دانشمندان با خواندن پیغام های مغزی موسیقی شنیده شده را دوباره خلق می نمایند - ایستگاه بازی

به گزارش خبرنگاران این پژوهشگران از یک مدل کامپیوتری استفاده کردند تا بخشی از ترانه پینک فلوید را برای این افراد که بیماران مبتلا به صرع بودند، صرفا بر اساس الگوهای فعالیت سلول های عصبی آنها بازسازی نمایند.

در این آنالیز نو که یافته های آن این هفته در ژورنال PLOS Biology منتشر شده است، بیماران که الکترودهایی در مغزهایشان کاشته شده بود، به ترانه آجری در دیوار، بخش اول پینک فلوید گوش دادند. پژوهشگران سپس از این مدل کامپیوتری برای تبدیل دوباره پیغام های الکتریکی ثبت شده بوسیله الکترودها به صدا استفاده کردند. صداهای بازآفرینی شده به این شکل اندکی گنگ و مبهم هستند- پژواکی تحریف شده از موسیقی اصلی. اما عناصر اشتباه نشدنی ریتم، ملودی و هارمونی همچنان در آنها قابل تشخیص هستند.

قطعه ای 15 ثانیه ای از آهنگ پینک فلوید که بر اساس امواج مغزی ثبت شده بیماران بازسازی شده است

کار این پژوهشگران بر اساس کارهای قبلی برای بازسازی صحبت کردن ساده افراد بر اساس ثبت فعالیت مغزی آنها بوده است، اما این بار امکان بازسازی موسیقی شنیده شده هم فراهم شده است.

فناوری برای یاری به ارتباط برقرار کردن افراد

پژوهشگران سال ها است که برای رمزگشایی فعالیت مغزی با یاری هوش مصنوعی در حال فعالیت بوده اند و کوشش نموده اند بر مبنای ثبت فعالیت مغزی کلمات شنیده شده یا تصاویر دیده شده بوسیله افراد را بازسازی نمایند.

چنین فناوری روزی می تواند برای یاری به افرادی که نمی توانند به علت سکته مغزی یا اسیب ها و بیماری های دیگر مغزی به وسیله صحبت کردن ارتباط برقرار نمایند، استفاده گردد، یعنی بتوان فعالیت مغزی این افراد را به شکلی قابل فهم ترجمه کرد.

پژوهشگران در این آنالیز نو ترانه پینک فلوید را برای 29 شرکت نماینده دچار صرع پخش کردند. این افراد از قبل به عنوان درمانی برای بیماری صرع شان دارای الکترودهای کاشته شده در مغز بودند. این ترانه هنگامی برای این بیماران پخش شد که در اتاق عمل جراحی برای مغز آنها برای پشگیری از حمله های تشنجی در جریان بود.

این پژوهشگران یک مدل کامپیوتری را با استفاده از داده های مغزی از به دست آمده از این افراد که حدود 90 درصد از ترانه پینک فلوید را گوش داده بودند، آموزش دادند. اما بقیه 10 درصد ترانه یعنی یک قطعه دوم حدودا 15 ثانیه ای در میانه آن از این داده های آموزشی بیرون ماندند. سپس این دانشمندان از این مدل خواستند که این بخش از موسیقی را با استفاده از فعالیت مغزی بر اساس الگوهای که آموخته بود، بازسازی کند.

مدل کامپیوتری موسیقی می سازد

این آنالیز علاوه بر ساختن یک قطعه موسیقی مسحورنماینده چشم اندازی درباره اینکه کدامیک از بخش های اختصاصی از مغز در ادراک موسیقی نقش دارند، فراهم می آورد. این آنالیز نشان داد که هر دو نیمکره مغز در این ادراک نقش دارند، اما نیمکره راست مغز بیش از نیمکره چپ در این مورد دخیل است که یافته های سایر آنالیز ها هم از ان حمایت می نمایند.

شکنج فوقانی گیجگاهی که در قطعه گیجگاهی مغز قرار گرفته است، ظاهرا به شدت در ادراک موسیقی دخالت دارد و به خصوص یک منطقه فرعی در آن با ادراک ریتم مرتبط است. پژوهش های پیشین بخش های متفاوت مغز را به موسیقی مرتبط نموده اند، از جمله فرکانس، ریتم و بافت صدا (که طنین نامیده می گردد).

پژوهشگران امیدوارند این دانسته های نو یاری کند تا وسائل موجود که سیگنال های مغزی را به کلمات ترجمه می نمایند، عناصر موسیقیایی گفتار را هم تشخیص دهند و در صدای فراوری شده شان بگنجانند. گفتار مانند موسیقی دارای تغییراتی در سرعت، فرکانس و حجم است که بخش ضروری در ارتباط برقرار کردن با دیگران هستند. این اجزا که پروسودی (prosody) یا آهنگ طبیعی کلام نامیده می شوند ، حاوی معناهایی هستند که نمی توان به تنهایی با کلمات منتقل کرد.

این پژوهشگران ترانه پینک فلوید را تا حدی به این علت انتخاب کردند که حاوی آمیزه ای از بخش های آوازی و موسیقیایی بدون کلام است. اما یک علت دیگر هم وجود داشت، شرکت نمایندگان در این آنالیز این موسیقی را دوست داشتند.