι επιστήμονες ανακατασκεύασαν το Another Brick in the Wall των Pink Floyd ακούγοντας ανθρώπινα εγκεφαλικά κύματα και αποκωδικοποιώντας έτσι, για πρώτη φορά, από καταγραφές της ηλεκτρικής εγκεφαλικής δραστηριότητας, ένα αναγνωρίσιμο τραγούδι.
Η ελπίδα είναι ότι αυτό θα μπορούσε τελικά να βοηθήσει στην αποκατάσταση της μουσικότητας της φυσικής ομιλίας σε ασθενείς που δυσκολεύονται να επικοινωνήσουν λόγω νευρολογικών παθήσεων που προκαλούν κάποια αναπηρία, όπως το εγκεφαλικό επεισόδιο ή η αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση - η νευροεκφυλιστική ασθένεια με την οποία διαγνώστηκε ο Στήβεν Χόκινγκ.
Διαφήμιση
Αν και μέλη του ίδιου εργαστηρίου είχαν καταφέρει στο παρελθόν να αποκωδικοποιήσουν την ομιλία - ακόμη και σιωπηλά φανταστικές λέξεις - από εγκεφαλικές καταγραφές, «σε γενικές γραμμές, όλες αυτές οι προσπάθειες ανακατασκευής είχαν ρομποτική ποιότητα», δήλωσε ο καθηγητής Ρόμπερτ Νάιτ, νευρολόγος στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϊ των ΗΠΑ, ο οποίος διεξήγαγε τη μελέτη μαζί με τον μεταδιδακτορικό συνεργάτη του.
«Η μουσική, από τη φύση της, είναι συναισθηματική και προσωδιακή - έχει ρυθμό, τονισμό και έμφαση. Περιέχει ένα πολύ μεγαλύτερο φάσμα πραγμάτων από τα περιορισμένα φωνήματα οποιασδήποτε γλώσσας, που θα μπορούσε να προσθέσει μια άλλη διάσταση σε έναν εμφυτεύσιμο αποκωδικοποιητή ομιλίας».
Ενώ προηγούμενες μελέτες αποκωδικοποιούσαν την ηλεκτρική δραστηριότητα του κινητικού φλοιού του εγκεφάλου για την ομιλία -μια περιοχή που ελέγχει τις μικροσκοπικές μυϊκές κινήσεις των χειλιών, της γνάθου, της γλώσσας και του λάρυγγα που σχηματίζουν τις λέξεις- η τρέχουσα μελέτη χρησιμοποίησε καταγραφές από τις ακουστικές περιοχές του εγκεφάλου, όπου επεξεργάζονται όλες οι μορφές του ήχου.
Διαφήμιση
Η ομάδα ανέλυσε τις καταγραφές του εγκεφάλου 29 ασθενών, καθώς τους έπαιζαν ένα περίπου τρίλεπτο τμήμα του τραγουδιού των Pink Floyd, από το άλμπουμ The Wall του 1979. Η εγκεφαλική δραστηριότητα των εθελοντών ανιχνεύθηκε με την τοποθέτηση ηλεκτροδίων απευθείας στην επιφάνεια του εγκεφάλου τους, την ώρα που χειρουργούνταν για επιληψία.
Στη συνέχεια, χρησιμοποιήθηκε η τεχνητή νοημοσύνη για την αποκωδικοποίηση των καταγραφών και έπειτα για την κωδικοποίηση της αναπαραγωγής των ήχων και των λέξεων. Αν και πολύ υπόκωφα, η φράση «All in all, it’s just another brick in the wall» ακούγεται αναγνωρίσιμα στο ανακατασκευασμένο τραγούδι - με τους ρυθμούς και τη μελωδία του άθικτες.
«Ακούγεται λίγο σαν να μιλάνε κάτω από το νερό, αλλά είναι η πρώτη μας προσπάθεια», δήλωσε ο Νάιτ.
Φωτογραφία αρχείου
FG Trade via Getty Images
Πιστεύει ότι η χρήση υψηλότερης πυκνότητας ηλεκτροδίων, μπορεί να βελτιώσει την ποιότητα των ανακατασκευών τους: «Ο μέσος όρος απόστασης των ηλεκτροδίων ήταν περίπου 5 χιλιοστά, αλλά σε μερικούς ασθενείς τα ηλεκτρόδια ήταν απόστασης 3 χιλιοστών και αυτοί είχαν τις καλύτερες επιδόσεις, όσον αφορά την ανακατασκευή», δήλωσε ο Νάιτ.
Καθώς βελτιώνονται οι τεχνικές καταγραφής της εγκεφαλικής δραστηριότητας, μπορεί επίσης να καταστεί δυνατή η πραγματοποίηση τέτοιων καταγραφών, χωρίς την ανάγκη πραγματοποίησης χειρουργικής επέμβασης - ίσως με τη χρήση ευαίσθητων ηλεκτροδίων που συνδέονται με το κρανίο.
Φέτος, ερευνητές με επικεφαλής τον Δρ Αλεξάντερ Χουθ του Πανεπιστημίου του Τέξας στο Όστιν, ανακοίνωσαν ότι κατάφεραν να μεταφράσουν την εγκεφαλική δραστηριότητα σε μια συνεχή ροή κειμένου χρησιμοποιώντας δεδομένα μη επεμβατικής μαγνητικής τομογραφίας. Το σύστημα δεν ήταν αρκετά ακριβές για να αποκωδικοποιήσει τις ακριβείς λέξεις, αλλά μπορούσε να ανιχνεύσει την ουσία των προτάσεων.
Yuichiro Chino via Getty Images
«Αυτή η νέα μελέτη είναι μια πραγματικά ωραία επίδειξη ότι πολλές από τις ίδιες τεχνικές που έχουν αναπτυχθεί για την αποκωδικοποίηση της ομιλίας μπορούν να έχουν εφαρμογή και στη μουσική - ένα πεδίο που δεν έχει εκτιμηθεί επαρκώς στον τομέα μας, αν λάβουμε υπόψη πόσο σημαντική είναι η μουσική εμπειρία στη ζωή μας», δήλωσε ο Χουθ.
«Αν και δεν κατέγραψαν τις εγκεφαλικές αντιδράσεις των ανθρώπων ενώ τα φαντάζονταν τη μουσική, αυτό θα μπορούσε να είναι ένα από τα πράγματα για τα οποία θα χρησιμοποιηθούν οι διεπαφές εγκεφάλου-μηχανής (ΔΕΜ) στο μέλλον: η μετάφραση της φανταστικής μουσικής στην πραγματικότητα. Είναι μια συναρπαστική στιγμή»
Η έρευνα, η οποία δημοσιεύθηκε στο PLoS Biology, εντόπισε επίσης νέες περιοχές του εγκεφάλου που σχετίζονται με την ανίχνευση του ρυθμού και επιβεβαίωσε ότι η δεξιά πλευρά του εγκεφάλου είναι περισσότερο συντονισμένη με τη μουσική απ′ ό,τι η αριστερή.
